W procesie przemysłowego zastosowania materiałów refrakcyjnych, w celu przedłużenia żywotności materiałów opornych i uniknięcia szkód podczas użytkowania, ich zdolność do wytrzymywania szoku termicznego jest podstawową wydajnością, na którą ludzie powinni zwrócić uwagę. Materiał ceramiczny tlenku glinu jest uszkodzony przez poważny szok termiczny. Istotą jest to, że naprężenie wstrząsu termicznego spowodowane poważnym szokiem termicznym działa na makroskopowe wady i pęknięcia wewnątrz materiału, powodując rozszerzenie pęknięć, a następnie zerwanie materiału. W przypadku materiałów opornych na obecne metody testowania wytrzymałości pęknięcia obejmują jednostronną metodę wiązki i metodę podziału klina. 1. Jednostronna metoda wiązki wyciętej
Metodę wiązki z pojedynczą krawędzi (belka z jednej krawędzi, znana również jako metoda Senb), jest blok ceramiczny cyrkonii otwarcie małego nacięcia pośrodku długiej cylindrycznej próbki z prostokątnym przekrojem jako wstępnie pęknięcia. Stosunek powinien wynosić od 1/2,5 do 1/2, a próbka jest ładowana do złamania. Pojawienie się próbki pokazano na rycinie 1 i istnieją pewne wymagania dotyczące rozmiaru: bardzo trudno jest prefabrykować idealne pękanie pierwotne na próbce opornej. Zwykle sztuczne nacięcia o określonym promieniu są prefabrykowane na próbce, aby zastąpić. Sztuczne nacięcie ma promień krzywizny znacznie większy niż w naturalnym pęknięciu, co spowoduje zmniejszenie stopnia stężenia naprężenia, a zmierzona wartość wytrzymałości pęknięcia będzie duża i wzrośnie wraz ze wzrostem szerokości nacięcia. Nazywa się to „efektem pasywacji wycięcia”.
2. Rozdzielenie klina
Metoda podziału klina została opatentowana i opublikowana przez Tschegg w 1986 roku. W eksperymencie metody podziału klina należy przygotować blok testowy z zarezerwowanym szwem. Próbka testowa i urządzenie pokazano na rycinie 1-4. Po zaciśnięciu urządzenia do bloku testowego z prętem glinu, pionowy kierunek ciśnienia, zacisków i wałków przekształcają pionowe obciążenie wgłębia w kształcie klina na bloku testowym w poziomy obciążenie, aby utrzymać element testowy.
Związek między siłą w kierunku pionowym (PV) a siłą w kierunku poziomym (pH) eksperymentu podziału klina załadowanego na próbkę jest następująca:
W formule PV-siła w kierunku pionowym załadowanym na wgłębie w kształcie klina, n;
PH-siła uszczelki transmisyjnej siły na poziomym kierunku próbki, n;
α-kąt końcówki wcięcia w kształcie klina, °.
Zgodnie z zależnością między zebranym obciążeniem a przemieszczeniem otwierania podziału, energię pękania i wytrzymałość pęknięcia próbki można obliczyć, gdy jest ona podzielona, aby można było opisać zachowanie pękania próbki.
Korzystając z metody podziału klina do pomiaru zachowania pęknięcia próbki odlewanej, można ją bezpośrednio odrzucić w określonej formie i nie jest wymagane dodatkowe przetwarzanie po demouldowaniu i strzelaniu, a przygotowanie jest wygodne. Uszkodzenie próbki nie jest łatwe podczas przetwarzania testowego. Ponieważ obciążenie jest nakładane na próbkę przez kątowy wgłębienie w kształcie klina i urządzenie, które przekształca obciążenie pionowe w naprężenie rozciągające na próbkę, test można przeprowadzić za pomocą prostej pionowo załadowanej maszyny do testowania. Ponadto obciążenie poziome przekształcone przez wgłębienie w kształcie klina jest większe niż obciążenie pionowe, dzięki czemu rzeczywiste obciążenie na próbkę można również zmierzyć za pomocą maszyny do testowania z niższym ciśnieniem, co zmniejsza wymagania dotyczące wydajności testowania maszyna. Operacja jest prosta, a urządzenie ekonomiczne.
Gdy energia pękania materiału jest mierzona metodą podziału klina, można zagwarantować stabilną propagację pęknięcia w próbce, więc metoda podziału klina jest odpowiednia do określenia energii pękania materiału opornego. Harmuth i in. Uniwersytetu Leoben w Austrii zastosował metodę podziału klina do wykrywania wytrzymałości pęknięć materiałów ogniotrwałego oraz opracował metody eksploatacji i przetwarzania danych poprzez różne eksperymenty.
Jak przetestować wytrzymałość na złamanie ceramiki?
2023 07/03