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文档简介

2.6无机材料中裂纹的亚临界生长

在临界应力之下，裂纹随时间的推移而发生的缓慢扩展的现象称为亚临界生长，或称为静态疲劳。材料在循环应力或渐增应力作用下的延时破坏叫做动态疲劳。裂纹亚临界生长机制1.应力腐蚀理论要点：在一定的坏境条件和应力场强度因子作用下，材料中关键裂纹尖端处，裂纹扩展的动力与裂纹阻力的相对大小，构成裂纹生长或不生长的必要充分条件。起因：材料长期暴露在腐蚀性环境介质中，断裂强度降低。应力腐蚀理论K值随亚临界裂纹增长的变化

应力腐蚀理论裂纹尖端吸附介质表面能下降新裂纹尖端动力<阻力动力>阻力动力<阻力腐蚀介质裂纹停止生长裂纹生长裂纹快速生长断裂应力腐蚀理论开裂阻力：Gc=dWs/dc=2

开裂动力：G=πσ2c/E

开裂阻力的减小，使得动力大于阻力高温下裂纹尖端的应力腔作用裂纹尖端附近空腔的形成

高温下裂纹尖端的应力腔作用多晶多相陶瓷在高温下长期受力作用，晶界玻璃相的结构粘度下降，发生蠕变或粘性流动，形变发生在气孔、夹杂、晶界层，甚至结构缺陷中。使这些缺陷逐惭长大，形成空腔。它们进一步沿晶界方向长大，联通形成次裂纹，与主裂纹汇合就形成裂纹的缓慢扩展。亚临界裂纹及生长速率与应力强度因子的关系亚临界裂纹扩展的三个阶段或表示成:亚临界裂纹及生长速率与应力强度因子的关系大量试验表明：裂纹缓慢扩展速度用波尔兹曼因子表示为：

1、如何用应力腐蚀理论解释裂纹的亚临界生长？2、裂纹的快速扩展和亚临界生长有什么区别和联系？思考题根据亚临界裂纹扩展预测材料寿命无机材料n很大，根据亚临界裂纹扩展预测材料寿命无损探伤法保证试验法求得制品的预计寿命两种方法无损探伤法不同ci下t－σa关系图

保证试验法瓷器的保证试验图

保证试验法另一种保证试验2.7显微结构对材料脆性断裂的影响晶粒尺寸实验证明：断裂强度与晶粒直径的平方根成反比起始裂纹受晶粒限制，其尺度与晶粒相当，则脆性断裂与晶粒粒度的关系为由于晶界比晶粒内部弱，所以多晶材料破坏多是沿晶界断裂。--显微结构对材料脆性断裂的影响断裂强度与粒径的关系显微结构对材料脆性断裂的影响气孔的影响气孔的存在降低了无机材料的实际承载面积，并引发应力集中，从而导致强度显著下降。实验发现多孔材料的强度随气孔率的增加呈近似指数规律下降。断裂强度与气孔率的关系可表示为

为没有气孔时的强度。透明氧化铝陶瓷断裂强度与气孔率有关系

显微结构对材料脆性断裂的影响温度对材料脆性断裂的影响断裂应力与温度的关系

2.8无机材料强度的统计特性无机材料强度波动原因的分析材料的临界应力只决定于材料中的最大裂纹长度裂纹的长度c在材料内的分布是随机的体积越大，存在最大裂纹长度的概率也越大。而材料中，只要有一条最大长度的初始裂纹，材料就要失效。2.9提高强度改进韧性的途径影响材料强度的因素提高材料的强度是指提高其抗弹性、塑性及断裂形变的能力，这几项主要决定的指标是E或G、及裂纹长度。弹性模量表示原子间的结合力，它是一种结构不敏感性能常数，则与微观结构有关(但单相材料的微

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