材料研究学报

作者：张巍, 张杰

单位：1.中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 1100162.沈阳工业大学材料科学与工程学院 沈阳 110870

关键词：无机非金属材料,断裂韧性,4C-Al2O3复合陶瓷')"href="#">B4C-Al2O3复合陶瓷,解理结构,热膨胀失配,裂纹扩展

基金：辽宁省自然科学基金(2022-MS-013);中国科学院金属研究所自主部署项目(E255L401);沈阳材料科学国家研究中心青年人才项目(E21SL412)

在碳化硼(B4C)陶瓷中加入第二相Al2O3，研究其对B4C陶瓷断裂韧性的影响和B4C-Al2O3复合陶瓷的增韧机理。结果表明，在B4C陶瓷中引入第二相Al2O3使B4C陶瓷的断裂韧性提高。Al2O3加入量为40% (质量分数)的B4C-Al2O3复合陶瓷，其断裂韧性达到最大值4.96 MPa·m1/2。B4C-Al2O3复合陶瓷的增韧机理是，在B4C-Al2O3复合陶瓷中裂纹的扩展过程中Al2O3晶粒形成了解理结构。这种解理结构，延长了裂纹扩展的路径和消耗了部分裂纹扩展能。同时，Al2O3晶粒与B4C晶粒之间因热膨胀失配而产生了残余应力。虽然B4C晶粒内的压应力有利于抑制裂纹的扩展，但是B4C晶粒与Al2O3晶粒的相界处产生的张应力在一定程度上弱化相界的结合而使部分裂纹在扩展过程中沿晶扩展出现偏转，从而使B4C-Al2O3复合陶瓷的断裂韧性提高。

来源：2024年第8期

《材料研究学报》期刊编辑部

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