Исследование свойств керамического баллона разборной рентгеновской трубки на основе алюмооксидной керамики, страница 11

Прочность при разрыве. Характер изменения механической прочности при разразрыве рисунок 9 [9] в зависимости от температуры для вакуумноплотных керамических материалов идентичен подобной зависимости σизг. Следует, однако, учитывать тот факт, что для σраз наблюдается значительно большой разброс значений от средних величин чем для механической прочности при изгибе.

Рисунок 9 - Влияние температуры на механическую прочность керамических материалов при разрыве.

1 – Al2O3; 2 – ZrO2; 3 – MgO; 4 – BeO.

Прочность при сжатии. Средние значения σсж  для плотноспекшихся керамических материалов очень высоки (рисунок 10) и для различных промышленных марок лежат в пределах 1960 – 3920 Мн/м3 [8]. По данным [10], отечественный материал микорлит, содержащий 99,0 – 99,2 % Al2O3 имеет прочность при сжатии ~4900 Мн/м3. Столь высокие значения σсж следует учитывать при конструировании металлокерамических узлов, при этом для механически прочных конструкций необходимо стремиться к использованию таких спаев, где керамика находится в сжатом состоянии.

Рисунок 10 - Механическая прочность при  сжатии керамических материалов на основе чистых оксидов в зависимости от температуры.

1 – Al2O3; 2 – ZrO2; 3 – MgO; 4 – BeO.

Модуль упругости. Практически в любом металлокерамическом спае под действием термомеханических напряжений в керамике имеет место упругая деформация. Поэтому существенное значение имеет величина модуля упругости, которая для различных керамических материалов колеблется в больших пределах (таблица 10) и зависит от химического состава керамического материала, температуры, пористости и, в меньшей степени, от величины зерен кристаллической составляющей материала [4].

Температурная зависимость модуля упругости для чистых оксидов [8] приведена на рисунке 11.

Рисунок 11 -  Температурная зависимость модуля упругости керамических материалов на основе чистых оксидов.

1 – Al2O3; 2 – ZrO2; 3 – MgO; 4 – BeO

Таблица 10 - Модуль  упругости для некоторых керамических материалов

Наименование материалов

Модуль упругости,Мн/м3

Спеченный оксид алюминия (пористость 5%)

38,2

Алюмооксидная керамика (90 – 95% Al2O3)

36,2

Керамика из оксида бериллия (пористость 5%)

31,4

Керамика из оксида магния (пористость 5%)

20,6

Керамика из шпинели (пористость 5%)

24,5

Керамика из стабилизированного оксида циркония (пористость 5%)

14,6

Стеатитовая керамика

6,86

В зависимости от объемной доли пор (Р) модуль упругости для вакуумноплотных керамических материалов можно рассчитывать по уравнению [Л.4]