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陶瓷絕緣子的抗熱震性
定義
抗熱震性,又稱(chēng)抗熱沖擊性,俗稱(chēng)熱穩定性。陶瓷絕緣子材料及成品抵抗溫度激烈變化不至損壞或破壞的性能。
性能簡(jiǎn)介
陶瓷絕緣子材料及其制品承受溫度激烈變化而引起內部溫度梯度時(shí),在材料內部會(huì )因收縮或膨脹受阻產(chǎn)生熱應力,當熱應力超過(guò)材料強度極限時(shí),產(chǎn)生開(kāi)裂、破壞和機械強度降低等現象。
影響因素
影響陶瓷絕緣子抗熱震性的主要因素還是絕緣子的材料特性,如材料的熱膨脹系數、導熱系數、彈性模量、材料固有強度、斷裂韌性等。
一般地講,熱膨脹系數越小,材料因溫度變化而引起的體積變化小,相應產(chǎn)生的溫度應力小,抗熱震性越好;熱導率大,材料內部的溫差越小,由溫差引起的應力差越小,抗熱震性越好;材料固有強度越高,承受熱應力而不致破壞的強度越大,抗熱震性好;彈性模量越大,彈性越小,材料產(chǎn)生彈性變形較小而不能緩解和釋放熱應力,對抗熱震性不利。
改善途徑
陶瓷絕緣子材料的抗熱震性是其力學(xué)性能和熱學(xué)性能的綜合表現,因此,一些熱學(xué)和力學(xué)參數,如線(xiàn)脹系數、熱導率、彈性模量、斷裂能是影響陶瓷絕緣子抗熱震性的主要參數。提高陶瓷絕緣子材料抗熱沖擊斷裂性能的措施,主要是根據上述抗熱沖擊斷裂因子所涉及的各個(gè)性能參數對熱穩定性的影響。
(1) 提高材料強度σ,減小彈性模量E ,使σ/E提高。這意味著(zhù)提高材料的柔韌性,能吸收較多的彈性應變能而不致開(kāi)裂,因而提高了熱穩定性。熱應力是彈性模量的增值函數,由于陶瓷材料的彈性模量比較高,其所產(chǎn)生的熱應力也較高。一般彈性模量隨原子價(jià)的增多和原子半徑的減小而提高,因此選擇適當的化學(xué)組分是控制陶瓷材料彈性模量的一個(gè)途徑。
(2) 減小材料的線(xiàn)脹系數α。固體材料的線(xiàn)脹是由于原子熱振動(dòng)而引起的,晶體中的平衡間距由原子間的勢能所決定,溫度升高則原子的振動(dòng)加劇,原子間距的相應擴大就呈現出宏觀(guān)的線(xiàn)脹。α小的材料,在同樣的溫差下,產(chǎn)生的熱應力小。
(3) 提高材料的熱導率λ。λ大的材料傳遞熱量快,使材料內外溫差較大的得到緩解、平衡,因而降低了短時(shí)間熱應力的聚集。熱震好的陶瓷材料,一般應具有較高的熱導率。
陶瓷絕緣子,抗熱震性
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