材料具有熱應(yīng)力的熱特性和陶瓷材料的力學(xué)性能,其幾何形狀和環(huán)境介質(zhì)的大小也影響陶瓷材料的熱應(yīng)力大小。因此,熱沖擊電阻代表陶瓷材料對(duì)溫度變化的阻力,必須是其熱性能和力學(xué)性能的綜合反映。上個(gè)世紀(jì)50年代開(kāi)始的陶瓷材料抗熱震性能研究,目前已經(jīng)形成了許多有關(guān)地震抗性的相關(guān)評(píng)價(jià)理論,但在一定程度上都有片面性和局限性。
陶瓷材料的熱震損傷包括:熱沖擊直接作用下的開(kāi)裂和剝落;熱沖擊作用下的瞬時(shí)破裂。在此基礎(chǔ)上,對(duì)脆性陶瓷材料的特殊抗熱震性能評(píng)價(jià)理論提出了兩種觀點(diǎn)。第一個(gè)是基于熱彈性理論。據(jù)說(shuō)材料的原始強(qiáng)度無(wú)法抵抗熱沖擊引起的熱應(yīng)力,導(dǎo)致材料的“熱震斷裂”。該理論認(rèn)為,陶瓷材料需要具有導(dǎo)熱系數(shù)、高強(qiáng)度、低熱膨脹系數(shù)、泊松比和楊氏彈性模量、粘度和熱輻射系數(shù)等組合,具有較高的熱震斷裂能力。此外,為了提高陶瓷材料的實(shí)際抗熱震性能,可以適當(dāng)降低材料的熱容和密度。
另一種基于混凝土概念斷裂力學(xué)的理論,也就是熱彈性應(yīng)變能的材料可以裂解成核和傳播以及新需要的能量的表面,裂紋形成并開(kāi)始膨脹,從而引起材料的熱震損傷。根據(jù)該理論,具有良好的抗熱震性能的材料應(yīng)符合較高的彈性模量和較低的強(qiáng)度。通過(guò)這種方法,可以發(fā)現(xiàn)上述要求與高熱震破裂的能力完全相反。此外,可以提高陶瓷材料的實(shí)際斷裂性能,提高材料的實(shí)際斷裂韌性,這對(duì)提高材料的損傷能力有明顯的幫助。此外,有一定數(shù)量的微裂縫和提高熱沖擊破壞的性能有很大的幫助,例如:孔隙度是10%到20%之間的密度陶瓷,熱膨脹裂紋的形成通常遭受氣孔阻力,鈍化裂紋和孔隙的存在可以幫助減少應(yīng)力集中。
作為氧化鋯陶瓷材料,具有高溫力學(xué)性能、高熔點(diǎn)、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)。因此,它的使用往往在高溫條件下,因此其熱沖擊性能也是其性能的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。許多氧化鋯非常特別的屬性,如:氧化鋯在單一材料和廣場(chǎng)和立方三晶體形式存在在一起,它有其特殊的相變特性,可以使用如此多的功能,明睿陶瓷也正在改善其熱膨脹行為,加強(qiáng)其熱沖擊的性能。