Исследование механических свойств корундовой керамики при изменении пористости и размеров кристаллитов

Abstract

Исследована прочность корундовой керамики на основе порошковых систем, получаемых методом термического разложения гидроксида алюминия и методом термического разложения водного раствора азотнокислой соли алюминия в плазме высокочастотного разряда. Показано, что при содержании 60 % плазмохимического порошка Al2O3 в смеси наблюдается резкое изменение прочностных характеристик, которые тем больше, чем меньше пористость, при этом пористости 55 % соответствует порог перколяции. Аппроксимация зависимости прочности от среднего размера пор на беспористое состояние показывает возможность получения керамики с почти теоретической прочностью. Обнаружена корреляция между микронапряжениями в кристаллитах и макропрочностью в спечённой керамике: при минимуме микронапряжений прочность соответствует 500 МПа, а микронапряжения 2,5 МПа соответствуют полностью макроразупрочненному материалу.

It has been studied strength of alumina ceramic based on powders produced by thermal decomposition of hydroxide aluminum and the plasma-spray pyrolysis methods. It was shown that at 60wt.% of plasmachemical powder Al2O3 in mixture one can observed a sharp changes of strength which depends on the porosity. The approximation of dependence of strength vs. average grain size to porousless state shows a possibility of obtaining ceramics with almost theoretical strength. It was found a correlation between microstresses and macrostress in sintered ceramics.