• Co to znaczy, że materiały ceramiczne są sprężysto-kruche?

Oznacza to, że jeżeli działamy na ceramikę siłą zewnętrzną najpierw udaje się ją rozciągnać (ale jak się zwolni siłę, to wróci do stanu pierwotnego), a jeżeli przyłożymy większą siłę, to nie odkształci się trwale, ale ulegnie zniszczenie materiału. Oznacza to, że ceramiki nie można obrabiać plastycznie.

• Dlaczego cermika nie nadaje się do kształtowania metodami obróbki plastycznej

Ceramika nie nadaje się do obróbki plastycznej, ponieważ występują w niej wiązania kowalencyjne i jonowe pomiędzy atomami, które prawie całkowicie blokują możliwość dyslokacji. Dyslokacja bezpośrednio wpływa na plastyczność materiału. Aby można go było obrabiać plastycznie, musi być możliwa dyslokacja.

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

Wynika to z wiązań jakie występują w obu materiałach. W ceramice dyslokacja nie występuje (prawie). Oznacza to, że w przy takiej samej sile zewnętrznej, metal może zacząć się odkształcać, kiedy ceramika już się zniszczy.

• Co to jest moduł Weibull'a? Naszkicuj przebieg prawdopodobieństwa przetrwania dla materiałów o module Weibull'a m1=x i m2=y. Wskaż odpowiednie wykresy na rysunku.

Moduł weibulla (cytat z ksiązki Kaczorowiskiego) ”informuje o tym, jak szybko zmienia się wytrzymałość, gdy naprężenie σ dąży do σ0... Im mniejsza jest wartość modułu Weibulla, tym większy jest rozrzut wytrzymałości materiału i tym mniejsze jest prawdopodobieństwo, ze wiele próbek przetrwa obciążenie.” Co do wykresu, to nie chce mi się rysować tego w paincie czy gdzieś… punkty charakterystyczne. Wszystkie linie zaczynają się w Ps(Vo)=1. Wszystkie linie spotykają się w punkcie o współrzędnych ( σ0,(1/e)). Ten z mniejszym modułem opada szybciej do punktu przecięcia, ale później zwalnia… Ten z większym długo trzyma się góry ale jak przekroczy punkt przecięcia, to leci na łeb na szyję. Dokładny rysunek jest w książce Kaczorowskiego na stronie251

• Dlaczego ceramika jest materiałem kruchym, a dlaczego twardym?

Jest krucha, ponieważ ma prawie zerowy moduł plastyczności… a jest twarda ponieważ ma bardzo silne wiązania kowalencyjne (nie gwarantuje… chętnie poznam opinie innych)

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

Ceramika jest predestynowana do pracy w warunkach ściskania, ponieważ jest odporna na ścieranie i jest bardzo twarda. Różnica pomiarów wynika z tego, że podczas zginania występują w ceramice zarówno siły ściskania jak i rozciągania (a na ściskanie ceramika jest bardzo odporna!), a w metodzie rozciągania występują tylko siły rozciągające ceramikę (a ta jest krucha, nie jest plastyczna więc pęka)

• Wymień trzy przykłady własności ceramiki należące równocześnie do jej zalet i wad. Wyjaśnij tę pozorną sprzecznośc.

(posłużę się tym, co ktoś już napisał tutaj jako odpowiedź) Wysoka temperatura topnienia
-nie można odlewać ceramiki, jest to zbyt kosztowne.
+produkty ceramiczne są odporne na wysokie temp.
Duża twardość
-problem z obróbką plastyczną
+odporność na scieranie itp.
mały współczynnik rozszerzalności cieplnej
- problem w przypadku łączenia z metalami. W wysokich temperaturach materiały mogą się rozwarstwiać
+przedmiot zachowuje w zasadzie taką samą objętość w każdej temperaturze, jest doskonały do przyrządów powierniczych, pracujących w różnych zakresach termicznych. 

• Jaką technologię kształtowania stosuje się w stosunku do materiałów ceramicznych? Jaka jest mikrostruktura ceramiki ukształtowanej za pomocą tej technologii?

Ceramikę kształtuje się za pomocą techniki spiekania proszków, w momencie kiedy jest tworzona, (później jej zmiana jest praktycznie niewykonalna) Co do mikrostruktury odsyłam do książki Kaczorowskiego na stronę 240

• Dane są dwa elementy z tej samej ceramiki…

Nie, ponieważ w większej próbce występuje większe prawdopodobieństwo wystąpienia defektu który doprowadzi do zniszczenia materiału.

• Od czego zależy wytrzymałość ceramiki

Wytrzymałość ceramiki zależy od mikrostruktury, stanu powierzchni, wielkości i kształtu próbki, stałości obciążenia, środowiska i temperatury oraz składu chemicznego

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

Niestety po raz kolejny odsyłam do książki… strona 31,,, dolny wykres… górny dla metali.

