ные соединения: карбиды, бориды,
нитриды и др. В твердых сплавах карбид вольфрама-кобальт (ВК-4, ВК-6, ВК-8
и др.) удалось получить высокие значения прочности и вязкости разрушения
даже при небольших содержаниях металла. Тем не менее использовать эти
керметы в качестве конструкционного материала невозможно из-за низкой
стойкости к окислению при температурах выше 800...1000 °С. Поэтому
усилия исследователей были сосредоточены на керметах оксид-металл
[20].
Одним из эффективных способов
повышения вязкости разрушения керамик является формирование различных
гетерогенных структур, способствующих отклонению траектории трещины,
ее разветвлению и как следствие повышению диссипации энергии при
разрушении. Выполненные в МАТИ исследования показали, что такой
эффект может быть достигнут в керамических материалах со слоистой
структурой, способствующей разветвлению трещины. Исследовали
материалы со структурными ячейками (гранулами):
— из чередующихся слоев
мелкокристаллического А1203 с размерами кристаллов
1...2мкм (тип материала 1);
— из чередующихся слоев
мелкокристаллического А1203 и технического
глинозема, состоящего из пористых сферолитов (тип материала
2);
— из чередующихся слоев
мелкокристаллического А1203 и полых корундовых
микросфер диаметром 20...100 мкм (тип материала 3);
— из чередующихся слоев
мелкокристаллического А1203 и металлического
хрома (тип материала 4).
При этом для материалов типов 2,
3 наблюдается распространение трещины по пористым слоям из сферолитов и
полых микросфер соответственно. Диссипация энергии распространяющейся
трещины в материале типа 3 достигалась за счет раскрытия полых
микросфер в слоях. Для материалов типов 3, 4 характерно пересечение
трещиной слоев внутри ячеек с образованием ступенек. Для материала типа 2
была зафиксирована локализация трещины на межслойной границе.
Максимальные значения параметров К1с
и удельной работы разрушения уу (табл. 3.13) свойственны керметным
материалам типов 4, 5. Однако при одинаковом содержании металлического
хрома в обоих материалах величина уу в слоистом материале
в 2,5 раза превышает ту же характеристику мелкокристаллического
материала.
В результате исследований
установлено, что для оксида алюминия со слоистой структурой достигнуты
максимальные величины параметров трещиностойкости К1с
и у. равные 4,0 МПа • м1/2 и
250Дж/м2 соответ-
енно. Для кермета
А1203—Сг со слоистой структурой эти
параметры
