Теплофизические и термомеханические свойства

27-03-2024

+++Термическое разрушение инструментальной керамики+++

---представляет собой многостороннюю проблему---

Известно, что в решетке P-Si3N4 каждый атом металла окружен четырьмя атомами неметалла. При замещении кремния алюминием и азота кислородом в одной или нескольких позициях тетраэдра MeN, длина межатомной связи А1—О составит 179 • 10~5 мкм по сравнению с 191 • Ю-5 мкм в решетке а-А1203 (координационное число 6). Такое снижение длины связи увеличивает энергию взаимодействия атомов и, как следствие, приводит к уменьшению коэффициента термического расширения. Таким образом, растворение в решетке Si3N4 значительного количества А1203 не приводит к повышению КТР, что дает возможность сохранять высокую термостойкость при изменении других свойств в широких пределах.

Керамика на основе оксида алюминия имеет КТР, характерный для большинства тугоплавких оксидов.

Термостойкость. Термическое разрушение инструментальной керамики представляет собой многостороннюю проблему. Ее решение требует учета динамики процессов резания, передачи тепла, термоупругости, изменения свойств материалов при повышенных температурах, а также механики и физики разрушения. Использование керамического инструмента позволяет осваивать столь высокие скорости резания, при которых картина тепловых явлений, по сравнению с традиционными материалами меняется в значительной степени. Примером может служить перераспределение тепловых потоков при отводе тепла из зоны резания, снижение температуры стружки и более эффективное охлаждение зоны резания уходящей стружкой. Керамика более чувствительна к термическому нагружению, и проблема повышения термостойкости, так же как механической прочности, является главной для ее широкого внедрения в процессах, связанных со сложными условиями эксплуатации. Это требует более глубокого изучения особенностей термонагружения керамики и выработки оптимальных критериев теоретической и экспериментальной оценки термостойкости.