《无机材料物理性能》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 无机材料的受力形变 1.6 无机材料的超塑性

1.6无机材料的超塑性 某些晶粒尺寸非常细小的无机材料在较高的温度 下，受到一个缓慢增大的荷载作用时，其永久形变能 力会发生较大幅度的提高，远大于常规变形极限，这 一现象称为无机材料的超塑性。 无机材料的超塑性可分为两大类：相变超塑性和 微颗粒超塑性

1.6 无机材料的超塑性 某些晶粒尺寸非常细小的无机材料在较高的温度 下，受到一个缓慢增大的荷载作用时，其永久形变能 力会发生较大幅度的提高，远大于常规变形极限，这 一现象称为无机材料的超塑性。 无机材料的超塑性可分为两大类：相变超塑性和 微颗粒超塑性

相变超塑性是指由于材料发生结构相变导致永 久性的各向异性尺寸变化。 微颗粒超塑性是指塑性变形与材料的显微结构 密切相关，它强烈地依赖于材料结构中微颗粒的尺寸 和形状。它可分为两种类型：一种是由液相的黏性流 动引起的超塑性形变；另一种是由晶界滑移引起的超 塑性形变

相变超塑性是指由于材料发生结构相变导致永 久性的各向异性尺寸变化。 微颗粒超塑性是指塑性变形与材料的显微结构 密切相关，它强烈地依赖于材料结构中微颗粒的尺寸 和形状。它可分为两种类型：一种是由液相的黏性流 动引起的超塑性形变；另一种是由晶界滑移引起的超 塑性形变

无机材料的超塑性可以用下式描述： Gb =A(KT) 式中，为应变速率；G为材料的剪切模量；b为柏氏矢量；d为 晶粒尺寸；σ为外加应力；T为绝对温度；k为玻尔兹曼常数； R为气体常数Q为蠕变活化能；系数项 为扩 散系数；A,m和n均为常数

无机材料的超塑性可以用下式描述： 式中，ἐ为应变速率；G为材料的剪切模量；b为柏氏矢量；d为 晶粒尺寸；σ为外加应力；T为绝对温度；k为玻尔兹曼常数； R 为气体常数；Q为蠕变活化能；系数项 为扩 散系数；A，m和n均为常数

晶粒尺寸 60 3μm Y-TZP 对无机材料的 50H 1450℃ 超塑性有着极 40 2.3μm 8.33×105S-1 压缩试验 30 为重要的影响， 是 1.5μm 20 细晶结构是无 0.7μm 10 机材料实现超 0.42μm 塑性的先决条 0 0.5 -1.0 -1.5 真应变 件。 图1.25 晶粒尺寸对Y-TZP材料 应力-应变行为的影响

晶粒尺寸 对无机材料的 超塑性有着极 为重要的影响， 细晶结构是无 机材料实现超 塑性的先决条 件

Al.O,+0.1wt%MgO TZP+5wt%SiO,1 400C 图11,26Al2O为陶瓷超塑性变形前后的 试样宏观形貌[3)（于1433℃变形至 Undeformed 83%时发生断裂) Deformed 1cm 图11.29TZP的超塑性变形前后试样的宏观形貌)