Теплофизические и термомеханические свойства

03-04-2024

+++Наличие анизотропии КТР+++

---приводит к образованию в материале внутренних напряжений---

Наличие анизотропии КТР приводит к образованию в материале внутренних напряжений, величина которых при работе в условиях термонагружения суммируется с напряжениями, вносимыми внешней нагрузкой. Опасность внутренних напряжений возрастает с увеличением величины зерен, для мелкозернистой структуры вклад внутренних напряжений, вызванных анизотропией КТР, в общую картину разрушения незначителен.

Как и ряд других теплофизических свойств, КТР нитрида кремния и оксида алюминия резко отличаются. Нитридокремниевые материалы обладают, по сравнению с другими керамическими материалами, весьма низкими значениями КТР. Значения КТР для а и Р-модификаций, а также для некоторых составов горячепрессованного материала с характерными для инструментальной керамики добавками приведены в табл. 21.

КТР в температурном интервале 20—1000 °С для горячепрессованного материала, содержащего до 10 % А1203 в сочетании с добавками 0—10 % Y203, изменяется в довольно широком интервале. При постоянном содержании А1а03 увеличение Y203 повышает КТР материала, а добавление А1а03 при постоянном количестве Y203 почти не изменяет эту характеристику.

КТР нитридокремниевой керамики может быть изменен путем образования Р-сигналов в весьма широких пределах — (3,1 — 2,4) 10~6 К"1 . В работе исследовались особенности термического расширения соединений, имеющих структуру типа фенакита: горячепрессованного p-Si3N4 с добавкой BeSiN2 массовой долей 7 % и сиалона со значением 2 = 3,4.

Причина того, что при замещении более половины атомов кремния атомами алюминия решетка сохраняет значения КТР, характерные для нитридокремниевой керамики, заключается в особенностях межатомной связи А1—О для данного кристаллографического типа.