相变增韧陶瓷压痕开裂的力学分析

在相变增韧陶瓷中，压痕裂纹形成的原因除了因压痕导致塑性区体积变化产生的残余应力外，还与应力诱发相变导致塑性区体积膨胀而产生的附加应力或称相变应力有关。传统的压痕法和压痕－强度法忽略了相变应力对压痕开裂和试样断裂的贡献，所测得相变增韧陶瓷的断裂韧性数据往往偏低。     

ZTA陶瓷ZrO_2的韧化机制与断裂特征

选用无压烧结和热压烧结两种系列不同成分配比的ＺｒＯ＿２韧化Ａｌ＿２Ｏ＿３（ＺＴＡ）陶瓷，在较宽的力学性能范围内研究７ｒＯ２的韧化机制对材料强度、韧性的贡献及其与断裂特征之间的关系。压痕裂纹揭示出ＺｒＯ＿２的不同韧化机制有不同的开裂特征：微裂纹韧化的材料，压痕裂纹弯曲行进，并且沿着ｍ－ＺｒＯ＿２颗粒与基体的交界面扩展；相变韧化的材料，压痕裂纹穿越ｔ－ＺｒＯ＿２颗粒。此特征能很好地解释：微裂纹韧化可以提高材料的断裂韧性，但有可能降低材料的断裂强度，相变韧化既可以提高材料的断裂韧性，又可以提高材料的断裂强度。