Στη διαδικασία της βιομηχανικής εφαρμογής ανθεκτικών υλικών, προκειμένου να παραταθεί η διάρκεια ζωής των ανθεκτικών υλικών και να αποφευχθεί η ζημιά κατά τη χρήση, η ικανότητά τους να αντέχουν στο θερμικό σοκ είναι η κύρια απόδοση που πρέπει να δώσουν προσοχή στους ανθρώπους. Το κεραμικό υλικό αλουμίνας έχει υποστεί βλάβη από σοβαρό θερμικό σοκ. Η ουσία είναι ότι το στρες θερμικής κλονισμού που προκαλείται από τις σοβαρές θερμικές εκμεταλλεύσεις ενεργεί στα μακροσκοπικά ελαττώματα και ρωγμές μέσα στο υλικό, προκαλώντας την επέκταση των ρωγμών και στη συνέχεια το υλικό να σπάσει. Για τα ανθεκτικά υλικά, οι τρέχουσες μεθόδους δοκιμών για σκληρότητα θραύσης περιλαμβάνουν μονομερή μέθοδο μεμβράνης και μέθοδο διάσπασης σφήνας. 1. Μέθοδος μονομερής δέσμης
Η μέθοδος μονής ακτίνας ακτίνων (μονής ακτινοβολίας, γνωστή και ως SENB μέθοδος) είναι το κεραμικό μπλοκ ζιρκονίας να ανοίξει μια μικρή τομή στη μέση ενός μακρού κυλινδρικού δείγματος με ορθογώνια διατομή ως προκαθορισμένη ρωγμή. Η αναλογία πρέπει να είναι μεταξύ 1/2,5 και 1/2 και το δείγμα φορτώνεται μέχρι το κάταγμα. Η εμφάνιση του δείγματος παρουσιάζεται στο σχήμα 1 και υπάρχουν ορισμένες απαιτήσεις για το μέγεθος: είναι πολύ δύσκολο να προκαταλαμβατικά μια ιδανική πρωτογενή ρωγμή στο ανθεκτικό δείγμα. Συνήθως, οι τεχνητές τομές με μια συγκεκριμένη ακτίνα είναι προκατασκευασμένες στο δείγμα για αντικατάσταση. Η τεχνητή τομή έχει ακτίνα καμπυλότητας πολύ μεγαλύτερη από εκείνη της φυσικής ρωγμής, η οποία θα προκαλέσει μείωση του βαθμού συγκέντρωσης στρες και η μετρούμενη τιμή σκληρότητας θα είναι μεγάλη και θα αυξηθεί με την αύξηση του πλάτους της τομής. Αυτό ονομάζεται "φαινόμενο παθητικοποίησης εγκοπής".
2. Διαχωρισμός σφήνας
Η μέθοδος διαίρεσης σφήνας κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και δημοσιεύθηκε από τον Tschegg το 1986. Έκτοτε, οι ερευνητές σε όλο τον κόσμο έχουν εφαρμόσει την πειραματική μέθοδο σε πολλούς τομείς όπως το σκυρόδεμα, το ξύλο και τα ανθεκτικά υλικά. Για το πείραμα μεθόδου διαίρεσης σφήνας, πρέπει να προετοιμαστεί ένα μπλοκ δοκιμής κύβου με μια επιφυλακτική ραφή. Το δείγμα δοκιμής και το εξάρτημα παρουσιάζονται στο σχήμα 1-4. Αφού το εξάρτημα συσφίγγεται στο μπλοκ δοκιμής κεραμικής ράβδου αλουμίνας, μια κατακόρυφη κατεύθυνση πίεσης, σφιγκτήρων και κυλίνδρων μετατρέπουν το κατακόρυφο φορτίο του σφηνοειδούς indenter στο μπλοκ δοκιμής σε ένα οριζόντιο φορτίο για να διατηρήσει το τεστ.
Η σχέση μεταξύ της δύναμης στην κατακόρυφη κατεύθυνση (PV) και της δύναμης στην οριζόντια κατεύθυνση (pH) του πειράματος διάσπασης σφήνας που φορτώνεται στο δείγμα έχει ως εξής:
Στη φόρμουλα, η PV-η δύναμη στην κατακόρυφη κατεύθυνση που φορτώνεται στον σφηνοειδές indenter, n;
PH-Η δύναμη της φλάντζας μετάδοσης δύναμης στην οριζόντια κατεύθυνση του δείγματος, n;
α-η γωνία της άκρης του σήμανσης σφήνα, °.
Σύμφωνα με τη σχέση μεταξύ του συλλεγμένου φορτίου και της μετατόπισης ανοίγματος διαχωρισμού, η ενέργεια κατάγματος και η ανθεκτικότητα του θραύσης του δείγματος μπορούν να υπολογιστούν όταν είναι χωρισμένο, έτσι ώστε να μπορεί να περιγραφεί η συμπεριφορά του δείγματος.
Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διαίρεσης σφήνας για τη μέτρηση της συμπεριφοράς του θραύσης του castable δείγματος, μπορεί να χυθεί απευθείας σε ένα συγκεκριμένο καλούπι και δεν απαιτείται πρόσθετη επεξεργασία μετά την απομάκρυνση και την πυροδότηση και η προετοιμασία είναι βολική. Η βλάβη του δείγματος δεν είναι εύκολο να συμβεί κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας δοκιμών. Δεδομένου ότι το φορτίο εφαρμόζεται στο δείγμα μέσω ενός γωνιακού σφήνα σε σχήμα σφήνας και εξάρτης, το οποίο μετατρέπει το κατακόρυφο φορτίο σε τάση εφελκυσμού στο δείγμα, η δοκιμή μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας ένα απλό κατακόρυφα φορτωμένο μηχάνημα δοκιμών. Επιπλέον, το οριζόντιο φορτίο που μετατρέπεται από το σφηνοειδές indenter είναι μεγαλύτερο από το κατακόρυφο φορτίο, έτσι ώστε το πραγματικό φορτίο στο δείγμα να μπορεί επίσης να μετρηθεί χρησιμοποιώντας μια μηχανή δοκιμών με χαμηλότερη πίεση, η οποία μειώνει τις απαιτήσεις απόδοσης της δοκιμής μηχανή. Η λειτουργία είναι απλή και η συσκευή είναι οικονομική.
Όταν η ενέργεια θραύσης του υλικού μετράται με τη μέθοδο διάσπασης σφήνας, η σταθερή διάδοση της ρωγμής στο δείγμα μπορεί να εγγυηθεί, οπότε η μέθοδος διάσπασης σφήνας είναι κατάλληλη για τον προσδιορισμό της ενέργειας θραύσης του ανθεκτικού υλικού. Harmuth et αϊ. του Πανεπιστημίου Leoben στην Αυστρία εφάρμοσε τη μέθοδο διάσπασης σφήνας στην ανίχνευση της ανθεκτικότητας κατάγματος των ανθεκτικών υλικών και ανέπτυξε πειραματικές μεθόδους λειτουργίας και επεξεργασίας δεδομένων μέσω διαφόρων πειραμάτων.
Πώς να δοκιμάσετε την ανθεκτικότητα των κεραμικών;
2023 07/03