1) 彈性以及彈性形變
金屬材料在室溫靜拉伸載荷下, 斷裂前一般都要經過彈性變形和塑性變形兩個階段。 而陶瓷材料一般都不出現塑性變形階段, 極微小應變的彈性變形后立即出現脆性斷裂、 延伸率和斷面收縮都幾乎為零。 兩類材料的應力-應變曲線對比如下圖所示。
陶瓷材料的彈性變形服從虎克定律:
? = E ? (1-1)
E為彈性模量, 是材料原子間結合力的反映。 由上可知, 陶瓷材料的彈性模量比金屬的大很多。陶瓷材料形變的另一特點是: 壓縮時的彈性模量大大高于拉伸時的彈性模量, 即E 壓 >>E 拉 。陶瓷材料壓縮時還可以產生少量的壓縮塑性變形。 金屬材料, 即使是很脆的鑄鐵, 其抗拉強度也有抗壓強度的1/3~1/4。 但陶瓷材料的抗拉強度通常不到抗壓強度的1/10。
其彈性變形具有如下特征:
彈性模量大 這是由共價鍵和鍵合結構所決定的。 共價鍵具有方向性, 使晶體具有較高的抗晶格畸變、 阻礙位錯運動的阻力。 離子鍵晶體結構的鍵方向性雖不明顯, 但滑移系受原子密排面與原子密排方向的限制,還受靜電作用力的限制, 其實際可動滑移系較少。 此外, 陶瓷材料都是多元化合物, 晶體結構較復雜, 點陣常數較金屬晶體大。