微米,纳米氧化锆相变增韧陶瓷疲劳行为的研究

研究了四方相氧化锆相变增韧陶瓷材料的室温疲劳特性，包括循环应力的加载条件，材料的晶粒尺寸等对疲劳裂纹扩展的影响，氧化锆材料室温循环疲劳条件下条件下疲劳断口晶粒的极大变形特性，发现疲劳裂纹扩展特性对材料晶粒尺寸的依赖关系，即随材料的晶粒尺寸的减小，裂纹扩展速率的Paris指数明显下降，即材料对裂纹的敏感下降。发现室温时，循环载荷条件（R=0.1,0.1Hz），晶粒尺寸为120纳米的氧化锆材料的疲劳断口处，部分晶粒出现较为明显的形变，原来等轴状晶粒形成变成柱状晶粒，而微米级材料则没有这一现象。本研究的意义使人们陶瓷材料的疲劳特征，特别是纳米陶瓷和相变增韧陶瓷的疲劳行为和形变特性具有重要的理论上的科学意义。