CERAMIKA

1. Co to znaczy, że materiały ceramiczne są sprężysto kruche?

Charakteryzują się dużą sprężystością i brakiem zakresu odkształceń plastycznych (ulegają kruchemu zniszczeniu zaraz po przekroczeniu granicy plastyczności)

1. Dlaczego ceramika nie nadaje się do kształtowania metodami obróbki plastycznej?

Ceramika jest materiałem sprężysto-kruchym i podczas takiej obróbki uległaby zniszczeniu.

1. Dlaczego metale i ich stopy są bardziej odporne na pękanie kruche niż ceramika?

Ponieważ są to materiały sprężysto plastyczne a więc takie, które po przekroczeniu granicy sprężystości zaczynają odkształcać się plastycznie w dużym zakresie w przeciwieństwie do ceramiki, która uległa by zniszczeniu

1. Co to jest moduÅ‚ Weibull’a? Naszkicuj przebieg prawdopodobieÅ„stwa przetrwania dla materiałów o module Weibull’a m₁=x i m₂=y. Wskaż odpowiednie wykresy na rysunku

ModuÅ‚ Weibull’a informuje o tym, jak szybko zmniejsza siÄ™ wytrzymaÅ‚ość gdy naprężenie dąży do σ₀. Im mniejszy moduÅ‚ tym mniejsza szansa, że wiele próbek przetrwa obciążenie

1. Dlaczego ceramika jest materiałem twardym a dlaczego kruchym?

Ceramika jest materiałem twardym ponieważ sieć krystaliczna ceramiki stawia silny opór poruszającym się dyslokacjom. To również determinuje jej wysoką kruchość.

1. Dlaczego ceramika jest predestynowana do pracy w warunkach ściskania? Dlaczego wytrzymałość na rozciąganie wyznaczona metodą zginania jest ok 1,65 razy większa niż ta sama wielkość wyznaczona podczas rozciągania?

Ponieważ ceramika jest w stanie przenieść kilkunastokrotnie większe obciążenia podczas ściskania niż podczas rozciągania. W wypadku jednoosiowego rozciągania obciążenie jest przenoszone przez cały przekrój próbki, więc wytrzymałość jest determinowana przez największe mikropęknięcie. Kiedy próbka jest zginana, rozkład naprężenia jest niejednorodny na przekroju próbki. Największe naprężeniom podlegają zewnętrzne warstwy w związku z tym rozpatrywana objętość jest mniejsza czyli mniejsza jest szansa na wystąpienie w tym obszarze mikropęknięcia o długości krytycznej.

1. Wymień trzy przykłady własności ceramiki należących równocześnie do jej zalet i wad. Wyjaśnij tę pozorną sprzeczność

Wysoka temperatura topnienia ( Zaleta, bo ma dużą wytrzymałość na wysokie temperatury. Wada, bo odlewanie ceramiki jest przez to nieopłacalne)

Duża twardość (Zaleta, bo gwarantuje to odporność na ścieranie. Wada, bo prawie uniemożliwia obróbkę skrawaniem)

Duża sztywność (Zaleta, bo umożliwia przenoszenie obciążeń. Wada bo uniemożliwia kształtowanie plastyczne)

1. Jaką technologie kształtowania stosuję się dla materiałów ceramicznych? Jaka jest mikrostruktura ceramiki ukształtowanej za pomocą tej technologii?

Do kształtowania ceramiki używa się technologii spiekania proszków ceramicznych. Ceramika posiada budowę polikrystaliczną. Pojawiają się mikropęknięcia i pory.

1. Jaka energia sprzyja kształtowaniu ceramiki podczas spiekania proszku ceramicznego

Jest to energia powierzchniowa, którą jest siłą napędową procesu spiekania.

1. Dane są dwa elementy z tej samej ceramiki: jeden o przekroju A1, a drugi o przekroju A2=10 A1. Czy można założyć, że element o większym przekroju poprzecznym jest w stanie przenieść 10 razy większe obciążenie niż element o przekroju A1? Uzasadnij odpowiedź.

Nie ponieważ w mniejszej objętości jest znacznie mniejsza szansa na znalezienie mikropęknięcia o długości krytycznej, które znacząco zmniejsza wytrzymałość próbki.

1. Od czego zależy wytrzymałość ceramiki

Wytrzymałość ceramiki zależy od geometri i wymiarów elementu oraz rozrzutu wytrzymałości i czasu działania obciążenia

1. Narysuj wykres zachowania się ceramiki pod obciążeniem i zaznacz na nim wielkości charakterystyczne