Propagacja pęknięcia w kompozycie o osnowie ceramiki porowatej SiO2 infiltrowanej elastomerem

• Autorzy: Konopka K. , Boczkowska A. , Batorski K. , Kurzydłowski K. , Szafran M.

Warianty tytułu

EN

Crack propagation in composite obtained via infiltration of porous ceramic SiO2 by elastomer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy badano kompozyt ceramika-polimer uzyskany metodą infiltracji porowatej ceramiki SiCh elastomerem nitrylomocznikowouretanowym. Celem pracy było określenie możliwości zwiększenia odporności na kruche pękanie ceramiki SiOz poprzez wpływ polimeru na propagacje pęknięć. Uzyskane wyniki ujawniły, że poprzez odpowiednio prowadzony proces infiltracji można otrzymać kompozyt ceramika-polimer o bardzo dużym stopniu wypełnienia porów przez polimer. Propagacja pęknięć w materiale jest w rezultacie spowolniona ze względu na odchylanie i hamowanie czoła pęknięcia przez obszary elastomeru. Prowadzi to do zwiększenia naprężeń przenoszonych przez kompozyt w porównaniu do osnowy ceramicznej. Dodatkowo wpływa na to efekt relaksacji naprężeń w elastomerze. Przedstawione wyniki badań mają charakter wstępny i poznawczy, dalsze badania są kontynuowane.

EN

The advanced composites with ceramic matrix have potential for application in a variety of high-temperature applications as for energy technology or auto mobile industry. Hovewer, the appliactions of these materials is restricted due to their poor thermal shock and low fracture toughness. One method to overcome these negative aspects of ceramic materials is to incorporate a ductile metallic or polymer phase, which leads to increased toughness. The increase of the fracture toughness results from the interaction between the fracture front and introduced phase. Own works of authors also concern the methods of increase fracture toughness of ceramic-metal and ceramic-polymer composites. In this paper, preliminary studies of ceramics-polymer composites are presented. Composites were obtained via infiltration of porous SiO2 by urea-urethane elastomer. This method cause on a great area the contact between partners and interpenetrating microstructure is formed. Crack propagation in such composites, and their effect on the fracture toughness are reported. Results suggest that cracks are deflected and stopped by elastomer partly due to stress relaxations in elastomer. All these processes influence the fracture toughness of composite.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty; kompozyty ceramiczne; elastomer; pękanie

EN

composites; ceramic composites; elastomer; crack

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2002
• Tom: R. 2, nr 3
• Strony: 108--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.,tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Konopka K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Boczkowska A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Batorski K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Kurzydłowski K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Szafran M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

Bibliografia

• [1] Sun X., Yeomans J.A., Microstructure and fracture toughness of nickel particle toughned alumina matrix composites, J. Mater. Sci. 1996, 31, 875-880.
• [2] Sbaizero O., Pezzotti G., Influence of metal particles on toughness of Al2O3/Mo composite, Acta Mater. 2000, 48, 985-992.
• [3] Szafran M., Konopka K., Rokicki G., Kurzydłowski K.J., Kompozyty na bazie porowatej ceramiki infiltrowanej metalami i polimerami, artykuł zgłoszony na konferencje KOMPOZYTY 2002.
• [4] Konopka K., Oziębło A., Microstructure and the fracture toughness of Al2O3-Fe composites, Materials Characterization 2001, 46, 125.
• [5] Patent 139 841 (1986).
• [6] Patent 148 671 (1986).
• [7] Patent 150 154 (1986).
• [8] Gruin I., Ryszkowska J., Boczkowska A., Markiewicz B., Zależność właściwości makroskopowych od budowy lanych elastomerów nitrylowomocznikowouretanowych, Polimery 1994, 39, 226.
• [9] Gruin I., Boczkowska A., Ryszkowska J., Elastomery nitrylomocznikowouretanowe o budowie zmodyfikowanej pochodną amidową, Polimery 1996, 41, 350.
• [10] Lubas W., Gruin I., Produkcja części maszyn z lanych elastomerów uretanowych, Polimery 1987, 32, 484.
• [11] Jaroszyńska D., Gaczyński R., Felczak B., Metody badań własności fizycznych gumy, WNT, Warszawa 1978, 134.
• [12] Prospekt Dow Chemical Co.: Urethane isocyanates.