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微晶玻璃的弯曲强度随成分变化的性能分析及SEM照片展示

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:从图7.9中可以看出,随着w/w的增加,微晶玻璃的弯曲强度呈先增大后减小的趋势。w/w为0.51的微晶玻璃,此成分的微晶玻璃结构非常疏松,稍微用力样品就发生破碎,因此,其弯曲强度并没有在图中表示出来。当w/w为0.87时,微晶玻璃的弯曲强度达到最大,其值为38.36MPa。图7.10w/w为1.03的微晶玻璃的SEM照片

微晶玻璃的弯曲强度随成分变化的性能分析及SEM照片展示

微晶玻璃的弯曲强度是指在受到外来机械压力作用下,整体结构被破坏时的强度。微晶玻璃和普通陶瓷及普通玻璃一样,都是属于脆性材料体系,具有较高的弹性并以劈裂的形式断裂。

图7.9为微晶玻璃的弯曲强度与w(CaO)/w(SiO2)的关系。从图7.9中可以看出,随着w(CaO)/w(SiO2)的增加,微晶玻璃的弯曲强度呈先增大后减小的趋势。w(CaO)/w(SiO2)为0.51的微晶玻璃,此成分的微晶玻璃结构非常疏松,稍微用力样品就发生破碎,因此,其弯曲强度并没有在图中表示出来。

当w(CaO)/w(SiO2)为0.87时,微晶玻璃的弯曲强度达到最大,其值为38.36MPa。这与刘健[94]得到的结论一致,他认为随着w(CaO)/w(SiO2)的增大,微晶玻璃的弯曲强度先增加后减小,由于晶相的含量逐渐增加,导致微晶玻璃的弯曲强度增大,然后晶相的析出量减小,同时缺陷增加,最后导致弯曲强度下降。而何峰等[173]认为随着CaO含量的增加,微晶玻璃的抗折强度逐渐增加,是由于析出的晶相——硅灰石的结构造成的。

图7.9 微晶玻璃的弯曲强度与w(CaO)/w(SiO2)的关系

微晶玻璃的强度与其显微结构参数λ有关,强度值与λ1/2[186]成反比,而λ的计算公式为:

(www.xing528.com)

式中:d为晶体的平均尺寸;

   φc为晶相的体积分数。

根据公式(7.1)可知,晶体的平均尺寸小,晶体的体积分数大,λ值越小,因而弯曲强度越大。

综上所述,随着w(CaO)/w(SiO2)的增加,晶体的析出量逐渐增加,晶体的尺寸减小,同时析出的晶相透辉石结构有利于弯曲强度的提高,因此,微晶玻璃的弯曲强度增大。当w(CaO)/w(SiO2)为1.03时,样品中出现了微裂纹(图7.10),导致弯曲强度减小。

图7.10 w(CaO)/w(SiO2)为1.03的微晶玻璃的SEM照片

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