¿Cómo probar la resistencia a la fractura de la cerámica?
2023-07-03
En el proceso de aplicación industrial de materiales refractarios, para prolongar la vida útil de los materiales refractarios y evitar daños durante el uso, su capacidad para resistir el shock térmico es el rendimiento principal al que las personas deberían prestar atención. El material cerámico de alúmina está dañado por el choque térmico severo. La esencia es que la tensión de choque térmico causado por el choque térmico severo actúa sobre los defectos macroscópicos y las grietas dentro del material, lo que hace que las grietas se expandan y luego se rompa el material. Para los materiales refractarios, los métodos de prueba actuales para la dureza de la fractura incluyen un método unilateral de haz muescas y un método de división de cuña. 1. Método unilateral de haz muescas
El método de haz de borde único (haz de borde único, también conocido como método SENB) es para el bloque de cerámica de circonio abre una pequeña incisión en el medio de una muestra cilíndrica larga con una sección transversal rectangular como una grieta preestablecida. La relación debe estar entre 1/2.5 y 1/2 y la muestra se carga hasta la fractura. La apariencia de la muestra se muestra en la Figura 1, y hay ciertos requisitos para el tamaño: es muy difícil prefabricar una grieta primaria ideal en la muestra refractaria. Por lo general, las incisiones artificiales con cierto radio están prefabricadas en la muestra para reemplazar. La incisión artificial tiene un radio de curvatura mucho mayor que el de la grieta natural, lo que causará una reducción en el grado de concentración de estrés, y el valor de resistencia a la fractura medido será grande y aumentará con el aumento del ancho de la incisión. Esto se llama el "efecto de pasivación de muesca".
2. división de cuña
El método de división de cuña fue patentado y publicado por Tschegg en 1986. Desde entonces, los investigadores de todo el mundo han aplicado el método experimental a muchos campos, como el concreto, la madera y los materiales refractarios. Para el experimento del método de división de cuña, se debe preparar un bloque de prueba de cubos con una costura reservada. La muestra de prueba y el accesorio se muestran en la Figura 1-4. Después de sujetar el accesorio en el bloque de prueba de la barra de cerámica de alúmina, una dirección vertical de presión, las abrazaderas y los rodillos convierten la carga vertical del sangría en forma de cuña en el bloque de prueba en una carga horizontal para mantener la pieza de prueba separada.
La relación entre la fuerza en la dirección vertical (PV) y la fuerza en la dirección horizontal (pH) del experimento de división de cuña cargado en la muestra es la siguiente:
En la fórmula, PV: la fuerza en la dirección vertical cargada en el Greeder en forma de cuña, n;
PH-la fuerza de la junta de transmisión de la fuerza en la dirección horizontal de la muestra, n;
α-El ángulo de la punta del sangría en forma de cuña, °.
Según la relación entre la carga recolectada y el desplazamiento de la apertura de división, la energía de la fractura y la resistencia a la fractura de la muestra se pueden calcular cuando se divide, de modo que se pueda describir el comportamiento de fractura de la muestra.
Utilizando el método de división de cuña para medir el comportamiento de fractura de la muestra de fundible, se puede fundir directamente en un molde específico, y no se requiere un procesamiento adicional después del desmoldado y el disparo, y la preparación es conveniente. El daño de la muestra no es fácil de ocurrir durante el procesamiento de la prueba. Dado que la carga se aplica a la muestra a través de un hormigueo en forma de cuña en ángulo y accesorio, que convierte la carga vertical en tensión de tracción en la muestra, la prueba se puede llevar a cabo utilizando una máquina de prueba cargada vertical simple. Además, la carga horizontal convertida por el sangría en forma de cuña es mayor que la carga vertical, de modo que la carga real en la muestra también se puede medir utilizando una máquina de prueba con una presión más baja, lo que reduce los requisitos de rendimiento de las pruebas máquina. La operación es simple y el dispositivo es económico.
Cuando la energía de fractura del material se mide mediante el método de división de cuña, se puede garantizar la propagación estable de grietas en la muestra, por lo que el método de división de cuña es adecuado para la determinación de la energía de fractura del material refractario. Harmuth et al. de la Universidad de Leoben en Austria aplicó el método de división de cuña a la detección de la resistencia a la fractura de los materiales refractarios y desarrolló métodos experimentales de operación y procesamiento de datos a través de varios experimentos.
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