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【報告】饒平根教授:結構陶瓷斷裂韌性可靠評價
2019年06月03日 發布 分類:行業要聞 點擊量:214
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斷裂韌性是指材料抵抗裂紋擴展斷裂的能力,它是衡量材料韌性好壞的唯一指標,也是結構陶瓷最為重要的力學性能。改善陶瓷材料的脆性,提高其斷裂韌性一直是國內外結構陶瓷研究的熱點,而如何準確、可靠測量陶瓷材料的斷裂韌性則是陶瓷材料增韌研究的基礎。

目前,結構陶瓷斷裂韌性常用的測量方法有:單邊切口梁法(SENB)、壓痕法(IM)、單邊預裂紋梁法(SEPB)和單邊V切口梁法(SEVNB)等,但這些方法都有其各自的缺點和局限性。

SENB法制樣簡單,但由于V型切口尖端鈍化導致測量值偏大;IM法缺乏理論基礎,測量結果不可信;SEPB法需要預制一條具有一定深度的尖銳微裂紋,實際操作難度太大、制樣成功率極低而難以普及;SEVNB 是用剃須刀片對材料進行切割所得的切口尖端半徑約為10 μm遠大于自然裂紋尖端半徑(約1 μm),尖端鈍化效果對細晶陶瓷的斷裂韌性影響依然存在

剃須刀加工V型切口及其V切口的SEM圖

a)手工制樣(b)機械制樣(c)V切口的正面(d)V切口的反面

結構陶瓷作為結構件在工程設計和應用中至關重要,若不能準確測定其斷裂韌性,一旦裂紋擴展,將會給生產生活帶來重大的損失。但迄今為止,還沒有一種方法可以準確、可靠、快捷地測量、表征結構陶瓷的斷裂韌性,這也成為了工程設計選材、陶瓷材料增韌機理研究、高韌性結構陶瓷材料研發的一大障礙。因此迫切需要一種新的測量評價方法來解決當前面臨的難題

2014年,饒平根教授及其課題組巧妙地利用飛秒激光代替剃須刀對測試材料進行切割,所得切口尖端半徑小于0.5 μm,切口兩端一致、重復性好、且速度快30秒),為可靠評價結構陶瓷斷裂韌性提供了新裂紋預制方法。

課題組利用改良的SEVNB法已對氮化硅、碳化硅、氧化鋁、摻雜不同氧化釔的氧化鋯等常用結構陶瓷的斷裂韌性進行了評價,并對V切口的熱效應進行了系統分析。研究結果充分表明,利用該改良的SEVNB法可以可靠評價結構陶瓷的斷裂韌性。

6月17-19日舉辦的“2019年‘工業陶瓷陶瓷之都’創新發展論壇”上,來自華南理工大學材料學院、廣東陶瓷協會專家委員會的饒平根教授將為我們分享題為《結構陶瓷斷裂韌性可靠評價》的報告,若您對此議題感興趣,想對結構陶瓷斷裂韌性改SEVNB測量有更深入的了解,歡迎到場與饒平根教授及各位同行進行探討!

關于報告人:

饒平根教授

饒平根,工學博士、留日博士后、華南理工大學材料學院教授、博士生導師、廣東陶瓷協會專家委員會主任。自1988年參加工作起一直從事高性能陶瓷及超細粉體等方面的研究和開發工作。主持和參與完成了國家和省部級項目40多項;有4項成果通過國家教委鑒定,1項成果通過廣東省科技廳鑒定;獲得發明專利授權9件。已在國內外重要學術刊物和國際會議上發表了學術論文60多篇,其中30多篇論文被SCI或EI收錄,得到了國際同行的關注和引用。獲國家發明專利授權3項,申請國家發明專利1項。

粉體圈 作者:朱朱


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