为了有效而合理的利用材料，对材料的性能充分的了解。材料的性能包括物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等方面。物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、光学性能、磁性等。化学性能包括耐氧化性、耐磨蚀性、化学稳定性等。工艺性能指材料的加工性能，如成型性能、烧结性能、焊接性能、切削性能等。机械性能亦称为力学性能，主要包括强度、弹性模量、塑性、韧性和硬度等。而陶瓷材料通常来说在弹性变形后立即发生脆性断裂，不出现塑性变形或很难发生塑性变形，因此对陶瓷材料而言，对其力学性能的分析主要集中在弯曲强度、断裂韧性和硬度上。

         断裂韧性

        应力集中是导致材料脆性断裂的主要原因之一，而反映材料抵抗应力集中而发生断裂指标是断裂韧性，用应力强度因子（K）表示。呈张开型（I型）的裂纹很危险，其应力强度因子用KI表示，恰好使材料产生脆性断裂的KI称为临界应力强度因子，用KIC表示。金属材料的KIC一般用带边裂纹的三点弯曲实验测定，但在陶瓷材料中由于试样中预制裂纹比较困难，因此人们常用维氏硬度法来测量陶瓷材料的断裂韧性。

        陶瓷等脆性材料在断裂前几乎不产生塑性变形，因此当外界的压力达到断裂应力时，就会产生裂纹。以维氏硬度压头压入这些材料时，在足够大的外力下，压痕的对角线的方向上就会产生裂纹，如图2-1所示。裂纹的扩展长度与材料的断裂韧性KIC存在一定的关系，因此可以通过测量裂纹的长度来测定KIC。其突出的优点在于快速、简单、可使用非常小的试样。如果以PC作为可使压痕产生雷文的临界负荷，那么图中显示了不同负荷下的裂纹情况。

        KIC是I型应力强度因子，也就是断裂韧性；φ为一常数，约等于3；HV是维氏硬度；a为压痕对角线长度的一半；c为表面裂纹长度的一半，见图 1。经过大量的研究表明，该公式至少在下列范围内是使用的：硬度（HV）=1~30GPa，断裂韧性（KIC）=0.9~16MPa·m1/2及泊松比（μ）=0.2~0.3。

        一系列的实验发现，这一公式和实验数据具有非常好的吻合。胧褂谜庖环匠淌保话闼拥母汉梢愎淮螅筩/a大于3左右。但是在某些时候，这意味着要加很高的负荷，在一般的显微硬度计上无法实现，并且使压头易损坏，增加测试费用。后来Niihara等发现，当所加负荷较小时，上述的公式经过修正后仍旧适用。在脆性材料中，压痕下材料的断裂方式根据所加负荷的不同呈现两种形式。

        也就是说只要能确定裂纹的形式，就可以用这些公式计算断裂韧性，并且曲线同实验数据吻合非常好。因而可以使用小负荷测断裂韧性，避免高负荷所带来的一系列技术上的困难。目前当确定裂纹的扩展方式困难或麻烦时，依旧倾向于使用高的负荷，使裂纹呈Median扩展形式。

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