Ceramika - materiały pomocnicze do ćwiczeń

Nasza ocena:

3
Pobrań: 70
Wyświetleń: 1484
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Ceramika - materiały pomocnicze do ćwiczeń - strona 1 Ceramika - materiały pomocnicze do ćwiczeń - strona 2 Ceramika - materiały pomocnicze do ćwiczeń - strona 3

Fragment notatki:

MATERIAŁY POMOCNICZE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH  Z PRZEDMIOTU „NAUKA O MATERIAŁACH”  W ZAKRESIE DOTYCZACYM WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH  MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH  DLA STUDENTÓW I ROKU WYDZIAŁU INŻYNIERII MECHANICZNEJ I ROBOTYKI    Wstęp    Wszystkie ciała pod wpływem przyłożonych do nich zewnętrznych sił odkształcają się. W przypadku,  gdy  siły  są  niewielkie  materiał  ulega stopniowemu odkształceniu  -  wydłużeniu  lub kurczeniu,  proporcjonalnemu do przyłożonej siły. Po odjęciu siły próbka odzyskuje swoje pierwotne rozmiary.  Takie odkształcenie o odwracalnym charakterze nazywa się  sprężystym .     W  zakresie  niewielkich  odkształceń  wszystkie  ciała  zachowują  się  podobnie,  z  tym  jednak,  że  wielkość odkształcenia wywołana przez dane naprężenie jest różna dla różnych ciał. Występowanie  różnych  rodzajów  naprężeń  i  odkształceń  powoduje,  że  dla  określenia  sprężystości  ciał  trzeba  stosować  różne  stałe  proporcjonalności  (stałe materiałowe). W  zakresie, w którym  naprężenie  jest  wprost  proporcjonalne  do  odkształcenia,  zależność  pomiędzy  naprężeniami  normalnymi  lub  ścinającymi i odpowiadającymi im odkształceniami wyraża prawo Hooka:  E s e = ×                       (1)  G t g = ×                       (2)  gdzie:  E - moduł sprężystości,   G - moduł ścinania (lub moduł sztywności),  e  – odkształcenie normalne,  g  – odkształcenie styczne,  s  – naprężenie normalne,  t  – naprężenie styczne.  Rys. I. Zależność odkształcenia od obciążenia dla różnych rodzajów ciał stałych:  I — odkształcenie sprężyste, II — odkształcenie plastyczne    Podczas jednoosiowego  rozciągania  idealnie  sprężystego  izotropowego  ciała  stałego,  obok  wydłużenia  wzdłuż  osi  działania  naprężeń,  występuje  również  skurcz  poprzeczny,  który  stanowi  składową część odkształcenia ciała. Jeśli odkształcenie w kierunku działania naprężenia równe jest  e,  to  odkształcenie  w  kierunku  poprzecznym  wyniesie  - ne.  Ujemny  znak  oznacza,  że  odkształcenia  podłużne i poprzeczne mają przeciwny znak (wydłużenie i skurcz). Stała materiałowa v jest nazywana  liczbą Poissona i podobnie jak  E  lub  G  zależy od rodzaju i struktury ciała.    Istotne  różnice  między  ciałami  występują  przy  większych  naprężeniach.  Na  Rys. I przedstawiono  zależność  odkształcenia  od  naprężenia  dla  rozmaitych  ciał.  Odkształcenia  wielu  tworzyw 

(…)

…. Makroskopowe odkształcenie kryształu wywołane
jest więc zmianą odległości międzyatomowych w tym samym kierunku.
170
90
0
wiązanie kowalencyjne (diament)
-90
wiązanie jonowe (NaCl)
-170
-250
-330
-420
-500
-700
0,25
0,5
1,0
1,5
2,0
Odległość międzyatomowa r, nm
2,5
Rys. III. Modele energetyczne powstawania wiązań jonowego i kowalencyjnego
Energie i siły występujące pomiędzy atomami tworzącymi poszczególne rodzaje wiązań można
zobrazować za pomocą modeli energetycznych. Na Rys. III przedstawiono model energetyczny
powstawania wiązania jonowego i wiązania kowalencyjnego. Model energetyczny wiązania
metalicznego jest podobny do wiązania kowalencyjnego.
Charakter zmienności funkcji energii potencjalnej związany jest z rodzajem wiązań. Im mocniejsze
jest wiązanie, tym „niecka” energii potencjalnej jest głębsza…
… naładowanym „gazem
elektronowym", wiązania te nie są zlokalizowane. Inaczej jest w materiałach ceramicznych. Dzięki
wiązaniom kowalencyjnym (diament, karborund) czy kowalencyjno-jonowym (korund) ich sieć
krystaliczna stawia bardzo silny opór przemieszczającym się dyslokacjom. W przypadku
zlokalizowanych wiązań kowalencyjnych konieczne jest ich zerwanie i odtworzenie. W przypadku
wiązań jonowych poślizg…
… Co,
**)
wartości zależą od składu i rodzaju wprowadzonych do stali dodatków,
Moduł Younga
[GPa]
360-390
Odporność na
kruche pękanie
0,5
[MPa m ]
3,4-5,6
6,5-8
160-220
3,8-5
10-15
70
340-450
0,6
3-4,5
21
1000
540-610
124
69
190-210
3,4
5,5
5,3
7-28
7-8
100
350
150
0,9-1,4
Efektywna energia powierzchniowa jest w istocie efektywną energią pękania. Wystąpieniu zjawisk,
które składają się na efektywną energię pękania…
…, gdzie dekohezja występuje dopiero przy dużych
odkształceniach (krzywa OAF na Rys. I). W przypadku ciągliwych polikrystalicznych metali o strukturze
regularnej płasko centrowanej zniszczenie plastyczne jest wynikiem zmniejszenia przekroju czynnego
materiału wskutek odkształcenia plastycznego (rys. IV). Zdolność do nieulegania dekohezji wskutek
zniszczenia kruchego nazywa się też ciągliwością lub odpornością…

r0
r
st
P =sz =
Egr
4cr0
(6)
Z dotychczasowych rozważań wynika, że już przy niedużych obciążeniach trudno jest unikać
tworzenia się i/lub rozwijania pęknięć o wymiarze krytycznym w materiale. W związku z tym istotne
znaczenie ma pojęcie odporności na kruche pękanie (ciągliwości materiału), która jest miarą energii
pochłanianej przez materiał przy rozwijaniu się pęknięć. Im większa jest ta energia…
… drugiej fazy; g) materiały wzmacniane przez włókna drugiej
fazy; h) laminaty; i) materiały o wydłużonych ziarnach; j) nanolaminaty
Twardość
Twardość można określić jako miarę odporności materiału na odkształcenia trwałe (plastyczne)
powstające w wyniku wciskania wgłębnika. Materiały ceramiczne, takie jak korund (Al203), karborund
(SiC) i diament (C), należą do najtwardszych ciał stałych, można nimi ciąć…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz