15589356621 浏览数量： 0 作者： 本站编辑 发布时间： 2026-02-11 来源： 本站
原因：氧化铝陶瓷缺乏塑性变形能力，裂纹一旦萌生，在外力或残余应力作用下极易快速扩展，导致突然断裂。
诱因：
外部冲击或机械过载（如安装撞击、螺栓紧固力过大）；
内部缺陷（气孔、夹杂、微裂纹）作为应力集中源；
热应力（如急冷急热引起的热震）。
表现：无明显塑性变形，断口呈晶粒状或贝壳状，常从边缘或孔洞处起裂。
案例：在水泥厂溜槽中，若陶瓷片未采用柔性过渡设计，设备启停时的振动易引发陶瓷碎裂。
机理：温度急剧变化 → 材料内外膨胀/收缩不一致 → 产生热应力 → 超过强度极限 → 开裂。
影响因素：
热导率较低（～30 W/m·K），散热慢；
热膨胀系数较高（～8×10⁻⁶/℃）；
构件几何形状复杂（如薄壁、尖角）加剧应力集中。
典型场景：冶金炉窑内衬、高温风机叶片、热交换器部件在频繁启停或冷却水喷淋时易开裂。
类型：
磨粒磨损：硬质颗粒（如石英砂、矿渣）反复刮擦表面；
冲蚀磨损：高速含固流体（如煤粉气流、矿浆）冲击表面；
微动磨损：在振动环境下，陶瓷与金属接触面发生微幅相对运动，导致边缘剥落。
失效特征：表面出现划痕、麻点、局部剥落，严重时穿透陶瓷层，暴露出基体金属。
注意：若陶瓷片粘接不牢或胶层老化，磨损会加速界面脱粘，形成“鼓包—剥落”连锁失效。
原因：
粘接剂老化（尤其在高温高湿环境）；
热膨胀系数不匹配（金属α≈12×10⁻⁶/℃，陶瓷α≈8×10⁻⁶/℃）→ 循环热应力导致胶层疲劳；
表面处理不当（如金属基体除油不净、粗糙度不足）。
后果：陶瓷片松动、翘起，失去保护作用，甚至成为新的磨损源。
强酸/强碱侵蚀：
浓氢氟酸（HF）、热浓磷酸可溶解Al₂O₃；
高温强碱（如NaOH）会与Al₂O₃反应生成铝酸盐。
高温还原气氛：
在含碳或CO环境中，Al₂O₃可能被部分还原，导致表面疏松、强度下降。
水蒸气老化（较少见）：
长期高温高湿下，晶界可能发生缓慢水解，降低力学性能。
气孔率过高：降低强度与耐磨性；
晶粒异常长大：导致局部脆化；
残余应力：烧结冷却不均产生内应力，服役中自发开裂；
尺寸精度差：装配时产生额外机械应力。
| 失效模式 | 主要诱因 | 典型表现 | 预防措施 |
|---|---|---|---|
| 脆性断裂 | 冲击、缺陷、应力集中 | 突然碎裂 | 优化结构设计，避免尖角 |
| 热震开裂 | 温度骤变 | 网状裂纹 | 控制升降温速率，选用增韧陶瓷 |
| 磨损失效 | 硬质颗粒冲刷 | 表面剥落、穿孔 | 提高纯度（≥95% Al₂O₃） |
| 界面脱粘 | 胶老化、热失配 | 陶瓷片翘起、脱落 | 选用耐高温胶，加强表面处理 |
| 化学腐蚀 | HF、强碱、还原气氛 | 表面粉化、失重 | 避免不兼容介质 |
| 制造缺陷 | 气孔、杂质、烧结不良 | 早期破裂 | 严格质量控制 |
