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Three toughening methods for silicon nitride ceramics
氮化硅陶瓷的三种增韧方法
? ? 1、相变增韧

? ? 相变增韧是指亚稳定四方相氮化硅陶瓷在裂纹尖端应力场的作用下发生一相变,形成单斜相,产生体积膨胀从而对裂纹形成压应力,阻碍裂纹扩展,起到增韧的作用。此外,外界条件(如激光冲击、疲劳断裂韧性、低温、晶粒尺寸和含量、临界转变能量等)对氮化硅陶瓷相变增韧有很大的影响,如果相变产生大的应力和体积变化,则产品容易断裂,因此生产过程中,应避免外界因素对氮化硅陶瓷相变增韧的影响。

氮化硅陶瓷基板

? ? 2、颗粒增韧
? ? 颗粒增韧是指用颗粒做增韧剂,添加入氮化硅陶瓷粉体中,尽管效果不及晶须与纤维,但若颗粒种类、粒径含量和基体材料选择得当,仍有一定的强韧效果。其优点是简便易行,增韧的同时会带来高温强度和高温蠕变性能的改善。颗粒增韧的韧化机理主要有细化基体晶粒和裂纹转向分叉等。
? ? 3、纤维增韧
? ? 纤维、晶须增韧原理是在紧靠裂纹尖端的晶体,由于变形而给裂纹表面加上了闭合应力,抵消裂纹尖端的外应力,钝化裂纹扩展,从而起到了增韧作用;此外,裂纹扩展时,柱状晶体的拔出时也要克服摩擦力,也会起到增韧的作用。
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