2.7显微结构对材料脆性断裂的影响

对于多晶材料，晶粒愈小，强度愈高。微晶材料成为无机材料发展的一个重要方向。2.7显微结构对材料脆性断裂的影响1.晶粒尺寸断裂强度与晶粒直径的1/2次方成反比。P81多晶氧化铝的断裂表面能为46J/m2，而晶界处为18J/m2。由于晶界比晶粒内部弱，多晶材料多是沿晶断裂。晶粒小时，裂纹沿晶界扩展的路程更长。此外，多晶材料中初始裂纹尺寸与晶粒度相当，晶粒愈细，初始裂纹尺寸愈小，提高了临界应力。2.气孔的影响大多数无机材料的弹性模量和强度随气孔率的增加而降低。这是因为气孔不仅减小了负荷面积，而且在气孔邻近区域产生了应力集中。σf=σ0exp(-np)式中：σf为断裂强度；σ0为没有气孔时的强度；n为常数；p为气孔率当气孔率约为10%时，强度下降为没有气孔时强度的一半。气孔多存在于晶界上，往往成为开裂源。杂质的存在，也会由于应力集中而降低强度，存在弹性模量较低的第二相也会使强度降低。