【分享】陶瓷材料的力学性能

一、陶瓷材料的结构和显微组织

1、结构特点

陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物；以离子键和共价键为主要结合键。

可以通过改变晶体结构的晶型变化改变其性能。

如“六方氮化硼为松散的绝缘材料；立方结构是超硬材料”

2、显微组织

晶体相，玻璃相，气相

晶界、夹杂

（种类、数量、尺寸、形态、分布、影响材料的力学性能。

（可通过热处理改善材料的力学性能）

陶瓷材料的力学性能

强度（高温、低温、室温）韧性、硬度、断裂韧度、疲劳等。

一、陶瓷材料的弹性变形、塑性变形与断裂（图9-23）



（1）弹性

A）弹性模量大

是金属材料的2倍以上。

∵共价键结构有较高的抗晶格畸变、阻碍位错运动的阻力。

晶体结构复杂，滑移系很少，位错运动困难。

B）弹性模量呈方向性；压缩模量高于拉伸弹性模量

结构不均匀性；缺陷

C）气孔率↑，弹性模量↓

（2）塑性变形

a）室温下，绝大多数陶瓷材料塑性变形极小。

b）1000℃以上，大多数陶瓷材料可发生塑性变形（主滑移系运动）

c）陶瓷的超塑性

超细等轴晶，第二相弥散分布，晶粒间存在无定形相。

1250℃，3.5×10^-2 S^-1应变速率ε=400%。

利用陶瓷的超塑性，可以对陶瓷进行超塑加工（包括扩散焊接）

（3）断裂

以各种缺陷（表面或内部）为裂纹源

裂纹扩展，瞬时脆断。

缺陷的存在是概率性的。