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电场对铁电陶瓷压痕裂纹的作用

黄海友 , 褚武扬 , 宿彦京 , 高克玮 , 乔利杰

中国腐蚀与防护学报

研究了极化锆钛酸铅（PZT-5）铁电陶瓷压痕裂纹在硅油中电场作用下的扩展过程。结果表明，当外加电场强度大于裂纹瞬时扩展临界电场强度（Eip=5.25kv/cm），压痕裂纹能够发生瞬时扩展，继续保持恒电场，裂纹会继续扩展。当外加电场强度小于裂纹瞬时扩展临界电场强度，裂纹不发生瞬时扩展，但保持恒定电场，裂纹会发生滞后扩展。同时，裂纹扩展量显示各向异性，与垂直于电场方向裂纹相比，平行于电场方向的裂纹扩展量很小。

关键词: PZT-5铁电陶瓷 , electric field , indentation crack , anisotropy

PZT-5铁电陶瓷恒载荷压痕裂纹在空气和水中的扩展过程

黄海友 , 褚武扬 , 宿彦京 , 高克玮 , 乔利杰

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.09.012

用Vickers硬度计作为加载装置,研究了极化锆钛酸铅(PZT-5)铁电陶瓷压痕裂纹恒载荷下在室温空气和水中的扩展规律.结果表明,恒载荷下,压痕裂纹在空气和水中不断扩展,120 h后趋于稳定,从而就可获得裂纹扩展速率和裂纹止裂的门槛应力强度因子KISCC,它们均显示各向异性.研究表明,裂纹扩展速率和KISCC的各向异性与铁电陶瓷断裂韧性的各向异性有关,即裂纹扩展速率随KIC的增加而降低,而KISCC随KIC的增加而升高.平行极化方向裂纹的断裂韧性比垂直极化方向高,即KcIC＜KαIC,因此,在空气或水中的应力腐蚀更敏感,即KcISCC＜KαISCC,dc/dt＞da/dt;与在空气中相比,在水中应力腐蚀更敏感,即裂纹扩展速率更高、门槛值更低.

关键词: PZT-5铁电陶瓷 , 空气 , 水 , 应力腐蚀 , 各向异性

PZT-5铁电陶瓷恒载荷压痕裂纹在空气和水中的扩展过程

黄海友 , 褚武扬 , 宿彦京 , 高克玮 , 乔利杰

金属学报

用Vickers硬度计作为加载装置, 研究了极化锆钛酸铅(PZT-5)铁电陶瓷压痕裂纹恒载荷下在室温空气和水中的扩展规律. 结果表明, 恒载荷下,压痕裂纹在空气和水中不断扩展, 120 h后趋于稳定, 从而就可获得裂纹扩展速率和裂纹止裂的门槛应力强度因子KISCC,它们均显示各向异性. 研究表明, 裂纹扩展速率和KISCC的各向异性与铁电陶瓷断裂韧性的各向异性有关, 即裂纹扩展速率随KIC的增加而降低,而KISCC随KIC的增加而升高. 平行极化方向裂纹的断裂韧性比垂直极化方向高, 即KcIC＜KaIC, 因此, 在空气或水中的应力腐蚀更敏感, 即KcISCC＜KaISCC,dc/dt＞da/dt；与在空气中相比, 在水中应力腐蚀更敏感, 即裂纹扩展速率更高、门槛值更低.

关键词: PZT-5铁电陶瓷 , air , water

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