超声下纳米复相陶瓷疲劳断裂特性研究

摘要

首先利用非局部理论,对纳米复相陶瓷在超声载荷下的疲劳断裂特性进行理论分析,然后通过试验研究,发现超声载荷下的疲劳寿命和抗弯强度明显低于普通无超声条件下的,且随频率的增加而降低,随着氧化锆含量的增加而增加,在质量分数约为25％时达到最大,随后下降;较高超声频率下的疲劳断裂寿命、裂纹扩展速度均低于较低超声频率下的,随着频率的增加纳米复相陶瓷的疲劳断裂较快而稳定;通过对断口形貌的观察,发现在相同的条件下,超声载荷下的断裂模式在一定程度上更倾向于沿晶-穿晶混合模式,且超声载荷下的断口形貌随频率的增加,存在的韧窝更明显、解理面清晰等现象. 这些试验结果与理论分析基本相一致,且共同证明了超声复合加工是一种适合于纳米复相陶瓷材料加工的有效方法.