Wpływ wielkości ziarna i naprężeń wewnętrznych na krzywe R w kompozytach na osnowie tlenku glinu.

• Autorzy: Tomaszewski H. , Boniecki M. , Węglarz H.

Warianty tytułu

EN

Effect of grain size and residual stresses on R-curve behaviour of alumina based composites.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było określenie wpływu wielkości ziaren i naprężeń wewnętrznych na krzywe R tworzywa korundowego i kompozytów na bazie tlenku glinowego. Dla realizacji pierwszej części pracy, przygotowano próbki tworzywa korundowego o średniej wielkości ziaren od 2,6 do 67,4 mikrometra. Zaobserwowano, iż naprężenia wewnętrzne generowane przez anizotropię własności cieplnych Al2O3 są zależne od wielkości ziaren, zaś testy kontrolowanego rozwoju pęknięć wykazały, że współczynnik nachylenia a prostej KI=f(c) opisujący własności krzywych R badanej ceramiki, maleje z malejącą wielkością ziaren. Obserwowane zmiany skorelowano z ilością mostków ziarnowych na drodze propagującego pęknięcia i naprężeniami wewnętrznymi obecnymi w tworzywie korundowym. Dla oceny roli naprężeń wewnętrznych wprowadzanych do tworzywa korundowego z "drugą fazą", przygotowano kompozyty zawierające 10-30% wag. ziaren SiC mającego niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej lub ziaren ZrO2, mającego współczynnik alfa wyższy. Zaobserwowano negatywny wpływ obu dodatków na krzywe R kompozytów. Uzyskane wyniki odniesiono do pomiarów wielkości ziaren Al2O3, ilości mostków ziarnowych i naprężeń wewnętrznych.

EN

Alumina samples with average grain sizes ranging from 2,6 to 67,4 micrometre and alumina based composites containing 10 to 30wt% of second phase particles with lower (SiC) and higher thermal expansion coefficient (ZrO2 + 8 mol % Y2O3) were prepared. The effect of grain size and residual stresses on R-curve behaviour of ceramics was investigated by testing controlled crack growth during three point bending of single-edge-notched samples. The tests showed that R-curve behaviour of alumina ceramics strongly decreases with the decrease of Al2O3 grain size. Observed changes were related to the amount of bridging grains on the path of the propagating crack and residual stresses present in ceramics. The same tests done on composite samples showed that ZrO2 and SiC addition also strongly decrease the effect of R-curve in alumina matrix. This phenomenon was explained by analysis of Al2O3 grain size, amount of bridging grains and residual stresses in ceramics.

Słowa kluczowe

PL

wielkość ziarna; naprężenia wewnętrzne; krzywe R; kompozyt na osnowie tlenku glinu; kompozyt; pęknięcie

EN

grain size; residual stresses; R-curve; alumina based composites; composite; propagating crack

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2001
• Tom: R. XXII, nr 3
• Strony: 137--141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Tomaszewski H.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie

autor

Boniecki M.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie

autor

Węglarz H.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa

Bibliografia

• [1] Fett T., Munz D.: Subcritical Crack Growth of Macrocracks in Alumina with R-Curve Behaviour, Journal of American Ceramic Society, 75, 4, 958-963, 1992
• [2] He J., Clarke D. R.: Determination of the Piezospectroscopic Coefficients for Chromium-Doped Sapphire, Journal of American Ceramic Society, 78, 5, 1347-1353, 1995
• [3] Tomaszewski H., Boniecki M., Węglarz H.: Toughness-Curve Behaviour of Alumina-SiC and ZTA-SiC Composites, Journal of European Ceramic Society, 20, 8, 1215-1224, 2000
• [4] Bennison S. J., Lawn B. R.: Role of Interfacial Grain-Bridging Sliding Friction in the Crack-Resistance and Strength Properties of Nontransforming Ceramics, Acta Metallurgica, 37, 10, 2659-1671, 1989
• [5] Tomaszewski H., Boniecki M., Węglarz H.: Effect of Grain Size on R-curve Biehaviour of Alumina Ceramics, Journal of European Ceramic Society, 2000, w druku.