2、夹杂(起源于粉体制备过程和成型过程、烧结过程的炉膛污染) 为了提高材料性能而引入的第二相粒子、纤维、晶须,通常不作为夹杂来处理。 无机材料中夹杂导致微开裂现象的原因: (1)在材料制备过程中,由于夹杂物与基体间热膨胀及弹性形变的失配,夹 杂物/基体界面附近产生显著的残余内应力,如果失配程度较大,就可能 导致微开裂现象。 (2)即使微开裂现象在材料的制备过程中没有发生,在材料工作过程中,夹 杂物/基体界面附近的残余内应力对外加应力起到一个补充作用,从而诱 发微开裂
2、夹杂(起源于粉体制备过程和成型过程、烧结过程的炉膛污染) 为了提高材料性能而引入的第二相粒子、纤维、晶须,通常不作为夹杂来处理。 无机材料中夹杂导致微开裂现象的原因: (1)在材料制备过程中,由于夹杂物与基体间热膨胀及弹性形变的失配,夹 杂物/基体界面附近产生显著的残余内应力,如果失配程度较大,就可能 导致微开裂现象。 (2)即使微开裂现象在材料的制备过程中没有发生,在材料工作过程中,夹 杂物/基体界面附近的残余内应力对外加应力起到一个补充作用,从而诱 发微开裂
夹杂物与基体界面上残余应力P: △a△T P1= 1+ym+ 1-Vp 2Em Ep 式中,p和m分别代表夹杂物和基质材料;△a=am一a, 两者膨胀系数的差值;△T为冷却阶段的温差;ν和E分别为材料 的泊松比和弹性模量
现在讨论一下夹杂物与基体间热膨胀失配的几种情况(o。一基质的膨胀 系数。一夹杂的膨胀系数): 首先,如果>a,在冷却过程中基体的收缩比夹杂物的收缩更为刷烈,当△o达到某 一临界值,就会诱发左图所示的径向裂纹,从而导致材料强度的急剧下降。 其次,如果a<0,夹杂物在冷却过程中的收缩比基体剧烈,当△o达到某一临界值, 使得夹杂物从基体剥落出来,而导致基体内部产生一个类似于气孔的缺陷,如右图。 不可能发生 可能性很小 夹杂引起径向开裂 夹杂从基体中剥落
现在讨论一下夹杂物与基体间热膨胀失配的几种情况(m—基质的膨胀 系数p—夹杂的膨胀系数): 首先,如果mp,在冷却过程中基体的收缩比夹杂物的收缩更为剧烈,当达到某 一临界值,就会诱发左图所示的径向裂纹,从而导致材料强度的急剧下降。 其次,如果mp,夹杂物在冷却过程中的收缩比基体剧烈,当达到某一临界值, 使得夹杂物从基体剥落出来,而导致基体内部产生一个类似于气孔的缺陷,如右图。 夹杂引起径向开裂 夹杂从基体中剥落 不 可 能 发 生 可 能 性 很 小