传统的观念认为，相变在硅碳棒中引起的内应力会导致材料的开裂，是一种不利的因素。然而，部分稳定化ZrOzCPSZ)的力学性能高于全稳定化ZrOz}受这一事实的启发，将相变作为硅碳棒的增韧手段，已取得了显著效果。Zr0:有三种晶型，分别为高温立方形(c-ZrOz)、中温四方型(Ct-ZrOz)、低温单斜型(m-ZrOz)，其晶型的转变次序如下m-ZrOz喊11t-ZrOz书z-ZrOz书液相ZrOz硅碳棒的断裂过程一般要经历弹性变形、裂纹成核、裂纹扩展等过程，t-ZrOz可以通过以下两种方式转变为m-ZrOz，提高材料的断裂韧性。C1)在外加应力作用下，分散于陶瓷基体中的部分稳定的Zr0:粒子发生由t-Zr0:转变为m-Zr0:的相变，该相变过程伴随着3%-5%的体积膨胀和8%的剪切应变。当材料由高温冷却到室温时，弥散于陶瓷基体中的t-Zr0:自发地转变为m-ZrOz，通过相变过程在陶瓷基体中产生大量微裂纹。增韧机理纤维或晶须拔出增韧增韧纤维或晶须的弹性模量和断裂韧性一般高于陶瓷基体，当基体在外力作用下出现裂纹并扩展至纤维或晶须时，其将裂纹尖端的应力转移至纤维或晶须与基体之间的界面区，该应力使纤维或晶须在界面解离、脱粘，最终拔出，其拔出过程消耗了裂纹扩展的能量，使得裂纹扩展受阻。纤维或晶须拔出示意图如图1.4所示。裂纹偏转增韧裂纹偏转是指在裂纹扩展过程中裂纹前端遇到补强剂(纤维或晶须)时发生的倾斜和扭转，它是一种裂纹尖端效应。在裂纹扩展过程中，裂纹前端遇到补强剂(纤维或晶须)时，裂纹扩展路径将产生一个与原裂纹方向成e角的改变，如图1.5所示。e的大小与纤维或晶须的位置、方向及周围的应力场有关。假设以裂纹尖端的平均应变能释放率A为裂纹扩展的驱动力，则裂纹偏转的增韧量WC为式中Wm裂纹不偏转时的应变率;n—基体;C—临界值。裂纹桥联增韧补强剂将裂纹的两个裂纹表面联接，并在裂纹尖端后方提供一个拉拢这两个面的应力Fw，即闭合力，这样导致应力强度因子R随裂纹扩展而增加。因此，外加应力强度因子Ra与由裂纹长度决定的断裂韧性KR有如下关系在硅碳棒中产生微裂纹能吸收主裂纹扩展的能量，有效抑制主裂纹的扩展。假定微裂纹存在于在裂纹尖端区域，则该区域的弹性模量会降低，应力-应变将呈非线性关系，应力分布将会改变。微裂纹区域中增韧效果为硅碳棒中基体与第二相颗粒之间的弹性模量或热膨胀系数不匹配，在颗粒一界面区域形成残余应力场。当裂纹扩展至残余应力场区域时，裂纹尖端将与应力场相互作用使裂纹发生偏转，由于残余应力场的存在，硅碳棒的断裂强度因子Kc值为。http://www.zbqunqiang.cn/