PZT-5铁电陶瓷恒载荷压痕裂纹在空气和水中的扩展过程

高克玮¹，乔利杰¹，黄海友¹，褚武扬¹，宿彦京¹

(1.北京科技大学材料物理系,北京,100083)

摘要: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;

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