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摘 要

本课题研究的重点则是不同热震制度对于陶瓷材料抗热震性指数的影响。主要研究结论如下：（1）对于纯Al₂O₃，在600 ℃下分别热震10次，20次，30次，40次，50次所得到的抗热震性指数均在23-30之间，且变化很小；在200-600 ℃下逐次热震所得抗热震性指数均在22-30之间，变化同样很小。从中可以看出热震制度对纯Al₂O₃热震性指数的影响很小；（2）对于7 wt% SiC/Al₂O₃，在600 ℃下所得到的抗热震性指数均为35-46之间，在200-600 ℃下逐次热震的抗热震性指数均在39-43之间，变化很小。从中可以看出热震制度对7 wt% SiC/Al₂O₃抗热震性指数的影响很小；（3）SiC的添加能够改善陶瓷材料的抗热震性。

关键词：Al₂O₃ SiC 热震制度 抗热震性指数

Effect of temperature on thermal shock resistance of ceramic materials index ABSTRACT

The focus of this research is the effect of different heat shock system for thermal shock resistance of ceramic materials index. The main conclusions are as follows: (1) For the pure Al₂O₃, the thermal shock resistance index, after respectively 10 times, 20 times, 30 times, 40 times, 50 times of the thermal shock at 600 ℃, was between 23-30, and the fluctuation is very small; after successive thermal shock at 200-600 ℃ the thermal shock resistance index was between 22-30and the fluctuation is very small, too. It can be seen from the results that the effect of thermal shock system on thermal shock resistance index of pure Al₂O₃ is very small; (2) For 7 wt% SiC/Al₂O₃, the index of thermal shock resistance at 600 ℃ is 35-46 and the index of thermal shock resistance of successive thermal shock at 200-600 ℃ is 39-43, changing smoothly. It can be seen from the results that the effect of thermal shock system on thermal shock resistance index of 7 wt% SiC/Al₂O₃ is very small; (3) The addition of SiC enhance the thermal shock resistance of ceramic material.

Key words: Al₂O₃； SiC； thermal shock system； thermal shock resistance index

目 录

摘要 II

ABSTRACT III

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 陶瓷材料的抗热震评价理论 1

1.2.1抗热震断裂理论 2

1.2.2 抗热震损伤理论 2

1.2.3 断裂开始和裂纹扩展的统一理论 3

1.3 陶瓷材料的抗热震性 4

1.3.1 抗热震性的含义 4

1.3.2 影响陶瓷抗热震性的因素 4

1.3.3 抗热震性评价手段 10

1.3.4 提高陶瓷材料抗热震性的途径 11

1.4 抗热震评价方法的研究进展 12

1.5 陶瓷材料抗热震性能评价标准 13

1.5.1 中国标准 13

1.5.2 美国标准 13

1.5.3 欧洲标准 14

1.7 课题的引入 14

第二章 实验及表征方法 15

2.1 实验原料 15

2.2 实验设备和仪器 15

2.3 试样制备 16

2.4 实验方法及表征 17

2.4.1 体积密度及显气孔率 17

2.4.2 抗弯曲强度 17

2.4.3 抗热震性能测试 18

2.4.4 XRD物相分析 19

2.4.5 扫描电镜（SEM）观察 19

2.5 本章小结 19

第三章 实验结果与讨论 20

3.1 不同热震次数及热震制度对纯Al₂O₃抗热震性的影响 20

3.1.1 热震次数对纯Al₂O₃残余强度的影响 21

3.1.2 升降温制度对纯Al₂O₃抗热震性指数的影响 21

3.2 不同热震次数及热震制度对7wt%SiC/Al₂O₃抗热震性的影响 22

3.2.1 热震次数对7wt%SiC/Al₂O₃残余强度的影响 22

3.2.2 升降温热震制度对7wt%SiC/Al₂O₃抗热震性指数的影响 23

3.3 SiC的加入对两种热震制度下陶瓷材料抗热震性的影响 24

3.5 微观表征 25

第四章 结论与展望 26

4.1 结论 26

4.2 展望 26

参考文献 27

致谢 30

第一章 绪论

1.1 引言

陶瓷材料具有强度高、硬度大、耐高温和化学性质稳定^[1]等优点，有着很大的应用空间。但陶瓷材料主要是由离子键、共价键，或者它们的混合键组成，其最明显的弱点是脆性较大，承受温度的急剧变化而不致破坏的能力较差，即抗热震性能较差。陶瓷材料不仅脆性较大，而且导热性能差、弹性模量大，因温度起伏所引起的应力梯度大，容易导致材料的失效或破坏。

陶瓷材料在加工或使用过程中，常常受到环境温度变化的热冲击，因此抗热震性能是陶瓷材料的一个重要性能，它成为陶瓷众多优异性能能否得到充分发挥的制约因素，也是决定陶瓷材料可靠性和使用寿命的关键因素之一。力学性能和热学性能是影响材料抗热震性能的主要决定因素，同时构件的几何形状、尺寸、环境介质以及受热方式等诸多因素与抗热震性能有关。抗热震性能是材料对热冲击抗力的综合反映^[2]。陶瓷材料对表面裂纹或缺陷尤为敏感，在热震环境下材料容易发生不可预见的破坏。

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