陶瓷/金属界面断裂韧性

陶瓷/金属关节已经越来越多地应用于各种工程领域,因为陶瓷高温稳定的机械性能和良好的耐磨损、腐蚀和氧化。然而,金属和陶瓷之间的材料特性的差异导致在界面边缘应力奇异性。的应力奇异性与热残余应力降低陶瓷/金属接头的强度,使强度的评估困难。

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在AZojomo发表的一篇文章中,研究人员进行了断裂韧性测试Si₃N₄/ S45C标本与界面裂纹的不同长度。发现裂纹的试样4毫米的表观断裂韧性高于那些裂缝1毫米和2毫米由于残余应力的降低。裂缝传播到如果₃N₄从裂纹尖端的方向40°的裂缝1毫米和2毫米,而这对裂纹沿界面传播的4毫米。

进行了弹塑性分析考虑S45C线性硬化材料和硅₃N₄弹性材料。发现裂纹尖端附近的应力弹塑性奇异应力场为主,这是明显的界面裂纹的弹性奇异应力场。评价断裂路径和韧性进行了基于弹塑性奇异应力场的应力强度因子。

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