分析工業陶瓷的抗熱震性能研究新發現（圖）

工業陶瓷基本上都是耐高溫陶瓷，例如氧化鋯陶瓷氧化鋁陶瓷等，它們都可以耐超高的溫度，這都歸功于它的抗熱震性能，下面科眾陶瓷廠給大家簡單分析一下。

陶瓷材料中熱應力大小取決于材料的力學性能和熱學性能，并且還受構件幾何形狀和環境介質等因素的影響。所以，作為陶瓷材料抵抗溫度變化能力大小標志的抗熱震性（ thermal shook resistance），也必將是其力學性能和熱學性能對應于各種受熱條件的綜合表現。陶瓷材料抗熱震能力的研究始于20世紀50年代，迄今為止已經提出了多種抗熱震性的評價理論，但都不同程度地存在著局限性和片面性。

氧化鋯陶瓷片打孔

陶瓷材料的熱震破壞分為熱沖擊作用下的瞬時斷裂和熱沖擊循環作用下的開裂、剝落，以致整體損壞的熱層損傷兩大類。據此，脆性陶瓷材料抗熱震性的評價理論也相應分為兩種觀點。

一種是基于熱彈性理論。它是指材料固有強度不足以抵抗熱震溫差引起的熱應力時就導致材料“熱震斷裂”。根據這一理論，陶瓷材料如同時具有高的強度、熱導率和低的熱膨脹系數、楊氏彈性模量、泊松比、熱輻射系數及黏度，才能具有高的抗熱震斷裂的能力。此外，適度降低材料密度和熱容也有利于改善陶瓷材料的抗熱震性能。

另種是基于斷裂力學的概念。即材料中的熱彈性應變能足以支付裂紋成核和擴展而新生表面所需的能量時，裂紋就形成和擴展，從而導致材料熱震損傷。根據這一理論，抗熱震損傷性能好的材料應該具有盡可能高的彈性模量和盡可能低的強度。

氧化鋁陶瓷棒

不難看出，這些要求與高抗熱震斷裂能力的要求截然相反。此外，增大陶瓷材料的斷裂能改善材料的斷裂韌性顯然對提高其抗熱震損傷能力是有益的。此外，適量微裂紋存在也將有助于改善抗熱震損傷性能，例如氣孔率為10％～20％的非致密陶瓷中，熱擴展裂紋形核往往受到氣孔的抑制，氣孔的存在起著鈍化裂紋、減小應力集中的作用。

相反，致密高強的陶瓷在熱震作用下則易于炸裂。氧化鋯陶瓷材料具有突出的常溫力學性能，它熔點高、熱穩定性和化學穩定好，因而它又常常在高溫條件下使用，它的抗熱震性能是衡量其性能的重要指標。氧化具有一些特殊的性質，如可以單斜、四方和立方三種晶型同時存在以及它的特殊相變特性，半導體陶瓷廠家可以利用這些特性來優化它的熱膨脹行為，提高其抗熱震性能材料的各種熱學性能（如熱導率、熱膨脹系數等）、力學性能（如強度、彈性模量、斷裂韌性和斷裂能等）對陶瓷材料的抗熱震性能都有影響，現在多數研究人員研究它的熱膨脹性和相變特性來提高其抗熱震性能。