氮化硅结合碳化硅砖的微观结构模型及热冲击载荷下裂纹起始行为

袁硕伟^1,2，杨自春^1,2

1. 海军工程大学舰船高温结构复合材料研究室2. 海军工程大学动力工程学院

摘 要：为了研究热冲击载荷下耐火陶瓷材料的微观失效机制,基于Eshelby等效夹杂理论和Voronoi网格,建立了存在不同数量级粒径的船用增压锅炉用氮化硅结合碳化硅砖的微观结构模型,验证了微观模型的准确性。在上述微观结构模型的基础上进行有限元和扩展有限元计算,得到其停炉最危险时刻的瞬态微观应力场和微裂纹萌生扩展规律,进而得到其热冲击失效的微观机制,较好解释了碳化硅耐火陶瓷的失效机制。

关键词：氮化硅结合碳化硅砖;船用锅炉;微观结构模型;Eshelby等效夹杂理论;Voronoi网格;失效机制;