CÂTEVA CONSIDERAŢII ASUPRA CARACTERISTICILOR MECANICE ALE UNOR

MATERIALE CASANTE

UNIVERSITATEA TEHNICA “GHEORGHE ASACHI” IASI FACULTATEA STIINTA SI INGINERIA MATERIALELOR

CATEDRA I.M.S.I

Consideratii generale

Ceramicele (a căror denumire provine din grecescul "keramikos"- "de argila") sunt materiale anorganice nemetalice, cu legaturi atomice si ionice, a căror structură complexă cristalină se obţine prin sinterizare.

Un material ceramic este un material solid, anorganic, obţinut sau utilizat la temperaturi ridicate. El poate conţine elemente metalice sau polimeri sub forma de componenţi de bază sau adaosuri.

Proprietăţile generale ale materialelor

ceramice

rezistenţă mecanică bună la temperaturi ridicate capacitatea de izolator electric perfect sau de

supraconductor duritate mare şi stabilă cu creşterea

temperaturii rezistenţă superioară la agenţi chimici greutate specifică mică prelucrabilitate facilă la cote şi forme finite,

fragilitate foarte ridicată rezistenţă mai mare la compresiune faţă de

întindere sau de forfecare rigiditate foarte mare tenacitate foarte mică a ceramicelor tradiţionale

şi ameliorată la ceramicele tehnice avansate duritate foarte ridicată.

Criterii de clasificare a ceramicelor

- compoziţia chimică (silicatică, oxidică, neoxidică);

- mărimea componenţilor structurali (grobă, fină);

- densitate (brută-poroasă, faianţă, teracotă, gresie, porţelan);

- culoare (diversă); - domeniul de utilizare

(ornamentală, pentru menaj; pentru construcţii, refractară, mecanoceramică, electroceramică, magentoceramică, bioceramică, etc.)

CARACTERISTICI MECANICE

Proprietăţile mecanice ale materialelor sunt definite printr-o serie de caracteristici, reprezentând modul de comportare a acestora în anumite condiţii de lucru si se exprimă calitativ printr-o serie de parametri.

Determinarea caracteristicilor mecanice se face în urma încercării materialelor pe maşini speciale de încercat, corespunzând scopului propus, urmărindu-se modul de comportare a acestora până la ruperea epruvetelor si înregistrand parametri caracteristici, analizându-se atat modul cât si aspectul ruperii.

La încercarea statică, la temperatură obisnuită, la compresiune (cea mai frecventă) a unor materiale fragile (casante) cum ar fi fonta, betonul, pietrele, sticla, ceramicele, polimericele, etc., se determină, de regulă, numai rezistenţa la rupere şi eventual, deformaţia specifică totală la rupere.

S-au studiat doua tipuri de materiale ceramice, cu ajutorul unor epruvete cilindrice având diametrul nominal d=10[mm] si lungimi diferite, adica epruvete de tip: scurte, mijlocii si lungi, având factori dimensionali (l/d), respectiv ,1,2,3,5 si 10.

Maşinile de încercări mecanice universale au fost:

"GALDABINI-Sun 5" cu forţa maximă care se poate aplica de 50[kN]≈5[tf];

VEB-Werkzeugmaschinen-Leipzig- 400[kN] ≈40[tf].

Epruvetele -cu diverşi factori dimensionali pregătite pentru încercat, la

compresiuni

Epruvetele cilindrice au fost fixate pe rând între platourile maşinii de încercat, urmărindu-se o cât mai bună centrare a acestora. Apoi, li s-au aplicat lent, continuu si progresiv sarcini de compresiune.

Aspect al câtorva epruvete rupte în urma încercării

OBSERVAŢII Şl CONCLUZII

Materialele ceramice se deformează foarte puţin sau aproape deloc înainte de a se rupe.

Se creează concentratori de tensiuni care se propagă cu repeziciune, ducând la ruperea bruscă a epruvetei, atunci când limita de curgere, σc şi rezistenţa de rupere, σr, practic, se confundă

La compresiune se înregistrează o deformare neuniformă pe înaltimea epruvetei, ceea ce îngreunează atât măsurarea rezistenţei la deformare cât si a deformabilităţii.

sunt de subliniat dificultăţile realizării încercării la compresiune a materialelor casante cu referire la ceramică şi necesitatea îmbunătăţirii modului de obtinere a parametrilor σr, ş.a. - care caracterizează comportarea acestora la solicitări mecanice, impunându-se utilizarea unor maşini de încercat mult performante.

Bibliografie

Bibliografie [1]. Atanasiu, C. ş.a. Încercarea materialelor (vol. I şi vol. II ). Editura

Tehnică, Bucureşti, 1982; [2] Florescu, A., Bejinariu, C., Moldoveanu, V.V. – Stiinta si ingineria

materialelor, Tehnologia Materialelor, Ed. Tehnopress [3]. Bazant, P.,Z. Compression Failure of Quasibrittle Material: Nonlocal

Microplane Model. Journal of Engineering Mechanics, Vol. 118, No 3/1992, pp. 540-556; [4].Dieter, E.,G. Metalurgia mecanică (traducere din limba engleză).

Editura Tehnică, Bucureşti, 1970; [5]. Pissarenko, G.,Yakovlev, A., Matveev, V. Aide-memoire de resistance

des materiaux. Editions Mir, Moscou, 1979; [6]. *** Hutte. Manualul inginerului. Fundamente (traducere din limba

germană). Editura Tehnică, Bucureşti, 1995.