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结构陶瓷氧化反应裂纹愈合动力学研究(Ⅲ)模型验证与修正: Al₂O₃-SiC W陶瓷裂纹愈合动力学研究

吕珺 , 郑治祥 , 吴玉程 , 金志浩

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00696

Al2O3-SiC W 材料通过在高温下发生氧化反应, 生成物所引起的体积膨胀对裂纹处的填充迁移, 使裂纹产生愈合现象. 动力学分析表明: Al₂O₃-SiC W材料裂纹愈合速度为- Cv/t=(2πC²_v0·ΔP+F)/(2πB₀C_v)·1/2·(k/t)^1/2, 强度恢复由下式计算σ_f/σ_f0=[1-(2πC²_v0·ΔP+F)/(πB₀C²_v0)·k^1/2·t^1/2]^-1/4, 与Al₂O₃-TiC P材料相比, 增加了一个填充项F, 从物理意义上分析, F是除裂纹面外对裂纹愈合有利的填充面积当量, 就Al₂O₃-SiC W材料而言, F与裂纹面上晶须桥联及晶须露头面积及裂纹周边反应物能够对裂纹处进行填充的面积有关. 1200℃保温时F值约为9.94\times10^-8m².

关键词: 裂纹愈合 , strength , velocity of healing , oxidiation reaction

结构陶瓷氧化反应裂纹愈合动力学研究(Ⅱ)模型验证: Al₂O₃-TiC p结构陶瓷裂纹愈合动力学研究

吕珺 , 郑治祥 , 吴玉程 , 金志浩

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00508

Al₂O₃-TiC p材料通过在高温下发生氧化反应, 生成物对裂纹处的填充迁移, 使裂纹产生愈合现象. 加热温度、保温时间、压痕载荷均对愈合效果产生影响. 对Al₂O₃-TiC p材料裂纹愈合动力学研究表明: 含裂纹材料强度的恢复符合公式:σ_f/σ_f0=[1-2Δ(P·k^1/2_)/B₀·t^1/2]^-1/4, 愈合速度为- Cv/t=(C²_v0·ΔP)/(B₀C_v)·1/2·(k/t)^1/2, 反应速率常数、反应时间、反应所带来的体积增加率, 裂纹初始尺寸是影响裂纹愈合的关键因素. 对Al₂O₃-TiC p材料裂纹愈合前后的强度变化分析证明了裂纹愈合模型的正确性

关键词: 裂纹愈合 , strength , velocity of healing , oxidiation reaction

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