Свойства высокоглиноземистых материалов. Крупнокристаллическая структура

Особенно большое количество работ было посвящено изучению механических свойств спекшейся корундовой керамики в связи с ее широким применением в различных областях новой техники. Однако имеющиеся в литературе данные о механических свойствах значительно отличаются по своим абсолютным значениям даже для материалов примерно одинакового состава.

 

Свойства высокоглиноземистых материалов. Крупнокристаллическая структура

 

 

Это объясняется тем, что, помимо различных методик испытания (размер и форма образца, состояние поверхностей, скорость нарастания нагрузки), на механическую прочность высокоглиноземистой керамики оказывают влияние такие факторы, как форма и величина кристаллов муллита и корунда, характер распределения стекловидной фазы, размер и форма пор, наличие внутренних напряжений в материале. Все эти факторы в известной мере связаны и с технологическими особенностями подготовки образцов или производства изделий.
Предел прочности при сжатии и разрыве корундовых материалов, полученных спеканием наиболее чистых сортов технического глинозема при испытании на образцах кубической или цилиндрической формы с площадью сжатия 2-3 см2 (без специальной подшлифовки поверхностей), находится в пределах 10- 15 тыс. кг/см2. Эти данные относятся к плотно спекшимся материалам с практически нулевой кажущейся пористостью, объемным весом порядка 3,78-3,83 г/см3 и типичной кристаллизацией зерен корунда. Наивысшее значение предела прочности при сжатии для чистого спеченного глинозема сообщаются Рышкевичем. Эти данные, приводимые ниже, получены на хорошо подшлифованных образцах-кубах размером 6X6X6 мм:
По более поздним данным Кингери, предел прочности при сжатии для спеченного глинозема не имеет такого резкого снижения с повышением температуры.

 

В работах Павлушкина Китайгородского и Павлушкина приводятся еще более высокие значения для разработанного ими металлорежущего корундового материала, названного микролит. Однако особенности использованной авторами методики испытаний привели, по-видимому, к завышенным результатам.
В ряде последних работ подчеркивается определенная взаимосвязь между механическими свойствами корундовой керамики и характером кристаллизации. Материал, обладающий мелкозернистой структурой, обладает и более высокими механическими свойствами.
Крупнокристаллическая структура, как это показано во многих работах, связана с понижением прочностных свойств корунда. К числу добавок, задерживающих рост кристаллов, следует отнести MgO, MgF2, СаО, Zr02. Наиболее резкое сокращение роста кристаллов корунда вызывает добавка небольшого количества MgO. Размер кристаллов в этом случае составляет около 5-15 мк. Прочность мелкокристаллического корунда в 1,5-2 раза выше прочности крупнокристаллического.
Добавки некоторых синтезированных стекол также вызывают ограничение роста кристаллов корунда, способствуют заполнению закрытых пор и значительно повышают прочность спекшегося корунда.

 

Механические свойства монокристалла корунда подробно охарактеризованы Классен-Неклюдовой и Томиловским. Установлено, что механические свойства кристаллов корунда различны по разным кристаллографическим направлениям. Предел прочности при сжатии при наложении нагрузки по направлению, параллельному оптической оси, определен в 12 700 кг/см2, а по направлению, перпендикулярному оптической оси, — 16 000 кг/см2.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *