抗热应力损伤性正比于断裂表面能,反比于应变能的释放率
定义:抗热应力损伤因子为:
R
2
E (1
)
材料弹性应变能释放率的倒数, 用于比较具有相同断裂表面能的 材料。
R E 2reff
2 (1 )
用于比较具有不同断裂表面能的 材料。
式中:E为材料的弹性模量,σ为材料的断裂强度,μ为材料的泊松比,2reff为材 料的断裂表面能(J/m2)。
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影响散热的三方面因素,综合为毕奥模数=hrm/λ,无单位。越大对热稳定 性不利。
h----表面热传递系数。材料表面温度比周 围环境温度高1 K,在单位表面积上,单位 时间带走的热量(J/m2·s·K)。
rm,材料的半厚
在无机材料的实际应用中,不会像理想骤冷那样,瞬时产生最大应力max, 而是由于散热等因素,使max滞后发生,且数值也折减。
(3) 多相复合材料因各相膨胀系数不同而产生热应力。
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2. 热应力的计算
(1) 平面陶瓷薄板:
x
z
lE 1
T
在t = 0的瞬间,
x=z=max, 如 果 正 好 达 到 材 料的极限抗拉强度f ,则前后 两表面开裂破坏,从而得材料
所能承受的最大温差为:
平面陶瓷薄板的热应力图
Tm
适用于一般的玻璃、陶瓷和电子 陶瓷材料
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1. 第一热应力断裂抵抗因子R
由
Tmax
f
(1
l E
)
可知:Tmax值越大,说明材料能承
受的温度变化越大,即热稳定性越好。
定义:第一热应力断裂抵抗因子或第一热应力因子为: