Wie testet man die Frakturzähigkeit der Keramik?
2023-07-03
Bei der industriellen Anwendung von feuerfestem Material, um die Lebensdauer von feuerfesten Materialien zu verlängern und Schäden während des Gebrauchs zu vermeiden, ist ihre Fähigkeit, thermischen Schock zu widerstehen, die Hauptleistung, auf die Menschen achten sollten. Das Aluminiumoxid -Keramikmaterial wird durch einen schweren thermischen Schock beschädigt. Das Wesen ist, dass der durch den schweren thermischen Schock verursachte thermische Schockspannung auf die makroskopischen Defekte und Risse im Material wirkt, wodurch sich die Risse ausdehnen und dann das Material bricht. Für feuerfeste Materialien umfassen die aktuellen Testmethoden für die Frakturzähigkeit einseitig gekerbte Strahlmethoden und Keilspaltmethoden. 1. Einseitige gekerbte Strahlmethode
Die einzelnen Randgekleidungsstrahlmethode (Single Edge -gekerbter Strahl, auch als SENB -Methode bezeichnet) gilt Zirkonia -Keramikblock, die einen kleinen Einschnitt in der Mitte einer langen zylindrischen Probe mit einem rechteckigen Querschnitt als voreingestellter Riss öffnen. Das Verhältnis sollte zwischen 1/2,5 und 1/2 liegen und die Probe wird bis zur Fraktur geladen. Das Erscheinungsbild der Probe ist in Abbildung 1 dargestellt, und es gibt bestimmte Anforderungen für die Größe: Es ist sehr schwierig, einen idealen Primärriss für die feuerfeste Probe vorzubereiten. Normalerweise werden künstliche Einschnitte mit einem bestimmten Radius auf der zu ersetzenden Probe vorgefertigt. Der künstliche Inzision hat einen Krümmungsradius viel größer als der des natürlichen Risses, was zu einer Verringerung des Spannungskonzentrationsgrades führt, und der gemessene Bruchzählwert wird groß sein und mit zunehmender Inzisionsbreite zunehmen. Dies wird als "Notch -Passivierungseffekt" bezeichnet.
2. Keilspalten
Die Keilspaltmethode wurde 1986 von Tschegg patentiert und veröffentlicht. Seitdem haben Forscher auf der ganzen Welt die experimentelle Methode auf viele Bereiche wie Beton, Holz und feuerfeste Materialien angewendet. Für das Experiment der Keilspaltmethode muss ein Würfel -Testblock mit einer reservierten Naht vorbereitet werden. Die Testprobe und das Fixture sind in Abbildung 1-4 dargestellt. Nachdem das Gerät auf den Aluminiumoxid-Keramik-Stangen-Testblock geklemmt wurde, wandeln Klemmen und Walzen die vertikale Ladung des keilförmigen Eindringens am Testblock in eine horizontale Last um, um das Teststück auseinander zu halten.
Die Beziehung zwischen der Kraft in vertikaler Richtung (PV) und der Kraft in horizontaler Richtung (pH) des Keilspaltungsexperiments, das auf der Probe geladen ist, lautet wie folgt:
In der Formel PV-die Kraft in vertikaler Richtung, die auf dem keilförmigen Eindringling beladen ist, n;
PH-die Kraft der Kraftübertragungsdichtung in der horizontalen Richtung der Probe, n;
α-Der Winkel der keilförmigen Indenträgerspitze, °.
Nach der Beziehung zwischen der gesammelten Last und der Spaltöffnungsverschiebung kann die Frakturenergie und die Frakturzähigkeit der Probe berechnet werden, wenn sie gespalten ist, so dass das Frakturverhalten der Probe beschrieben werden kann.
Mit der Keilspaltmethode zur Messung des Frakturverhaltens der gussbaren Probe kann sie direkt in eine bestimmte Form gegossen werden, und nach dem Entbinden und Brennen ist keine zusätzliche Verarbeitung erforderlich, und die Zubereitung ist bequem. Die Beschädigung der Probe ist während der Testverarbeitung nicht einfach zu erfolgen. Da die Last durch einen abgewinkelten keilförmigen Eindringen und eine feste Einrichtung auf die Probe aufgetragen wird, die die vertikale Last in die Probe in Zugspannung umwandelt, kann der Test unter Verwendung einer einfachen vertikal beladenen Testmaschine durchgeführt werden. Darüber hinaus ist die durch den keilförmige Eindringung umgewandelte horizontale Belastung größer als die vertikale Last, so dass die tatsächliche Last der Probe auch unter Verwendung einer Testmaschine mit einem niedrigeren Druck gemessen werden kann, wodurch die Leistungsanforderungen des Tests verringert werden können Maschine. Der Betrieb ist einfach und das Gerät wirtschaftlich.
Wenn die Frakturenergie des Materials durch die Keilspaltmethode gemessen wird, kann die stabile Rissausbreitung in der Probe garantiert werden, so Harmuth et al. von der Leoben University in Österreich wandte die Keilspaltmethode zur Erkennung von Frakturzähigkeit von refraktären Materialien an und entwickelte durch verschiedene Experimente experimentelle Betriebsfähigkeit und Datenverarbeitungsmethoden.
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