[科普中国]-抗热应力破坏性

抗热应力破坏性（themal stress damage resistance property）是指抗热应力破坏性是材料抵抗由于瞬时温度剧烈变化，温度梯度很大或热物理性能不匹配所生热应力引起破坏的能力，是材料的一项重要性能。炭/炭复合材料大多在高温下工作，如战略导弹的鼻锥、火箭发动机的喷管喉衬等炭/炭复合材料构件，工作温度都在摄氏几千度，瞬时温度变化极大、温度梯度也很大、产生很大的热应力。研究炭/炭复合材料的抗热应力破坏特性，对保证导弹和火箭发动机可靠有效地工作有很大实际意义1。

抗热应力破坏性（themal stress damage resistance property）是指抗热应力破坏性是材料抵抗由于瞬时温度剧烈变化，温度梯度很大或热物理性能不匹配所生热应力引起破坏的能力，是材料的一项重要性能1。

炭/炭复合材料大多在高温下工作，如战略导弹的鼻锥、火箭发动机的喷管喉衬等炭/炭复合材料构件，工作温度都在摄氏几千度，瞬时温度变化极大、温度梯度也很大、产生很大的热应力。研究炭/炭复合材料的抗热应力破坏特性，对保证导弹和火箭发动机可靠有效地工作有很大实际意义1。

炭/炭复合材料的抗热应力破坏性有两种评价方法，第一种是最大强度准则，第二种是能量准则，录大强度准则的出发点在于尽可能避免由于热应力而导致的破坏引发根源，亦即不允许因为热应力而使材料中产生裂纹。根据最大强度准则，抗热应力破坏性用抗热震因子来衡量，抗热震因子则用公式(1)求得

R=Kσ/（αE） （1）

式中R——抗热震因子

K——导热系数

σ——强度

α——热膨胀系数

E——模量

材料的抗热震因子越大，则它的抗热破坏特性越好、为了避免材料的热应力破坏，要求材料的强度高，导热系数也高，模量和热膨胀系数则要小2。

能量准则是从能量角度研究材料中的裂纹扩展，而不涉及裂纹的起源，认为裂纹扩展的动力在f贮存于内部的弹性能，认为当材料的弹性能小于裂纹扩展所需要的断裂表面能，即使有裂纹也不会发生热应力破坏。根据能量准则，材料的抗热应力破坏特性取决于它的断裂表面能、并用公式(2)来衡量:

Rst=γwof/(αE) （2）

式中Rst——抗热冲击破坏系数

γwof——断裂功

α——热膨胀系数

E——模量

为避免热冲击破坏，要求材料要有很高的断裂功，而热膨胀系数和模量则要求相应地较小3。

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