多晶陶瓷材料晶粒的面積—周長關(guān)系.pdf

1、在關(guān)于多晶陶瓷力學(xué)性能與顯微結(jié)構(gòu)關(guān)系的研究中，平均晶粒尺寸往往被作為一個關(guān)鍵的顯微結(jié)構(gòu)參數(shù)得到學(xué)者們的普遍重視；在功能陶瓷材料領(lǐng)域，平均晶粒尺寸也經(jīng)常被用作研究晶界效應(yīng)對各項(xiàng)性能參數(shù)影響規(guī)律的一個重要參數(shù)。然而必須指出的是，在同一個多晶陶瓷樣品中不同晶粒的尺寸差別很大，大小晶粒之間的尺寸差別往往在一個甚至幾個數(shù)量級以上。在所有相關(guān)的研究報(bào)道中，晶粒尺寸卻都僅僅是采用了一個平均值，而忽略了材料中實(shí)際存在的晶粒尺寸的統(tǒng)計(jì)分布效應(yīng)。此外，迄今

2、為止關(guān)于多晶陶瓷燒結(jié)過程的研究一般都是以觀察晶粒平均尺寸的變化為基礎(chǔ)進(jìn)行的，關(guān)于燒結(jié)過程中晶粒形狀變化的研究報(bào)道極為罕見。另一方面，從大量文獻(xiàn)報(bào)道的燒結(jié)致密的多晶陶瓷晶粒形貌照片看，理想的正六邊形晶粒也十分少見。因此，探求一個新的顯微結(jié)構(gòu)參數(shù)研究陶瓷材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系，建立一種表征晶粒形狀的技術(shù)并將其應(yīng)用于陶瓷燒結(jié)研究具有很強(qiáng)的理論意義和實(shí)用價值。
　　 本文對BaTiO3系PTCR材料、立方ZrO2和無鉛陶瓷三個系統(tǒng)分別在不同

3、的燒結(jié)溫度下保溫不同時間條件下的晶粒生長過程和表面晶粒形貌進(jìn)行了觀察。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度證實(shí)，對于給定的材料，在同一燒結(jié)制度下，其表面晶粒的周長(P)與面積(A)的平方根之比P/A0.5值較晶粒尺寸離散性小，能夠更加準(zhǔn)確、可靠地描述晶粒形貌。確認(rèn)燒結(jié)致密的單相多晶陶瓷材料表面上的晶粒具有一個基本恒定的P/A0.5值。
　　 其次，在以上觀測的基礎(chǔ)上，將晶粒的P/A0.5值作為晶粒形狀的一個表征參數(shù)。通過分析P/A0.5值的變化過程所得