基于改良SEVNB法铈稳定氧化锆增韧氧化铝陶瓷断裂韧性及相变增韧的研究

发布时间：2022-12-08 00:56

　　应力诱导相变增韧和微裂纹增韧是ZTA复相陶瓷材料的两种主要增韧机制,对于不含稳定剂的ZTA材料,微裂纹增韧是材料韧性提高的主要机制,对于含稳定剂的ZTA材料,应力诱导相变增韧是材料韧性提高的主要机制,而且二者能够叠加共同增韧材料。因此这两种增韧机制对提高ZTA陶瓷材料韧性的作用一直广受研究者们的关注,而准确、可靠的断裂韧性值是客观分析ZTA陶瓷材料中增韧机理及其增韧效果的重要基础,现行用于韧性测试的方法有着诸多的缺点:测试结果偏大、不稳定以及制样困难等。本课题将利用飞秒激光加工获得切口尖端半径小于0.5 μm的超尖V型切口,用以改良SEVNB法对Ce-ZTA材料的真实断裂韧性的测试,并基于测试结果评价不同氧化铈、氧化锆掺杂含量以及晶粒尺寸等因素对Ce-ZTA试样材料的真实断裂韧性的影响,深入研究氧化锆的相变增韧对复相Ce-ZTA材料断裂韧性提高的贡献大小,同时总结对比了不同材料间SENB法测量韧性值相对误差的差异,研究了相对误差变化的原因及规律。为了研究氧化铈、氧化锆掺杂含量对Ce-ZTA试样中的断口相变量、氧化锆相变增韧作用以及试样真实断裂韧性的影响,制备了六种不同氧化铈、氧化锆含量... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 断裂力学及增韧机制
    1.3 断裂韧性的测试方法
        1.3.1 单边切口梁法(SENB)
        1.3.2 单边V切口梁法(SEVNB)及其研究现状
    1.4 铈稳定氧化锆增韧氧化铝陶瓷断裂韧性及相变增韧的研究现状
    1.5 课题研究目的及意义
    1.6 课题研究的主要内容
第二章 实验过程与方法
    2.1 引言
    2.2 实验原料
    2.3 试样制备流程
    2.4 测试与表征
        2.4.1 体积密度测试
        2.4.2 抗弯强度测试
        2.4.3 断裂韧性测试
        2.4.4 X射线衍射分析(XRD)
        2.4.5 扫描电子显微镜分析(SEM)
第三章 Ce-ZTA陶瓷断裂韧性的可靠评价及相变增韧
    3.1 引言
    3.2 性能测试与表征
        3.2.1 体积密度
        3.2.2 X射线衍射分析(XRD)
        3.2.3 表面显微结构
        3.2.4 断口显微结构分析
        3.2.5 抗弯强度
        3.2.6 断裂韧性分析及相变增韧
        3.2.7 载荷—位移曲线及试样的断裂行为
    3.3 本章小结
第四章 晶粒尺寸对Ce-ZTA试样断裂韧性及相变增韧的影响
    4.1 引言
    4.2 试样制备
    4.3 试样烧结体性能表征
        4.3.1 体积密度及烧成温度
        4.3.2 显微结构分析
        4.3.3 X射线衍射分析(XRD)
    4.4 晶粒尺寸对Ce-ZTA试样陶瓷力学性能的影响
        4.4.1 晶粒尺寸对试样抗弯强度的影响
        4.4.2 晶粒尺寸对试样断裂韧性的影响
    4.5 本章小结
第五章 SENB法测量韧性值相对真实断裂韧性的误差及分析
    5.1 引言
    5.2 改良SEVNB法及SENB法的断口相变量
    5.3 SENB法测量韧性值相对真实断裂韧性的误差
    5.4 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]裂纹表征方式与潜藏现象对测量ZTA纳米复相陶瓷KIC值的影响[J]. 王辰,张玉利,汪成,李维鑫,张钰.  中国陶瓷. 2017(01)
[2]压痕法测量ZrO2/Al2O3陶瓷断裂韧性的研究[J]. 毛亚男,韩亚苓,王辰,刘丽娟,陶睿,张志涛.  硅酸盐通报. 2015(09)
[3]SEVNB法测试陶瓷材料断裂韧性研究[J]. 胡一文,司文捷,龚江宏.  稀有金属材料与工程. 2011(S1)
[4]添加氧化锆对氧化铝陶瓷的性能的影响[J]. 饶平根,吴建青,叶建东,单爱党.  兵器材料科学与工程. 2006(02)
[5]K1c测试试件的尺寸要求和理论依据[J]. 包亦望,金宗哲.  材料科学进展. 1991(04)
[6]用S.E.N.B.法测量陶瓷材料Kic的研究[J]. 丘泰,J.C.Glandus.  硅酸盐通报. 1991(01)
[7]断裂力学[J]. J.R.Ricc,张秀琴.  力学进展. 1987(02)
[8]断裂韧性的基本原理、测试及应用[J]. 王承忠.  上海金属(钢铁分册). 1983(03)
[9]断裂力学讲座——第一讲 线弹性断裂力学的基本概念[J]. 程育仁.  铁道标准设计通讯. 1980(05)
[10]断裂力学基本理论及其应用（2）[J]. 胡海平.  重型机械. 1978(03)

博士论文
[1]可靠评价结构陶瓷断裂韧性的研究[D]. 赵威.华南理工大学 2015

硕士论文
[1]基于亚微米尺度超尖V切口的SEVNB法对陶瓷断裂韧性可靠评价的研究[D]. 崔金平.华南理工大学 2018



本文编号：3713216