分析工业陶瓷的抗热震性能研究新发现（图）

工业陶瓷基本上都是耐高温陶瓷，例如氧化锆陶瓷氧化铝陶瓷等，它们都可以耐超高的温度，这都归功于它的抗热震性能，下面科众陶瓷厂给大家简单分析一下。

陶瓷材料中热应力大小取决于材料的力学性能和热学性能，并且还受构件几何形状和环境介质等因素的影响。所以，作为陶瓷材料抵抗温度变化能力大小标志的抗热震性（ thermal shook resistance），也必将是其力学性能和热学性能对应于各种受热条件的综合表现。陶瓷材料抗热震能力的研究始于20世纪50年代，迄今为止已经提出了多种抗热震性的评价理论，但都不同程度地存在着局限性和片面性。

氧化锆陶瓷片打孔

陶瓷材料的热震破坏分为热冲击作用下的瞬时断裂和热冲击循环作用下的开裂、剥落，以致整体损坏的热层损伤两大类。据此，脆性陶瓷材料抗热震性的评价理论也相应分为两种观点。

一种是基于热弹性理论。它是指材料固有强度不足以抵抗热震温差引起的热应力时就导致材料“热震断裂”。根据这一理论，陶瓷材料如同时具有高的强度、热导率和低的热膨胀系数、杨氏弹性模量、泊松比、热辐射系数及黏度，才能具有高的抗热震断裂的能力。此外，适度降低材料密度和热容也有利于改善陶瓷材料的抗热震性能。

另种是基于断裂力学的概念。即材料中的热弹性应变能足以支付裂纹成核和扩展而新生表面所需的能量时，裂纹就形成和扩展，从而导致材料热震损伤。根据这一理论，抗热震损伤性能好的材料应该具有尽可能高的弹性模量和尽可能低的强度。

氧化铝陶瓷棒

不难看出，这些要求与高抗热震断裂能力的要求截然相反。此外，增大陶瓷材料的断裂能改善材料的断裂韧性显然对提高其抗热震损伤能力是有益的。此外，适量微裂纹存在也将有助于改善抗热震损伤性能，例如气孔率为10％～20％的非致密陶瓷中，热扩展裂纹形核往往受到气孔的抑制，气孔的存在起着钝化裂纹、减小应力集中的作用。

相反，致密高强的陶瓷在热震作用下则易于炸裂。氧化锆陶瓷材料具有突出的常温力学性能，它熔点高、热稳定性和化学稳定好，因而它又常常在高温条件下使用，它的抗热震性能是衡量其性能的重要指标。氧化具有一些特殊的性质，如可以单斜、四方和立方三种晶型同时存在以及它的特殊相变特性，半导体陶瓷厂家可以利用这些特性来优化它的热膨胀行为，提高其抗热震性能材料的各种热学性能（如热导率、热膨胀系数等）、力学性能（如强度、弹性模量、断裂韧性和断裂能等）对陶瓷材料的抗热震性能都有影响，现在多数研究人员研究它的热膨胀性和相变特性来提高其抗热震性能。