陶瓷材料抗高温蠕变性能评价方法的研究文献综述

 2021-09-27 00:05:47

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一、 引言陶瓷材料以其高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等优点被广泛应用于硅酸盐、动力、航空等工业领域[1]。

高温蠕变性是高温环境下陶瓷材料可靠性和使用寿命的主要影响因素之一[2],它对陶瓷材料或高温结构构件蠕变性能的评价研究具有重要意义。

其中,高温蠕变性是指高温下材料由于自身重力或其它外应力的作用,形变随时间延长而增加的现象[3],最早发现于金属材料[4],在陶瓷、塑料等领域也有广泛应用。

材料的蠕变性与塑性形变不同,塑性形变通常在应力超过弹性极限之后才出现,而只要有足够的应力作用时间,在应力小于弹性极限时均会发生不同程度的蠕变行为[3]。

目前,研究陶瓷材料的蠕变形变主要在高温长时间恒定应力下进行测定,有关蠕变及机理的理论解释有许多,其中以Nabarro-Herring蠕变和Coble蠕变为主要代表。

另一方面,此前对材料蠕变性的评价主要参考国际标准压蠕变测试方法(ISO 3187: 1989),由于该方法有一定的局限性,使用条件过于苛刻,因此需引入其他简单易于操作的评价陶瓷材料高温蠕变性的方法。

国家标准GB/T5073-2005规定了耐火制品压蠕变的试验方法。

其原理是,在恒压下,以一定的升温速率,加热规定尺寸的试样,在指定的试验温度下恒温,记录试样随时间变化而产生的高度方向上的变形量以及相对于式样原始高度的变化百分率。

抗蠕变性是指材料抵抗这种高温塑性形变的能力。

实验以刚玉-莫来石复相材料为例,其集合了刚玉和莫来石的优点,具有较好的高温性能、抗蠕变性、抗热震性、机械强度、耐磨性和低导热等性能[5-6],因此在高温领域应用极为广泛[7],低蠕变的高温窑具、承烧板、推板等制品大多采用此种材质[8-10]。

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