陶瓷的力学性质PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 本书的想法和特征 1

1.2 以陶瓷的力学性质命题的理由 3

1.3 本书内容概论 4

第2章 与陶瓷的力学性质有关的结构因子 7

2.1 固体的力学性质 7

2.1.1 应力和应变 7

2.1.2 应力-应变曲线 9

2.2 晶体的分类 10

2.2.1 按结合力性质分类 10

2.2.2 按晶格分类 11

2.3 完整晶体的强度 13

2.3.1 守整晶体的塑性变形强度 13

2.3.2 完整晶体的断裂强度 15

2.4 晶体中的缺陷和强度 17

2.4.1 裂纹型缺陷引起的应力集中 17

2.4.2 晶体位错型缺陷引起的应力集中 20

2.4.3 晶体中缺陷的数量和强度的关系 24

2.5 结束语 24

第3章 陶瓷的强度理论 26

3.1 基于裂纹型缺陷的理论(格里菲思想论) 26

3.2 基于晶体位错型缺陷的理论 29

3.2.1 仅有位错缺陷的断裂模型 30

3.2.2 晶界的影响 34

3.3 裂纹与位错共存的缺陷理论 35

3.3.1 滑移和内部缺口引起的楔型裂纹 36

3.3.2 滑移和原有的裂纹引起的新生裂纹 36

3.4 裂纹生长的必要条件 36

3.5 断裂力学的基本概念 38

3.5.1 历史背景 38

3.5.2 线性断裂力学 40

3.5.3 宏观非线性断裂力学 42

3.6 微观与宏观结合的强度和断裂力学基础 44

3.6.1 概念的必然性 44

3.6.2 历史背景 45

3.6.3 微观与宏观结合的裂纹和位错排力学 46

3.7 关于强度和断裂的各种方法论 50

3.8 结束语 50

3.9 固体断裂的随机过程论 52

3.9.1 随机过程 53

3.9.2 固体断裂随机过程的基本概念 54

3.10 从实测数值求分布函数 58

3.10.1 母体的推断 58

3.10.2 典型概率纸的应用例 59

3.11 固体断裂的速率过程论 63

3.11.1 基本概念 63

3.11.2 固体断裂的速率过程论 64

3.12 速率过程论和随机过程论 66

3.12.1 强度和断裂问题中跃迁概率的物理力学意义 66

3.12.2 分析举例 66

3.12.3 关于裂纹生长的速度过程论和随机过程论 69

3.13 结束语 69

第4章 陶瓷的显微结构与力学性质 71

4.1 陶瓷力学性质的特征与显微结构的关系 71

4.2 显微结构的研究方法 76

4.2.1 X-射线衍射法 77

4.2.2 偏光显微镜观察法 79

4.2.3 反射显微镜观察法 82

4.2.4 电子显微镜和其它测定法 85

4.3 影响模量的主要因素 86

4.4 机械强度和气孔率 88

4.5 气孔和裂纹尖端的曲率半径对强度的影响 90

4.6 气孔和裂纹大小的影响 94

4.7 晶粒大小的影响 95

4.8 晶界的影响 96

4.9 内部应力的影响 99

4.10 有玻璃相陶瓷的瓷坯强度 102

4.11 复合材料的强度 108

4.12 陶瓷的强化 113

4.13 结束语 115

5.1 晶体和非晶体 118

第5章 玻璃的强度 118

5.2 玻璃的理论强度 120

5.3 格里菲思裂纹和实用强度 122

5.4 擦伤强度 124

5.5 原生玻璃的强度 125

5.6 裂纹的伸展和断裂力学 127

5.7 静态疲劳 132

5.8 结束语 135

第6章 掌握力学性质及其评价方法 137

6.1 充分掌握力学性质 137

6.2.1 试验方法与数据处理 139

6.2 抗弯强度 139

6.2.2 强度数据的评价 143

6.2.3 高温强度 145

6.3 抗拉强度 147

6.4 抗压强度 150

6.5 压环强度 151

6.6 光弹性 153

6.6.1 应力与双折射，光程差 153

6.6.2 晶体的双折射 155

6.6.3 偏振光及其干涉现象 156

6.6.4 光弹性实验 162

6.6.5 光弹性装置用材料 172

6.6.6 光弹性常数的测定 175

6.6.7 特殊的光弹性技术 177

6.6.8 结束语 184

6.7 摩擦和磨损与力学性质的关系 187

