3.3显微结构对断裂韧性的影响 3.3.1裂纹偏转与裂纹偏转增韧 (1)裂纹偏转增韧 尽管晶界对裂纹扩展的 阻力较低，但裂纹扩展 穿晶断裂 途径延长可导致裂纹扩 展过程所消耗能量增多 表观断裂表面能增大。 K1c=√2Ey 沿晶断裂 断裂韧性提高
3.3显微结构对断裂韧性的影响 穿晶断裂 沿晶断裂 （1）裂纹偏转增韧 7 尽管晶界对裂纹扩展的 阻力较低，但裂纹扩展 途径延长可导致裂纹扩 展过程所消耗能量增多， 表观断裂表面能增大。 𝑲𝑰𝑪 = 𝟐𝑬𝜸 断裂韧性提高 3.3.1 裂纹偏转与裂纹偏转增韧
3.3显微结构对断裂韧性的影响 晶粒尺寸越大，材料的力学性能越好吗？ 材料内固有裂纹的初始尺寸会由于晶粒尺 寸的增大而增大，导致材料的断裂强度显 著降低。 2EY πC 根据工程对韧性和强度的需求，调整合适的晶粒尺寸」 裂纹扩展过程中扩展方向发生变化称为裂纹偏转。 由于裂纹偏转而导致的材料断裂韧性提高称为裂纹偏转增韧。 8
3.3 显微结构对断裂韧性的影响 晶粒尺寸越大，材料的力学性能越好吗？ 𝝈 = 𝟐𝑬𝜸 𝝅𝒄 材料内固有裂纹的初始尺寸会由于晶粒尺 寸的增大而增大，导致材料的断裂强度显 著降低。 根据工程对韧性和强度的需求，调整合适的晶粒尺寸！ 8 裂纹扩展过程中扩展方向发生变化称为裂纹偏转。 由于裂纹偏转而导致的材料断裂韧性提高称为裂纹偏转增韧
3.3显微结构对断裂韧性的影响 圆柱状 圆片状 在两相材料中，裂纹偏转增韧的效果与 球状 第二相粒子的形状和含量密切相关。 0.1 0.2 0.3 0.4 图3.13 不同形状及含量的第二相粒 子产生的裂纹偏转效果
3.3 显微结构对断裂韧性的影响 在两相材料中，裂纹偏转增韧的效果与 第二相粒子的形状和含量密切相关
3.3显微结构对断裂韧性的影响 3.3.2裂纹桥接与裂纹桥接增韧 (2)裂纹桥接增韧 裂纹在扩展过程中遇到大晶粒后， 其扩展路径发生变化，而大晶粒的存 在相当于在两个相对的裂纹面之间架 (a) (b) 了一座“桥”；随着裂纹的进一步扩 展，两个相对裂纹面之间距离的增大 必将受到晶粒的这种架桥作用的抑制， (c) (d) 起到抑制裂纹扩展的作用。 图3.14A山：O3陶瓷中裂纹扩展路径上的晶粒桥接示意图
3.3 显微结构对断裂韧性的影响 3.3.2 裂纹桥接与裂纹桥接增韧 裂纹在扩展过程中遇到大晶粒后， 其扩展路径发生变化，而大晶粒的存 在相当于在两个相对的裂纹面之间架 了一座“桥”；随着裂纹的进一步扩 展，两个相对裂纹面之间距离的增大 必将受到晶粒的这种架桥作用的抑制， 起到抑制裂纹扩展的作用。 （2）裂纹桥接增韧
3.3显微结构对断裂韧性的影响 通过制备工艺使材料具备裂纹桥接增韧的显微结构特征 100 80 60 40 照：0 3456 Mag=50.00KX R 氮化硅陶瓷SEM图 图3.15具有不同长径比晶粒的SiN 陶瓷断裂韧性测试结果
3.3 显微结构对断裂韧性的影响 氮化硅陶瓷SEM图 通过制备工艺使材料具备裂纹桥接增韧的显微结构特征