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微粉及燒成溫度對復相陶瓷結構的影響

對剛玉-莫來石材料而言，由于剛玉的熱膨脹系數α為7.8×10-6K-1，莫來石的α為5.3×10-6K-1，以及顆粒與基質之間存在α、彈性模量E不匹配等問題，會對界面結合狀態(tài)產生一定的影響，導致復相材料產品內部形成局部不均勻而產生微裂紋.圖1和2分別為3#(抗折強度損失百分率=53.2%，)和9#(抗折強度損失百分率=26.9%，低)樣品的顯微結構照片.圖1和2分別為3#(抗折強度損失百分率=53.2%，高)和9#(抗折強度損失百分率=26.9%，低)樣品的顯微結構照片.從圖中可以看出，樣品的板狀剛玉顆粒和電熔莫來石顆粒不僅內部有微裂紋，而且在骨料和基質之間也有緩沖區(qū)的作用，可以吸收一定的熱應力，緩解裂紋榮盛耐材應力集中的狀態(tài).一般而言，基質中產生的熱震裂紋將在環(huán)形裂紋處停止，裂紋以準靜態(tài)擴展，可以提高產品對災難性裂紋擴展的抵抗力，使已形成的裂紋在顆粒表面停止擴展或延長裂紋沿顆粒表面擴展的路徑，微裂紋使材料不會導致裂紋的動態(tài)擴展，而且裂紋的動態(tài)擴展，而且裂紋可以提高產生。它起到了防止裂紋擴展的作用，從而提高材料的抗熱震性能。此外，這些微裂紋可以在一定程度上抵抗材料的斷裂，因為它們不僅可以吸收彈性應變能，降低驅動主裂紋擴展的能量，還可以降低材料的彈性模量。因此，在可容忍的情況下，通過引入尺寸合適、數量足夠的微裂紋，可以準靜態(tài)擴展裂紋，提高材料對災難性裂紋擴展的抵抗力。

莫來石為斜方結構，具有熱膨脹系數小的榮盛耐材點。剛玉熱膨脹系數高，但高溫性能優(yōu)異?；|中鋁微粉和硅微粉形成莫來石相，增加了復相陶瓷中莫來石相的比例，降低了剛玉莫來石的熱膨脹系數α，有利于控制微裂紋的形狀和尺寸，從而提高材料的熱震性能。

2.2.2氣孔和殘留α-Al2O3的影響

降低熱膨脹性、彈性模量和導熱率是提高材料熱震穩(wěn)定性有效的方法。剛玉-莫來石材料不僅利用微裂紋和熱膨脹系數來提高材料的抗熱震穩(wěn)定性，還利用氣孔來提高材料的抗熱震性能。氣孔的數量、大小和分布與材料的成分及其分布直接相關，可以影響材料的彈性模量和導熱率，影響抗熱震穩(wěn)定性?？傊?，顯微結構與材料性能的關系也體現在彈性模量和導熱系數上。彈性模量受材料相組成和分布的影響。材料越純，彈性模量越大，玻璃相越多，彈性模量越小。當氣孔率小于30%時，氣孔率的增加會降低彈性模量，提高材料的抗熱震性。當導熱率較高時，材料具有良好的抗熱震性。主要原因是材料在一定的溫差條件下可以快速達到溫度均勻分布的狀態(tài)。材料中所含的氣孔對材料的導熱性有一定的影響。溫度在一定限度內，氣孔是導熱的障礙。隨著溫度的升高，對流和輻射形式的導熱增加，均勻分布的微細氣孔可以相應減弱對流和輻射形式的導熱影響，較大氣孔的材料可以獲得較大的導熱性能。