Comment tester la ténacité de fracture de la céramique?
2023-07-03
Dans le processus d'application industrielle des matériaux réfractaires, afin de prolonger la durée de vie des matériaux réfractaires et d'éviter les dommages lors de l'utilisation, leur capacité à résister aux chocs thermiques est la principale performance auxquelles les gens devraient prêter attention. Le matériau en céramique d'alumine est endommagé par un choc thermique sévère. L'essence est que la contrainte de choc thermique causée par le choc thermique sévère agit sur les défauts macroscopiques et les fissures à l'intérieur du matériau, provoquant la rupture des fissures, puis le matériau. Pour les matériaux réfractaires, les méthodes de test actuelle de ténacité à la rupture comprennent la méthode unilatérale du faisceau encoche et la méthode de fractionnement de coin. 1. Méthode de faisceau encoche unilatérale
La méthode du faisceau encoche à bord unique (faisceau en marte à bord unique, également connu sous le nom de méthode SENB) est le bloc de céramique en zircone ouvre une petite incision au milieu d'un long échantillon cylindrique avec une section transversale rectangulaire comme fissure prédéfinie. Le rapport doit être compris entre 1 / 2,5 et 1/2 et l'échantillon est chargé jusqu'à la fracture. L'apparition de l'échantillon est illustrée à la figure 1, et il existe certaines exigences pour la taille: il est très difficile de préfabriquer une fissure primaire idéale sur l'échantillon réfractaire. Habituellement, les incisions artificielles avec un certain rayon sont préfabriquées sur l'échantillon à remplacer. L'incision artificielle a un rayon de courbure beaucoup plus grand que celle de la fissure naturelle, ce qui entraînera une réduction du degré de concentration de contrainte, et la valeur de ténacité de fracture mesurée sera importante et augmentera avec l'augmentation de la largeur d'incision. C'est ce qu'on appelle «l'effet de passivation des encoches».
2. Fractionnement de coin
La méthode de division de coin a été brevetée et publiée par Tschegg en 1986. Depuis lors, les chercheurs du monde entier ont appliqué la méthode expérimentale à de nombreux domaines tels que le béton, le bois et les matériaux réfractaires. Pour l'expérience de la méthode de division de coin, un bloc d'essai de cube avec une couture réservée doit être préparé. L'échantillon et le luminaire de test sont illustrés à la figure 1-4. Une fois le luminaire serré sur le bloc d'essai de la barre en céramique d'alumine, une direction verticale de pression, des pinces et des rouleaux convertissent la charge verticale de l'intenseur en forme de coin sur le bloc d'essai en une charge horizontale pour maintenir la pièce d'essai séparée.
La relation entre la force dans la direction verticale (PV) et la force dans la direction horizontale (pH) de l'expérience de division de coin chargée sur l'échantillon est la suivante:
Dans la formule, PV - la force dans la direction verticale chargée sur l'intenseur en forme de coin, n;
Ph - La force du joint de transmission de force sur la direction horizontale de l'échantillon, n;
α - L'angle de la pointe de l'intenseur en forme de coin, °.
Selon la relation entre la charge collectée et le déplacement d'ouverture de fractionnement, l'énergie de fracture et la ténacité de fracture de l'échantillon peut être calculée lorsqu'elle est divisée, de sorte que le comportement de fracture de l'échantillon peut être décrit.
En utilisant la méthode de fractionnement de coin pour mesurer le comportement de fracture de l'échantillon coulable, il peut être jeté directement dans un moule spécifique, et aucun traitement supplémentaire n'est requis après démoulier et tir, et la préparation est pratique. Les dommages de l'échantillon ne sont pas faciles à se produire pendant le traitement des tests. Étant donné que la charge est appliquée sur l'échantillon à travers un insentiment et un luminaire en forme de coin, qui convertit la charge verticale en contrainte de traction sur l'échantillon, le test peut être effectué en utilisant une simple machine de test à charge verticale. De plus, la charge horizontale convertie par l'intenteur en forme de coin est supérieure à la charge verticale, de sorte que la charge réelle sur l'échantillon peut également être mesurée en utilisant une machine d'essai avec une pression inférieure, ce qui réduit les exigences de performance des tests machine. L'opération est simple et l'appareil est économique.
Lorsque l'énergie de fracture du matériau est mesurée par la méthode de fractionnement du coin, la propagation de fissure stable dans l'échantillon peut être garantie, de sorte que la méthode de fractionnement du coin convient à la détermination de l'énergie de fracture du matériau réfractaire. Harmuth et al. de l'Université de Leoben en Autriche a appliqué la méthode de division de coin à la détection de la ténacité à la fracture des matériaux réfractaires et a développé des méthodes d'opérabilité expérimentale et de traitement des données à travers diverses expériences.
Partager sur:
