rys 9

Przezwyciężanie kruchości materiałów ceramicznych: elementarne idee

Jeszcze w połowie ubiegłego wieku ceramika wykorzystywała prawie wyłącznie immanentne własności naturalnych skał i minerałów. Wraz z ukształtowaniem się w drugiej połowie XX w. inżynierii materiałowej, pojawiły się materiały, którym przyswaja się nowe właściwości dla poszerzenia gamy ich zastosowań. W dziedzinie ceramicznych materiałów konstrukcyjnych wymienić można przyswajanie zwiększonej odporności na kruche pękanie. W zakresie pojęcia odporności materiałów na kruche pękanie i sposobów jej podwyższania panuje jednak pewne zamieszanie i warto przypomnieć elementarne pojęcia.

Mechanika kruchego pękania według Irwina i Griffitha
Dla uwypuklenia istotnych cech kruchego pękania w krótkim artykule, posłużymy się możliwie najprostszym modelem cienkiej płyty nieporowatego materiału w stanie płaskiego odkształcenia, w którym w materiale wywołane zostało uśrednione naprężenie σ, równe przyłożonemu zewnętrznemu obciążeniu. W stanie takim, określanym jako sposób I odkształcania, występuje największe ryzyko katastrofalnego rozprzestrzeniania się pęknięć.

 

PEŁNA WERSJA ARTYKUŁU DO POBRANIA
prof. dr hab. inż. Roman Pampuch
R PampuchCzłonek rzeczywisty Polskiej Akademii Nauk, członek założyciel Polskiej Akademii Umiejętności, doktor honoriscausa AGH w Krakowie, były prezes, obecnie członek, prezydium Międzynarodowej Akademii Ceramiki, współzałożyciel i aktywny członek Polskiego Towarzystwa Materiałoznawczego, senior Katedry Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych WIMiC AGH w Krakowie.
   

 

STRESZCZENIE:
Relacje między szybkością wydzielania energii odkształceń sprężystych i współczynnikiem intensywności naprężeń pozwalają omówić kruche pękanie w jednolity sposób, wykorzystując zarówno ujęcie odporności na kruche pękanie według Irwina, jak i wywodzące się z bilansu energii ujęcie Griffitha. Ujednolicone ujęcie pozwala na bardziej ogólny i prostszy opis oraz przewidywanie sposobów zwiększania odporności na kruche pękanie różnorodnych typów materiałów ceramicznych, jak polikryształy, kompozyty ziarniste, pełnoceramiczne kompozyty wzmacniane włóknami i laminaty.
SUMMARY Ceramics overcoming brittleness: elementary notions
Relations between the rate of elastic energy release and stress intensity coefficients permit a unified use of the Irwin’s fracture toughness concept and the Griffi th’s energy balance-based approach based on energy balance. That this allows a simple and general description and prediction of ways of increasing fracture toughness in various types of ceramic materials (monolithic polycrystals, particulate composites, all-ceramic fibre-reinforced composites and laminates).
Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne

ISSN 0039-8144

Informujemy, że w ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza, że akceptują Państwo otrzymywanie cookies. więcej informacji...