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【报告】饶平根教授:结构陶瓷断裂韧性可靠评价
2019年06月03日 发布 分类:行业要闻 点击量:170
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断裂韧性是指材料抵抗裂纹扩展断裂的能力,它是衡量材料韧性好坏的唯一指标,也是结构陶瓷最为重要的力学性能。改善陶瓷材料的脆性,提高其断裂韧性一直是国内外结构陶瓷研究的热点,而如何准确、可靠测量陶瓷材料的断裂韧性则是陶瓷材料增韧研究的基础。

目前,结构陶瓷断裂韧性常用的测量方法有:单边切口梁法(SENB)、压痕法(IM)、单边预裂纹梁法(SEPB)和单边V切口梁法(SEVNB)等,但这些方法都有其各自的缺点和局限性。

SENB法制样简单,但由于V型切口尖端钝化导致测量值偏大;IM法缺乏理论基础,测量结果不可信;SEPB法需要预制一条具有一定深度的尖锐微裂纹,实际操作难度太大、制样成功率极低而难以普及;SEVNB 是用剃须刀片对材料进行切割所得的切口尖端半径约为10 µm远大于自然裂纹尖端半径(约1 µm),尖端钝化效果对细晶陶瓷的断裂韧性影响依然存在

剃须刀加工V型切口及其V切口的SEM图

a)手工制样(b)机械制样(c)V切口的正面(d)V切口的反面

结构陶瓷作为结构件在工程设计和应用中至关重要,若不能准确测定其断裂韧性,一旦裂纹扩展,将会给生产生活带来重大的损失。但迄今为止,还没有一种方法可以准确、可靠、快捷地测量、表征结构陶瓷的断裂韧性,这也成为了工程设计选材、陶瓷材料增韧机理研究、高韧性结构陶瓷材料研发的一大障碍。因此迫切需要一种新的测量评价方法来解决当前面临的难题

2014年,饶平根教授及其课题组巧妙地利用飞秒激光代替剃须刀对测试材料进行切割,所得切口尖端半径小于0.5 μm,切口两端一致、重复性好、且速度快30秒),为可靠评价结构陶瓷断裂韧性提供了新裂纹预制方法。

课题组利用改良的SEVNB法已对氮化硅、碳化硅、氧化铝、掺杂不同氧化钇的氧化锆等常用结构陶瓷的断裂韧性进行了评价,并对V切口的热效应进行了系统分析。研究结果充分表明,利用该改良的SEVNB法可以可靠评价结构陶瓷的断裂韧性。

6月17-19日举办的“2019年‘工业陶瓷陶瓷之都’创新发展论坛”上,来自华南理工大学材料学院、广东陶瓷协会专家委员会的饶平根教授将为我们分享题为《结构陶瓷断裂韧性可靠评价》的报告,若您对此议题感兴趣,想对结构陶瓷断裂韧性改SEVNB测量有更深入的了解,欢迎到场与饶平根教授及各位同行进行探讨!

关于报告人:

饶平根教授

饶平根,工学博士、留日博士后、华南理工大学材料学院教授、博士生导师、广东陶瓷协会专家委员会主任。自1988年参加工作起一直从事高性能陶瓷及超细粉体等方面的研究和开发工作。主持和参与完成了国家和省部级项目40多项;有4项成果通过国家教委鉴定,1项成果通过广东省科技厅鉴定;获得发明专利授权9件。已在国内外重要学术刊物和国际会议上发表了学术论文60多篇,其中30多篇论文被SCI或EI收录,得到了国际同行的关注和引用。获国家发明专利授权3项,申请国家发明专利1项。

粉体圈 作者:朱朱


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