如何有效提高陶瓷的抗热震性

如何提高陶瓷的抗热震性呢？

陶瓷材料的抗热震性是其力学性能和热学性能的综合表现，与材料本身的物理性质有关。因此，一些热学和力学参数，如热膨胀系数、热导率、弹性模量、断裂能是影响陶瓷抗热震性的主要参数。因此提高陶瓷抗热震性应从以下几方面入手：

1、提高材料强度σ，减小弹性模量E，使σ/E提高。这意味着提高材料的柔韧性，能吸收较多的弹性应变能而不致开裂，因而提高了热稳定性。

2、减小材料的线胀系数α。众所周知，固体材料的线胀是由于原子热振动而引起的，晶体中的平衡间距由原子间的势能所决定，温度升高则原子的振动加剧，原子间距的相应扩大就呈现出宏观的线胀。α小的材料，在同样的温差下，产生的热应力小。

3、提高材料的热导率λ。λ大的材料传递热量快，使材料内外温差较大的得到缓解、平衡，因而降低了短时间热应力的聚集。热震好的陶瓷材料，一般应具有较高的热导率。

具体该怎么做呢？

01、引入稀土氧化物提高抗热震性

稀土氧化物由于具有特殊的物理化学性能，起到改善氧化铝陶瓷显微结构和提高力学性能的作用，将其引入被认为是改善氧化铝陶瓷性能的一个有效途径，目前已有很多研究。

如引入稀土氧化物Y₂O₃，La₂O₃，Sm₂O₃可以抑制氧化铝晶粒生长，细化晶粒，提高力学性能；引入适量的Y₂O₃，CeO₂，La₂O₃可改善氧化铝陶瓷的显微结构，加速烧结，有利于致密化并保持较好的力学性能。

02、形成氧化物-非氧化物复合材料

通过对氧化物-非氧化物复合材料的高温性能的研究发现，在氧化物中引入非氧化物，材料的抗热震性能明显提高，原因在于非氧化物（如BN、SiC、Si₃N₄等）的热传导性较高，其本身的抗热震性能较好。同时对非氧化物基的材料来说，引入适当的氧化物，也可以保持非氧化物原有优良的抗热震性。

03、引入金属化合物

经研究发现，Fe-Al基金属间化合物的性能介于钢与陶瓷之间，与Al₂O₃具有较好的适配性。在Al₂O₃基体中引入金属间化合物Fe-Al相，其抗弯强度和断裂韧性可平均提高到600MPa和10MPa·m^1/2，同时影响Fe-Al/Al₂O₃复合材料的抗热震性。