氧化鋯陶瓷為什么能夠承受很高的溫度？

據(jù)我們所知氧化鋯材料與氧化鋁材料都可以承受極高的溫度，分別是1350攝氏度和1750攝氏度。那么它們能夠承受如此高溫的原理是什么呢？究竟它們有什么神奇之處呢？

陶瓷隔熱板加工

工業(yè)陶瓷材料其性能比一般的要好，其中的抗熱震性能就起著決定性的作用。主要是因為在工作過程中快速的加熱和冷卻會產(chǎn)生的熱應(yīng)力，這種熱應(yīng)力對于器件來說破壞很大，所以抗熱震性非常重要。

氧化鋯陶瓷材料中熱應(yīng)力大小取決于材料的力學(xué)性能和熱學(xué)性能，并且受到結(jié)構(gòu)件的幾何形狀和環(huán)境介質(zhì)的影響。作為陶瓷材料抵抗溫度變化能力大小的抗熱震性，是陶瓷材料力學(xué)性能和熱學(xué)性能的綜合表現(xiàn)。

氧化鋯陶瓷材料的熱振破壞分為熱沖擊作用下的瞬時斷裂和熱沖擊循環(huán)作用下的開裂，剝落，以及整體損壞的熱層損壞兩大類。一種是基于熱彈性理論，它是指材料固有強度不足以抵抗熱震溫差引起的熱應(yīng)力時就導(dǎo)致材料熱震斷裂。

99氧化鋁陶瓷坩堝

根據(jù)這一理論，陶瓷材料如果同時具有高的強度，熱導(dǎo)率和低的熱膨脹系數(shù)、楊氏彈性模量、泊松比、熱輻射系數(shù)和黏度，才具有高的抗熱震斷的能力。另外，適當(dāng)降低材料的密度和熱容也有利于改善陶瓷材料的抗熱震性。

另一種是基于斷裂力學(xué)的概念。材料中的熱彈性應(yīng)變能足以支付裂紋成核和擴展而新生表面所需的能量時，裂紋就形成和擴散，從而導(dǎo)致材料熱震損傷。根據(jù)這一理論，抗熱震損傷性能好的材料應(yīng)該具有盡可能高的彈性模量和盡可能低的強度。

如何來保證這種性能？經(jīng)常用的就是淬滅技術(shù)了。就是一種將樣品在爐中加熱，然后在空氣中，水中或油中淬火冷卻，通過測量殘余力學(xué)性能知道其熱震穩(wěn)定性的方法。雖然用的比較多，但實際的測試結(jié)果并不是很理想。

另外一種是通過實驗測試和數(shù)值模擬相結(jié)合實現(xiàn)的。主要是采用等離子體束快速加熱氧化鋁陶瓷圓盤的中心，這樣就可以形成溫度和熱應(yīng)力梯度，從而引起實驗樣本的損壞。進行對比，就可以得到一種模型，用這種模擬方法得出的結(jié)論與實驗結(jié)果是非常一致的，用起來非常適合。