材料的热稳定性

材料的热稳定性2.5材料的热稳定性(ThermalStability)2.5.1热稳定性的定义热稳定性（抗热震性）：材料承受温度的急剧变化（热冲击）而不致破坏的能力。热冲击损坏的类型：抗热冲击断裂性------材料发生瞬时断裂；抗热冲击损伤性------在热冲击循环作用下，材料的表面开裂、剥落、并不断发展，最终碎裂或变质。ThermalShockStressleadingtothefractureofbrittlematerialscanbeintroducedthermallyaswellasmechanically.When...

2.5 材料的热稳定性(ThermalStability)2.5.1热稳定性的定义热稳定性（抗热震性）：材料承受温度的急剧变化（热冲击）而不致破坏的能力。热冲击损坏的类型：抗热冲击断裂性------材料发生瞬时断裂；抗热冲击损伤性------在热冲击循环作用下，材料的表面开裂、剥落、并不断发展，最终碎裂或变质。ThermalShockStressleadingtothefractureofbrittlematerialscanbeintroducedthermallyaswellasmechanically.Whenapieceofmaterialiscooledquickly,atemperaturegradientisproduced.Thisgradientcanleadtodifferentamountscontractionindifferentareas.Ifresidualtensilestressbecomeshighenough,flawsmaypropagateandcausefailure.Similartobehaviorcanoccurifamaterialisheatrapidly.Thisfailureofamaterialcausedbystressesintroducedibysuddenchangesintemperatureisknownasthermalshock.热应力产生原因(1)构件的热膨胀或收缩受到约束时造成热应力；(2)相连接的构件存在温度差，构件间相互约束造成热应力；(3)构件本身存在温度梯度，其间各部分相互约束造成热应力；(4)不问构料的组合和约束造成热应力ThermalStress&StrainThermalstressandstrainarecausedbytemperaturechange.Materialsexpandattemperatureincreaseandcontractattemperaturedecrease.Restrictingthermalstraincausethermalstress.ThermalStrainBarofinitiallengthLThermalstrainΔLduetoheat,computedas:ΔL=αΔtLwhereα=CoefficientofthermalexpansionΔt=temperatureincrease/decreaseL=initiallengthThermalStressBarofinitiallengthLElongationΔLduetoheatHotbarreducedtoinitiallengthbyloadPThermalstressinrestrainedbarΔL=αΔtLε=αΔtE=f/εf=αΔtEwheref=thermalstressα=CoefficientofthermalexpansionΔt=temperaturechangeE=elasticmodulus对于脆性材料，从弹性力学出发，采用应力-强度作为判据，可以分析材料热冲击断裂的热破坏现象。2.5.2材料的热应力断裂可见，越大，则材料能承受的温度变化越大，热稳定性也就就越好。解得则材料开裂破坏时的温度差为第一热应力断裂抵抗因子R(ThermalShockParameter)whereαisthelinearcoefficientofthermalexpansion;μisthePoisson’ratio;Eisthemodulusofelasticity;σfisthefracturestress.Ahighervalueofthermalshockparametermeansbetterresistancetothermalshock.Thermalshockparameterrepresentsthemaximumtemperaturechangethatcanoccurwithoutfracturingthematerial.考虑承受的最大温差与最大热应力、材料中的应力分布、产生的速率和持续时间，材料的特性（塑性、均匀性、弛豫性），裂纹、缺陷、散热有关。第二热应力断裂抵抗因子R´ThermalShockbehaviorisaffectedbyfollowingfactors:CoefficientofthermalexpansionThermalconductivityModulusofelasticityFracturestress

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