基于应变诱导控制陶瓷预制裂纹的方法及断裂韧性评价

作者：魏永金1 2万德田1 2 3李恺3包亦望1 2 3田远1 2李月明3

单位：1. 中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室2. 中国建材检验认证集团股份有限公司3. 景德镇陶瓷大学

关键词：陶瓷  断裂韧性  预制裂纹  声发射技术  单边预裂纹梁法

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出版年,卷(期):页码：2020,48(12):1914-1919

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摘要：

提出了一种简单通用的陶瓷预制裂纹新技术,在陶瓷样品上预先切出一个斜切口作为裂纹诱导源,将陶瓷与匡字型的金属梁紧密粘结在一起后进行三点弯曲加载,使样品受到下拉上压的弯曲载荷,利用金属变形对陶瓷裂纹扩展的应变约束,调整陶瓷受拉区高度可获得含不同裂纹长度的样品。对典型陶瓷Al2O3、SiC和Si3N4进行了预制裂纹试验,利用声发射技术（AE）监测陶瓷中裂纹的扩展过程,采用单边预裂纹梁法（SEPB）测量其断裂韧性。结果表明:该方法操作简便,预制裂纹成功率达到80%以上,测得的Al2O3、SiC和Si3N4断裂韧性分别为4.45±0.41 MPa·m1/2、3.45±0.34 MPa·m1/2和5.23±0.49 MPa·m1/2。

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