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技術專欄

怎么提高澆注料抗熱震性次數

編輯:   分類:技術專欄  發布:2018-06-05   瀏覽:次

 根據不同學者提出的理論和在生產實踐中不斷積累的經驗,提高澆注料的抗熱震性,可采取阻止裂紋擴展,消耗裂紋擴展動力,增加材料斷裂表面能,增加塑性,降低線膨脹系數,增加熱導率等途徑來達到。

1  澆注料的氣孔率適當
  澆注料內部有一定量的氣孔,并且顆粒和結合相之問存在著一定的裂隙。制品在整體斷裂之前,內部的氣孔或顆粒與結合相之間接觸界面的裂隙對制品的斷裂有阻止和抑制作用。如主要在高溫熱震條件下使用的澆注料(如熱風爐用澆注料、干熄焦爐用澆注料等),在使用過程中,其表面裂紋并不會引起斷裂,嚴重的是由內部熱應力引起的熱剝落。
  適當增加氣孔率時,在熱沖擊作用下,制品內部裂紋長度變短,數量有所增加,裂紋相互交錯形成網狀的程度增強,因此,制品斷裂時需要的斷裂能增加。這樣,就可以有效地提高制品的熱震穩定性。一般認為,為了提高熱震穩定性,澆注料的最佳氣孔率通??刂圃?3%~20%。
2  控制原料的顆粒配比
  要獲得較大的裂紋密度,就要求配料粒度較小。減小臨界粒度和控制粒度分布,可獲得較大的裂紋密度和較高的裂紋網絡程度。
3  增加微細裂紋并形成網絡結構
  利用澆注料顆粒和基質熱膨脹系數不一致的特性,使制品內產生微細裂紋或裂隙,對抵抗制品災難性破壞(熱剝落或斷裂)有顯著作用。通過造成足夠多的裂紋,且裂紋以準靜態方式擴展,或者引入某種雜質等方式,都能提高制品對災難性裂紋擴展的抵抗能力。
4  界面結合合理
  澆注料中顆粒往往密度大、強度高,起著阻礙裂紋擴展的作用。當裂紋前沿遇到顆粒時,一般不能穿過,而是繞過顆粒向前擴展。澆注料中顆粒與基質問存在熱膨脹系數、彈性模量不匹配問題,因而會對界面結合狀態產生一定影響。通過技術措施,使界面結合強度適當,形成解聚、顆粒拔出、顯微開裂等耗能機制,從而提高制品的韌性,對抑制裂紋的擴展具有重要意義。因此,引入第二相,使制品內部形成局部不均勻結構,產生微細裂紋,界面不直接結合或結合強度不太高,可改善制品的抗熱震性。
  其他的研究大致可歸納為以下所述。
  1)在保證一定強度下,使材料中的裂紋有適當的長度與密度。
  2)使材料內裂紋尖端附近形成一些顯微裂紋,產生耗能機制,以吸收裂紋擴展能量。
  3)形成某種物相,例如四方氧化鋯(ZrO2),使之能在裂紋尖端發生相變,造成吸收能量機制。
  4)在基質中加入能彌散開、起釘扎作用的物相,阻止裂紋擴展。
  5)材料內彌散一些棒狀或片狀晶體,使裂紋擴展時發生傾斜、偏轉,從而降低裂紋的驅動力。
  6)在材料中加入纖維或纖維狀物,并均勻地分散在材料內。
  7)在材料中加人塑性或粘滯性組元。
  8)在材料中加入或生成線膨脹系數小的物相。
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