6.7.1 序言 187

6.7.2 磨损过程 187

6.7.3 陶瓷的摩擦和磨损 190

6.7.4 陶瓷的硬度、强度和气氛的关系 203

6.7.5 关于陶瓷摩擦磨损气氛特性的说明 205

6.7.6 高温下陶瓷的摩擦系数 206

6.7.7 结束语 206

6.8.1 抗热冲击 208

6.8 热冲击 208

6.8.2 各种理论抵抗系数 209

6.8.3 热冲击试验法 212

6.8.4 结束语 218

6.9 用超声波评价陶瓷特性 219

6.9.1 前言 220

6.9.2 声波特性、弹性常数的测定法 222

6.9.5 陶瓷的物性与声速 230

6.9.3 测量声速、弹性常数及传输损耗的例子 234

6.9.4 在高温下测定声速 237

6.9.6 用瑞利波表征表面钢化玻璃的情况 249

6.9.7 用超声波检测缺陷来管理质量和检查成品 252

6.9.8 AE计测技术在评价陶瓷特性上的应用 257

6.9.9 铁电陶瓷的极化引起的感应的声速各向异性 260

6.9.10 用超声波评价陶瓷材料的未来 261

6.10 材料的断裂和断裂力学 263

6.10.1 格里菲思断裂理论和应力强度因子 263

6.10.2 亚临界裂纹生长和KI-V曲线 263

6.10.3 KI和V的测定方法和例子 264

6.10.4 断裂力学的应用 266

6.11 陶瓷的摩擦和磨损的试验方法 270

6.11.1 前言 270

6.11.2 影响摩擦和磨损的各种因素 271

6.11.3 试验机的选择 274

6.11.4 摩擦和磨损试验的实施方法 276

6.11.5 代表性的试验装置 278

6.11.6 结束语 278

6.12 蠕变试验 293

6.12.1 前言 293

6.12.2 抗弯蠕变 295

6.12.3 抗拉蠕变 297

6.13 结束语 299

6.13.1 测定力学性质中的关键问题和数据归纳方法 299

6.13.2 试验测定值和现场数据间的差异 302

第7章 陶瓷的制造过程和强度的关系 307

7.1 陶瓷强度与工艺因素 307

7.2.1 原料制备过程的影响 310

7.2 烧成之前工艺的影响 310

7.2.2 颗粒配比的影响 313

7.2.3 干燥过程 315

7.2.4 热分解、煅烧 317

7.2.5 球磨和混合 318

7.2.6 造粒 320

7.2.7 压坯(成型方法和成型压力) 322

7.3 烧成过程的影响 323

7.3.1 固相反应 324

7.3.3 烧结气氛的作用 328

7.3.4 热压法 328

7.3.2 加热时间和加热温度的影响 328

7.3.5 添加剂的作用 329

7.3.6 烧结以后的处理 330

7.4 结束语 331

第8章 陶瓷疲劳寿命的预测 336

8.1 机械应力下的疲劳 336

8.1.1 静态疲劳 337

8.1.2 动态疲劳 338

8.1.3 SPT图(Strengh-Probability-Time Diagram) 340

8.2 热应力疲劳(热疲劳) 345

8.2.1 静态热疲劳 346

8.2.2 动态热疲劳 347

8.2.3 T-SPT图 350

第9章 陶瓷材料的设计 354

9.1 正在受到重视的陶瓷的力学性质 354

9.2 陶瓷何时能用作高温机械部件 356

9.3 影响陶瓷高温强度的主要因素 357

9.3.1 与高温强度有关的结构因素 358

9.3.2 显微结构与高温强度 359

9.3.3 气氛、形状的效果 363

9.4 影响陶瓷高温性能的重要因素 365

9.4.1 影响耐热冲击性的各种因素 365

9.4.2 耐热性 374

9.5.2 断面的一般性质 377

9.5.1 观察断面的方法 377

9.5 断面和材料设计 377

9.5.3 断裂源和断面 379

9.5.4 断裂源 380

9.5.5 高温断面 383

9.6 高温高强度陶瓷 386

9.7 高温高强度的必要条件 387

9.8 高温高强度材料的设计指南 388

9.8.1 氮化硅 388

9.8.2 氮化铝 393

9.9 作为高温材料的高温高强度氮化物 395

第10章 结束语(摘录) 396