27 mei 2022

Online oplossing voor uw problemen

Expand search form

Wat is de breuktaaiheid van keramiek?

Keramische materialen met hoge sterkte worden alom gebruikt in veeleisende industriële toepassingen, vanwege hun unieke thermomechanische eigenschappen. Kenmerkend voor geavanceerde keramische materialen is dat ze strak gebonden granulaire structuren vertonen met extreem dichte microstructurele structuren. Dit zorgt voor variërende niveaus van materiaalsterkte en weerstand tegen chemische aantasting, afhankelijk van de specifieke chemische samenstelling van de keramiek.

Sialonen zijn unieke keramische materialen die bestaan uit vier samenstellende elementen, vaak naast sinteradditieven van zeldzame aardoxiden. Silicium (Si), aluminium (Al), zuurstof (O) en stikstof (N) zijn samengebonden in een van de drie verschillende kristallijne fasen en vertonen een breed scala van hoogwaardige thermomechanische eigenschappen. Zij concurreren rechtstreeks met alternatieve technische keramiek zoals aluminiumoxide (Al2O3) en zirkoniumoxide (ZrO2).

In deze blogbijdrage wordt ingegaan op de breuktaaiheid van keramische materialen.

Bijgewerkt: Dit artikel, oorspronkelijk gepubliceerd op 31/10/18, is bijgewerkt met specificaties voor ons nieuwste Zirconia-gebaseerde product Zircalon 30.

Breuktaaiheid - Keramische Materialen

Wat is breuktaaiheid?

Breuktaaiheid is een mechanische eigenschap van materialen die het vermogen beschrijft om breuk te weerstaan. In engineeringtermen wordt breuk gedefinieerd als een vorm van materiaalfalen waarbij een materiaal catastrofaal faalt onder spanning veroorzaakt door een impactkracht. Breuk wordt meestal geassocieerd met de verspreiding van reeds bestaande gebreken in het product, zoals scheuren, holten en lasfouten. Het is niet mogelijk te garanderen dat keramische materialen volledig vrij zijn van gebreken na verdichting van het groene lichaam of bewerking van de netto vorm. Daarom is het belangrijk de lineaire elastische breukmechanica van een materiaal te bepalen om te bepalen in hoeverre het bestand is tegen breuk.

Keramische materialen worden gekarakteriseerd met betrekking tot breuktaaiheid door het meten van de energie die nodig is voor een defect van bekende afmetingen om zich voort te planten en een scheur te worden. Inzicht in de elasticiteitsmodulus van het materiaal en de lengte van het defect is nodig om de zogenaamde spanningsintensiteitsfactor te meten.

  • Voor meer informatie over keramische materialen met hoge breuktaaiheid, lees ons artikel Vergelijking van de breuktaaiheid van Zirconiumkeramiek

Zodra deze parameters zijn verkregen, is het mogelijk om de breuktaaiheid van keramische materialen te bepalen, die wordt uitgedrukt in termen van kracht per eenheid van oppervlakte (MPa m ½ ).

Het belang van breuktaaiheid

Zoals gezegd, is breuktaaiheid belangrijk omdat het onmogelijk is te garanderen dat gebreken zijn geëlimineerd uit producten in bijna elke technische toepassing. Sialon keramische materialen worden geproduceerd door middel van drukloos sinteren, waarbij keramische poeders in een stikstofatmosfeer worden verdicht bij temperaturen van >1700°C (3092°F). Deze omstandigheden zijn uiterst veeleisend om te handhaven, en geavanceerde keramische materialen zijn vaak zeer gevoelig voor sinterparameters, wat kan resulteren in gebrekkige eindproducten indien de sinteromstandigheden niet goed worden gecontroleerd.

Toch vertonen sialons goede breuktaaiheidseigenschappen om een uitstekende weerstand tegen scheur- en holtevorming te garanderen. Syalon 101 is de sterkste sialon keramiek van International Syalons en heeft een breuktaaiheid van 7,7 MPa m ½ . Deze waarde wordt alleen overtroffen door onze Zircalon zirconia producten, die de volgende breuktaaiheid bezitten:

  • Zircalon 5: breuktaaiheid van 8,0 MPa m ½
  • Zircalon 10: breuktaaiheid van 10,0 MPa m ½
  • Zircalon 30: breuktaaiheid van 10,0 – 15,0 MPa m ½

Keramische materialen van International Syalons

International Syalons is een specialist in keramische materialen, gevestigd in Newcastle, Verenigd Koninkrijk. We zijn opgericht in de jaren 1970 na het uitvoeren van cutting-edge onderzoek naar de praktische ontwikkeling van sialon keramiek als een alternatief voor de gevestigde silicium nitride materialen.

Wellicht bent u ook geïnteresseerd in de volgende onderwerpen

Wat is de taaiheid van keramiek?

Taaiheid-zeer goed bestand tegen breken Typisch wordt keramiek gekenmerkt door hardheid, maar ook door een gebrek aan taaiheid. De taaiheid van een materiaal wordt gemeten aan de hand van de weerstand tegen breken. Onder de fijne keramiek (ook bekend als “geavanceerde keramiek”) bezit zirkoonoxide een relatief hoge taaiheid.

Bezitten keramische materialen een hoge breuktaaiheid?

Keramiek heeft een breuktaaiheid die ongeveer vijftig maal kleiner is dan die van metalen, ook al zijn de bindingskrachten groter. Keramiek is bijzonder gevoelig voor scheuren omdat het gewoonlijk vele inherente kleine gebreken of scheurtjes bevat. De treksterkte van een keramiek wordt bepaald door de lengte van de langste breuk.

