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 |
||
 Członek 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 |
Newsletter