熱穩(wěn)定性(抗熱震性)是指材料承受溫度的急劇變化(熱沖擊)而不致破壞的能力。熱沖擊損壞的類型:1)抗熱沖擊斷裂性---材料發(fā)生瞬時(shí)斷裂;2)抗熱沖擊損傷性---在熱沖擊循環(huán)作用下,材料的表面開裂、剝落、并不斷發(fā)展,最終碎裂或變質(zhì)。不同的材料,其熱穩(wěn)定性的表示方法不同。例如,某些高溫陶瓷材料熱穩(wěn)定性的表示方法:試樣加熱到一定溫度后,在水中急冷,然后測其抗折強(qiáng)度的損失率,作為熱穩(wěn)定性的指標(biāo);日用瓷熱穩(wěn)定性的表示方法:一定規(guī)格的試樣,加熱到一定溫度,然后立即置于室溫的流動(dòng)水中急冷,并逐次提高溫度和重復(fù)急冷,直至觀察到試樣發(fā)生龜裂,則以產(chǎn)生龜裂的前一次加熱溫度表征其熱穩(wěn)定性。
材料在未改變外力作用狀態(tài)時(shí),僅因熱沖擊而在材料內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力成為熱應(yīng)力。熱應(yīng)力產(chǎn)生原因有:(1)構(gòu)件的熱膨脹或收縮受到約束時(shí)造成熱應(yīng)力;(2)相連接的構(gòu)件存在溫度差,構(gòu)件間相互約束造成熱應(yīng)力;(3)構(gòu)件本身存在溫度梯度,其間各部分相互約束造成熱應(yīng)力;(4) 多相復(fù)合材料因各相膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生熱應(yīng)力。
對(duì)于脆性材料,從彈性力學(xué)出發(fā),以強(qiáng)度-應(yīng)力為判據(jù),即材料中的熱應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極*,材料就產(chǎn)生開裂,一旦有裂紋成核就會(huì)導(dǎo)致材料的*破壞,可以分析材料熱沖擊斷裂的熱破壞現(xiàn)象。材料的抗熱沖擊斷裂性能與熱應(yīng)力斷裂抵抗因子和第二熱應(yīng)力斷裂抵抗因子關(guān)。
提高抗熱沖擊斷裂性能的措施有:
(1)提高材料的強(qiáng)度,減小彈性模量;
(2)提高材料的熱導(dǎo)率;
(3)減小材料的熱膨脹系數(shù);
(4)減小表面熱傳遞系數(shù);
(5)減小產(chǎn)品的有效厚度。
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