為探究工程陶瓷邊緣碎裂損傷規(guī)律與機(jī)理，以氧化鋁陶瓷的單晶壓痕邊緣碎裂為平臺，應(yīng)用微機(jī)控制電子試驗(yàn)機(jī)施加載荷，應(yīng)用聲發(fā)射設(shè)備監(jiān)測其損傷過程中的聲發(fā)射信號，建立基于聲發(fā)射信號參數(shù)的灰色—尖點(diǎn)突變理論模型，通過分析損傷過程中的加載特征和聲發(fā)射信號特征，從損傷演化過程的角度揭示氧化鋁陶瓷邊緣碎裂的損傷規(guī)律。結(jié)果表明：
(1)氧化鋁陶瓷的邊緣碎裂由一系列不連續(xù)的突變過程組成，其損傷演化過程依次經(jīng)歷了穩(wěn)定不穩(wěn)定一穩(wěn)定-不穩(wěn)定-穩(wěn)定-不穩(wěn)定……多個(gè)突變階段，具有顯著的突變特性。應(yīng)用基于累積計(jì)數(shù)和累積能量的灰色一尖點(diǎn)突變理論模型可較好的描述其損傷演化過程的突變狀態(tài)。
(2)在氧化鋁陶瓷邊緣碎裂的穩(wěn)定階段，材料內(nèi)部微裂紋的擴(kuò)展速度和強(qiáng)度比較平和，計(jì)數(shù)率和釋能率的變化較為平穩(wěn)，分叉集方程大于0；在邊緣碎裂的突變階段，陶瓷材料內(nèi)部的微裂紋擴(kuò)展速度和強(qiáng)度劇然增大，計(jì)數(shù)率和釋能率均會出現(xiàn)較大的峰值，且在邊緣碎裂的瞬間，計(jì)數(shù)率和釋能率達(dá)到其較大值。材料內(nèi)部發(fā)生突變時(shí)，分叉集方程小于0。
(3)隨著外加載荷的不斷增加，陶瓷材料內(nèi)部會不斷產(chǎn)生小的突變，但在臨界載荷之前，這些突變強(qiáng)度不大，不會對材料性能產(chǎn)生宏觀影響。當(dāng)外加載荷達(dá)到某一臨界載荷時(shí)，陶瓷邊緣會瞬間產(chǎn)生碎裂，整個(gè)損傷過程具有顯著的突變特性。應(yīng)用基于聲發(fā)射累積計(jì)數(shù)和累積能量的灰色-尖點(diǎn)突變模型可對氧化鋁陶瓷邊緣碎裂的損傷演化過程進(jìn)行預(yù)測，并為制定相關(guān)的預(yù)防措施提供理論依據(jù)。