Hoe wordt de breuktaaiheid van keramiek gemeten?

Twee testmethoden worden gebruikt voor het meten van de breuktaaiheidsparameter (stress-intensiteitsfactor) van keramische materialen: Buigproef en Indentatie Breukproef.

Wat wordt beschouwd als een hoge breuktaaiheid?

In de metallurgie verwijst breuktaaiheid naar een eigenschap die het vermogen beschrijft van een materiaal dat een scheur bevat om verdere breuk te weerstaan. Indien een materiaal een hoge breuktaaiheid heeft, is het meer vatbaar voor taaie breuk. Brosse breuk is kenmerkend voor materialen met minder breuktaaiheid.

Welke keramiek heeft de hoogste breuktaaiheid?

Syalon 101
Keramische materialen van International Syalons Syalon 101 van International Syalons staat bekend als de sterkste sialon-keramiek die verkrijgbaar is en heeft een breuktaaiheid van 7. 7 MPa m½.

Wat is de breuktaaiheid van aluminiumoxide?

Eigenschap Minimum Waarde (S. I. ) Maximum Waarde (Imp. )
Breuktaaiheid 3. 3 4. 55023
Hardheid 5500 3198. 08
Verliescoëfficiënt 1e-005 0. 0002
Modulus van Breuk 152 116. 03

Hoe bereken je breuktaaiheid?

Om de breuktaaiheid, KIc, te bepalen wordt de scheurlengte, a, gemeten, en wordt B berekend: Als zowel B als a kleiner zijn dan de breedte b van het proefstuk, dan is KQ = KIc. Zo niet, dan is een dikker proefstuk nodig, en KQ wordt gebruikt om de nieuwe dikte te bepalen.

Wat is brosse breuk in keramiek?

In keramiek wordt brosse breuk beheerst door de uitbreiding van kleine gebreken die verspreid zijn in het oppervlak van een materiaal of onderdeel en die zich gedragen als scheuren. Gebreken kunnen ontstaan tijdens het produktieproces, maar ook door behandeling en onderhoud.

Hoe breekt keramiek?

In keramiek wordt brosse breuk beheerst door de uitbreiding van kleine onvolkomenheden die verspreid zijn in het oppervlak van een materiaal of onderdeel en die zich gedragen als scheurtjes. Gebreken kunnen het gevolg zijn van het productieproces, maar ook van de behandeling en het onderhoud. Voorbeelden van kritische gebreken zijn te zien in figuur 1 en figuur 7.

Wat is de eenheid van taaiheid?

De taaiheidsmodulus wordt gemeten in eenheden van PSI of Pascals. Hij kan in een proef worden bepaald door het berekenen van het totale oppervlak onder de spanning-rek kromme tot aan het breukpunt van het proefstuk.

Wat is het verschil tussen KC en KIC?

Breuktaaiheid KC of KIC is een inherente eigenschap van een materiaal. Het verschil is dat KC de breuktaaiheid is onder vlakke spanningstoestand, die zou worden beïnvloed door de dikte van de plaat of het proefstuk. Deze waarde wordt KIC of vlakke rek breuktaaiheid genoemd.

Heeft keramiek een lage sterkte?

Keramiek heeft een druksterkte die ongeveer tien keer zo hoog is als de treksterkte. De treksterkte van keramiek en glas is laag omdat de aanwezige gebreken (inwendige of oppervlaktescheurtjes) als spanningsconcentrators fungeren. Als gevolg hiervan wordt keramiek gewoonlijk gebruikt in toepassingen waar de belasting drukkend is.

Is aluminiumoxide een keramiek?

Aluminiumoxide is het meest bekende fijnkeramische materiaal voor chemische en fysische stabiliteit. Thermische eigenschappen: Hoge hittebestendigheid en hoge thermische geleidbaarheid. Mechanische eigenschappen: Hoge sterkte en hoge hardheid.

Is aluminiumoxide een keramiek of metaal?

Aluminium Oxide
Alumina, ook bekend als aluminiumoxide, is een slijtvast geavanceerd technisch keramisch materiaal dat vaak wordt gebruikt in een grote verscheidenheid van industriële toepassingen. Het kenmerkt hoge hardheid en slijtageweerstand, lage erosieniveaus, weerstand tegen hoge temperaturen, corrosieweerstand, en bioinertness.

Wat zijn typische breuktaaiheidsbereiken van keramiek en metalen?

Materiaal Breuktaaiheid
Amalgaam 1. 3–1. 6
Keramisch 1. 2–3. 0
Composiet 1. 4–2. 3
Porselein 0. 9–1. 0

Vorig artikel

Waarmee verzegel je geverfde stenen?

Volgend artikel

Moet je een pizzasteen schoonmaken?

You might be interested in …

Kan Thanos Ger verslaan?

Oké, ik weet niet hoe snel Thanos is in de comics, omdat ik alleen de films heb gezien, maar ik ga er maar van uit dat hij onberekenbaar snel is dankzij het manipuleren van ruimte […]

Verlaat Shemar Moore Swat?

Link gekopieerd SWAT: CBS geeft teaser trailer vrij voor derde seizoen Wij gebruiken uw inschrijving om inhoud te leveren op manieren waarmee u hebt ingestemd en om ons begrip van u te verbeteren. Dit kan […]