一般来说,强度和韧性的提高有助于设计者拓宽使用限制和提高结构陶瓷的可靠性
"#世纪$#年代及%#年代早期,我们学会了怎样重点考虑设计具有高韧性的陶瓷的显微结构
例如对所谓“陶瓷钢”的氧化锆陶瓷的研究进展则为高韧性结构陶瓷的发展提供了机会
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,对近代陶瓷增韧的历史作了全面的评价
在文章中他描述了基本断裂力学、压痕断裂的作用、阻力曲线性质和增韧机理
我们认为脆性材料的强度通常由-
/00/12理论描述,强度(
)和裂纹尺寸(")之间存在如下关系:
3#$456"
6",由此可知降低最终结构中晶粒尺寸和生产过程中可能出现的缺陷将获得最佳机械强度
在严酷条件下表面擦伤裂纹也能降低强度,因此,了解裂纹的容许尺寸对预测结构陶瓷的机械性能在缺陷尺寸和使用过程中的损伤之间关系有重要意义
7(8)等+",利用压痕测强度的各种方法,提供了一种结构陶瓷可控损伤的方法,用维氏硬度法产生的压痕在一定荷载范围将产生不同的裂纹尺寸,相应的强度测量有助于了解材料的裂纹尺寸和断裂曲线特性
这种方法已用于%%9:;"
@(*ABC8*D/等+=,所做的工作表明:不仅晶界处的结晶将导致微裂纹而使韧性增加,而且发现在晶界处由于氧化铝和其他晶粒的失匹配而出现韧化作用
在含高氧化钡的%E9氧化铝瓷中也观察到了韧化作用,他的工作也显示氧化物添加剂能够被用来增加晶界处的线胀系数,从而有助于在%E9氧化铝中产生较高韧性,这样更进一步丰富了热膨胀失匹配理论
在裂纹尖端的尾部产生的裂纹遮蔽是正在发展的增加韧性的另一种理论,在具有高钙晶界组分的氧化铝中还报告在裂纹尾迹中的丝、带有助于抑制裂纹扩展,从而提高韧性
在%%9的氧化铝中添加
9的非晶组分玻璃,实验证实长柱状晶粒可导致韧性增加
对%E9氧化铝瓷所作的大量研究的结果证实:在高铝瓷中,晶界相和基质晶粒的形态已经变成了控制断裂韧性的重要因素
由&’()*所提出的