Szczegóły publikacji
Opis bibliograficzny
Wpływ kształtu wtrąceń na naprężenia cieplne w kompozycie regularny $ZrO_{2}-Al_{2}O_{3}$ — Influence of the inclusion shape on thermal stresses in a cubic $ZrO_{2}-Al_{2}O_{3}$ composite / Mirosław M. BUĆKO, Waldemar PYDA, Grzegorz GRABOWSKI, Zbigniew PĘDZICH // Kompozyty = Composites ; ISSN 1641-8611. — 2006 — R. 6 nr 3, s. 59–64. — Bibliogr. s. 64
Autorzy (4)
Słowa kluczowe
Dane bibliometryczne
| ID BaDAP | 29080 |
|---|---|
| Data dodania do BaDAP | 2006-09-29 |
| Tekst źródłowy | URL |
| Rok publikacji | 2006 |
| Typ publikacji | artykuł w czasopiśmie |
| Otwarty dostęp |  |
| Creative Commons | |
| Czasopismo/seria | Kompozyty |
Streszczenie
Posługując się kryterium kształtu, dokonano klasyfikacji wtrąceń w kompozytach regularny ZrO2-Al2O3 na wypukłe i o zmiennej krzywiźnie zarówno dodatniej, jak i ujemnej (rys. 1). Wskazano prawdopodobne mechanizmy odpowiedzialne za powstawanie wtrąceń o sklasyfikowanym kształcie, m.in. związany z kształtem cząstek wyjściowego proszku Al2O3 (rys. 2). Do oceny wpływu kształtu wtrąceń na rozwój pęknięcia określono stan naprężeń cieplnych wywołanych niedopasowaniem współczynników rozszerzalności cieplnej osnowy cyrkoniowej i wtrącenia korundu, stosując metodę elementów skończonych (MES). Analizę stanu naprężeń prowadzono dla układu izolowane wtrącenie Al2O3 - osnowa regularnego ZrO2 (rys. 3). Stwierdzono, że wartość naprężenia rozciągającego w osnowie i naprężenia ściskającego we wtrąceniu zależy od krzywizny granicy międzyfazowej (rys. rys. 4 i 5). Krzywizny dodatnie (granice wypukłe) prowadzą do zwiększenia naprężeń rozciągających w osnowie, krzywizny ujemne (granice wklęsłe) prowadzą natomiast do zmniejszenia naprężeń ściskających we wtrąceniu w obszarach przewężeń. Stwierdzono zależność pomiędzy kierunkiem propagacji pęknięcia (rys. 6) a wartością naprężeń ściskających we wtrąceniu. Uwzględniono wpływ kształtu wtrąceń korundu na odporność na pękanie kompozytów regularny ZrO2-Al2O3.
Abstract
Classification of inclusions for cubic zirconia-alumina composites was made using the shape criterion (Fig. 1). Two classes were selected: (i) convex inclusions, (ii) inclusions with variable positive or negative curvature. Mechanisms responsible for the inclusion formation with the classified shape were indicated. Among other things it was the mechanism related to the particle shape of initial alumina powder (Fig. 2). Influence of the inclusion shape on crack propagation was assessed by determination of thermal stress distribution caused by thermal expansion coefficient mismatch between zirconia matrix and alumina mclusion. The finite element method was used. The stress distribution in the system isolated inclusion - cubic zirconia matrix was analysed (Fig. 3). It was found that the value of tensile stress in the matrix as well as of compressive stress in the inclusion were affected by an interface curvature (Figs. 4 and 5). The positive curvatures (convex interfaces) led to an increase of the tensile stress in the matrix whereas the negative curvatures (concave interfaces) led to a decrease of the compressive stress in the inclusion. The relationship between crack propagation (Fig. 6) and the decrease of the compressive stress in the inclusion was stated. Influence of the alumina inclusion shape on fracture toughness of the cubic zirconia–alumina composites was considered.
