《表3 不同Fe含量的Fe/辉石基复合材料的密度和断裂韧性》

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《气氛烧结工艺制备Fe/辉石基复合材料及断裂韧性研究》

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图5为通过等静压处理再经气氛烧结制备的Fe/辉石基复合材料断裂韧性变化情况。由图5可见，样品断裂韧性具有一定的波动性。A5样品达到最大值为8.69 MPa·m1/2。样品的断裂韧性变化随全铁含量的增加呈先降低后升高的趋势。影响Fe/辉石基复合材料断裂韧性的因素有多种，可以通过添加金属颗粒通过裂纹偏转和桥联增韧[12]。从图6的样品的断口形貌可以看出，断口有明显撕裂的痕迹，说明金属相在陶瓷相界面起到钉扎作用，达到增韧效果，从而提高了Fe/辉石基复合材料的断裂能，最终提高了样品的断裂韧性。从图6也能发现，复合材料的断裂裂纹大部分呈沿晶扩展，也有一些穿晶断裂行为。当裂纹在扩展过程中遇到铁颗粒时绕过金属粒子而沿其晶界扩展并在前方产生微裂纹，而微裂纹可通过对晶格应变能量的吸收缓解裂纹尖端应力，金属塑性变形对晶格应变能力的吸收实现增韧目的；当扩展裂纹遇到铁颗粒时导致穿晶断裂，此时铁颗粒作为联结两个表面的桥联剂，由于其自身良好的延展性能有效阻碍裂纹进一步扩展。因而通过气氛保护烧结并在制备工艺增加等静压环节制备的复合材料样品具有良好的韧性。Fe/辉石基复合材料的样品的密度和断裂韧性见表3。