氧化铝(氧化铝)陶瓷具有良好的特性广泛应用于工程应用。在《华尔街日报》最近发表的一篇文章陶瓷国际,研究人员执行strain-rate-dependent压缩和间接张力实验CeramTec Alotec 98%氧化铝陶瓷。结果显示,峰值强度高出10倍张力和压缩率敏感性大于张力。此外,主裂纹速度张力压缩的两倍。
研究:一个实验研究strain-rate-dependent氧化铝陶瓷的抗压和抗拉响应。图片来源:SEVENNINE_79 / Shutterstock.com
背景
氧化铝是一种脆性材料,发生断裂或爆炸荷载的影响。因此,研究氧化铝陶瓷的力学响应在不同机械负载下当前的研究重点。此外,材料的微观结构特征,包括气孔、晶粒尺寸,和杂质,据报道是受材料的特性。因此,著名的研究正在进行了解应变率对力学性能的影响。
许多报道是有先例的,专注于先进陶瓷的抗压反应。然而,有限的前身是在拉伸报告响应研究由于困难产生单轴拉伸。分离式霍普金森压杆(SHPB)的巴西圆盘和扁平的巴西圆盘(增)据报道,确定抗拉强度,尤其是对脆性材料。亚博网站下载研究脆性材料的抗拉和抗压响应在不同应变率是至关重要的。
关于这项研究
在目前的研究中,研究者调查了strain-rate-dependent力学性能和失败CeramTec Alotec 98%氧化铝陶瓷运用间接张力和单轴压缩方法。他们进行机械测试采用分离式霍普金森压杆(SHPB)和准静态应变率动态应变率,结合超高速摄影和数字图像相关(DIC)技术通过调查strain-rate-dependent失败的行为。
此外,扫描电子显微镜(SEM),能量色散x射线能谱(EDX)、电子背散射衍射,x射线显微镜是用来确定失败和微观结构特征。从实验结果,研究人员观察了超过10倍压缩的强度比紧张。
此外,压缩强度的应变率敏感性高于紧张,与交互和裂纹扩展。断裂表面的事后分析发现晶间断裂的外观出现在准静态加载和氧化铝的动态加载穿晶断裂,生成更多的微裂缝。
研究发现
EDS地图显示氧化铝的分布和元素组成,证实较亮的区域的元素的浓度就越高。EDS地图显示,氧气的存在(O)和铝(Al)分布在整个材料。同时,斑点的硅(Si)、钙(Ca),镁(Mg)和碳(C)是弱散射。
研究人员认为,如果,Ca、Mg来自生产过程和C将引起由于环境污染或在样品制备C粉末被禁锢在里面的碳涂层过程中深点。
氧化铝的平均晶粒尺寸计算是大约1.85±0.98µm,晶粒尺寸小于之前的。反极图(IPF)表明,材料的微观结构是由大量近圆形小颗粒随机分布在整个IPF地图区域,由少量的水平和与high-aspect-ratio大型谷物。
大柱状和小晶粒颗粒没有首选的晶体取向和大部分的边界的高迷失方向的角度。此外,IPF地图显示去地区取消建立索引的不规则形状对应区域或毛孔与杂质在EDS地图。本研究中的晶粒结构不同于之前报道的研究由于其高纵横比由于Ca, EDS的表示。
实验结果的抗压应力-应变曲线,团队意识到,在压缩实验中,应变曲线从所有苍老师密切相互重叠,18µs线性增加,这表明均匀分布和恒应变率SHPB实验中实现压缩。
结论
总之,目前的研究调查失败的力学行为和机制在CeramTec Alotec 98%氧化铝在间接张力和动态和准静态条件下的单轴压缩。的微观结构特性CeramTec Alotec 98%氧化铝是由使用多种技术与材料的强度有关。间接张力和单轴压缩实验通过DIC分析进行验证。
strain-time的重叠结构应力曲线和所有的感兴趣的领域(aoi)演示实验的有效性。材料在压亚博网站下载缩下,峰值强度高出10倍的张力。CeramTec Alotec 98%氧化铝的间接抗拉强度和单轴压缩显示应变速率敏感性的压缩比紧张。此外,没有观察到strain-rate-dependency或stress-state-dependency杨氏模量。
源
分钟,李Haoyang杰郑,杨烁,Zahra Zaiemyekeh,和詹姆斯·d·霍根。一个实验研究strain-rate-dependent氧化铝陶瓷的抗压和抗拉响应。国际陶瓷。https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884222021174?via%3Dihub
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