ZrB2基超高溫陶瓷殘余熱應力分析和破壞行為研究.pdf

1、超高溫陶瓷材料具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)點,可用作高溫下服役的結構件，也是未來航空發(fā)動機熱端部件比較有前景的材料，在核工業(yè)中也獲得了應用，在高溫工程方面得到越來越廣泛的應用，但其塑性、韌性差，不耐沖擊和難以加工等問題限制了它的應用。因此，近年來對陶瓷材料的力學性能進行了廣泛的研究。陶瓷材料的力學性能具有很大的分散性，這樣很大程度上影響了材料的使用。為了更好的使用陶瓷材料，必須了解它的初始缺陷的影響因素和力學性能。本文主要工作內容如下

2、:
　　第一、主要針對超高溫陶瓷材料殘余熱應力作了相關的理論研究。分析了晶粒尺度、晶間結合能對超高溫陶瓷材料熱殘余應力的影響規(guī)律。
　　第二、研究了微觀結構對超高溫陶瓷的裂紋擴展阻力的影響，發(fā)現(xiàn)石墨片層微觀結構的存在對超高溫陶瓷材料裂紋擴展阻力有很大提升；晶粒尺度的增加在一定程度上能夠提高裂紋擴展阻力，但是效果并不明顯。
　　第三、本文研究了加載速率與應力集中對材料失效行為的影響。隨著加載速率的增加，陶瓷材料強度逐漸降

3、低，當加載速率繼續(xù)增大時，材料強度基本上穩(wěn)定在一個范圍而不再繼續(xù)減小。加載速率的增加相當于增加了材料的慣性應力，這是測試強度下降的主要原因。本文提出了試驗測得慣性應力的方法。
　　第四、本文建立了表面含有切口的試樣在三點彎曲作用下存活率的預測模型。并應用于ZrB2+20％SiC+20%石墨這種材料體系，通過理論與實驗擬合得出該材料特征體積約為9mm3。同時預測了不同切口半徑下材料的存活率隨著載荷的變化規(guī)律，材料的存活率隨著切口半徑