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

To znaczy ze ceramika moze przenosic naprezenia lecz po przekroczeniu granicy plastycznosci następuje zniszczenie materiału w przeciwności do metali i stopów które są sprezysto plastyczne i po przekroczeniu granicy plastycznosci odkształcają się jeszcze

to znaczy że charakteryzują sie dużą sprężystością i brakiem odkształceń plastycznych czyli po przekroczeniu granicy plastycznośći ulegają zniszczeniu

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

Ceramika nie nadaje się do kształtowania metodami obróbki plastycznej, ponieważ ma bardzo mały (prawie zerowy) współczynnik plastyczności. Niski współczynnik wynika z licznych defektów jakie występują w ceramice

ceramika ma porowatą powierzchnię i liczne nieciągłości w materiale a to skutkuje małą podatnością na kształtowanie plastyczne.

ceramika jest materiałem sprężysto kruchym, pomimo swojej twardości wynikającej z mocnych wiązań posiada wiele niedoskonałości i nieciągłości w swojej strukturze przez które kształtowanie plastyczne ceramiki staje sie nie możliwe

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

wg. Mieczysław Kaczorowski
O tym czy materiał jest mniej czy bardziej odporny na katastroficzne niszczenienp. przy chwilowym przeciążeniu konstrukcji decyduje zdolność do relaksacji koncentracji tj. spiętrzania naprężenia u wierzchołka pęknięcia. Wynika stąd, że materiały zdolne do odkształceń plastycznych np. miękkie metale , są bardziej odporne na kruche pękanie w przeciwieństwie do materiałów kruchych takich jak np. ceramika.Metale i ich stopy mają wiązania metaliczne, natomiast ceramika jonowe.

wg. Marek Blicharski
W materiałach takich jak ceramika nawet na czole pęknięcia, gdzie następuje koncentracja naprężeń, opory sieci sprawiają, że poślizg jest bardzo trudny. Właśnie zdolność do odkształceń na czole pęknięcia powoduje, że metale mają dużą udarność, gdyż w nich energia jest absorbowana w strefie plastycznej, przez co rozprzestrzenianie pęknięcia jest utrudnione. Pewna plastyczność na czole pęknięcia może również występować w materiałach ceramicznych, jednak jest ona bardzo ograniczona, przez co zaabsorbowana energia jest niewielka. W rezultacie odporność na kruche pękanie ceramiki jest niewielka.

4 Co to jest moduł Weibuira? Naszkicuj przebieg prawdopodobieństwa przetrwania dla materiałów o module Weibuira mi = x i m2 = y. Wskaż odpowiednie wykresy na rysunku

Jest to prawdopodobieństwo przetrwania liczby identycznych próbek o jednakowej objętości, które są poddawane naprężeniu.

5 Dlaczego ceramika jest materiałem twardym, a dlaczego kruchym?

Twarda jest dzięki wiązaniom jonowym i kowalencyjnym, ponieważ ich sieć krystaliczna stawia bardzo silny pór przemieszczającym się dyslokacjom.

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

Wiąże się to z dużą kruchością, która w większym wypadku uniemożliwia zamocowanie próbki w uchwycie maszyny wytrzymałościowej. Jeżeli nawet udało się zamocować występują wszelkie błędy zamocowania np. brak współosiowości. Dlatego określa się w próbie zginania. Jest większa, ponieważ uruchomienie ruchów dyslokacyjnych jest utrudnione przez wiązania atomowe oraz przez to, że wiązania w ceramice są zlokalizowane.

lepsze :

ponieważ przy zginaniu występują siły ściskania i rozciągania, a przy rozciąganiu tylko rozciąganie... a ceramika jest dosyć odporna na ściskanie ;]Ceramika jest predestynowana do pracy pod obciążaniami ponieważ jest w stanie przenieść kilkunastokrotnie większe obciążenia podczas ściskania niż rozciągnia.

druga cześć: w wypadku rociągania jednoosiowego obciążenie jest przenoszone przez cały przekrój próbki wiec wytrzymałość jest zdeterminowana przezn najwieksze mikropeknięcie. Kiedy próbka jest zginana jest ona rozciągana nierównomiernie, a dodatkowo jeszcze mogą dochodzić siły ściskające. najwiekszym napręzeniom podlegają zewnętrzne wartwu w ziawzku z tym rozpatrywana powierzchnia jest mniejsza czyli jest mniejsza szansa wystąpienia niedoskonałości

7 Wymień 3 przykłady własności ceramiki należących równocześnie do jej zalet i wad. Wyjaśnij tę pozorną sprzeczność.

Wysoka temperatura topnienia -nie można odlewać ceramiki, jest to zbyt kosztowne. +produkty ceramiczne są odporne na wysokie temp.

Duża twardość -problem z obróbką plastyczną +odporność na scieranie itp.

mały współczynnik rozszerzalności cieplnej - problem w przypadku łączenia z metalami. W wysokich temperaturach materiały mogą się rozwarstwiać +przedmiot zachowuje w zasadzie taką samą objętość w każdej temperaturze, jest doskonały do przyrządów pomierniczych, pracujących w różnych zakresach termicznych.

8. Jaką technologię kształtowania stosuje się w stosunku do materiałów ceramicznych? Jaka jest mikrostruktura ceramiki ukształtowanej za pomocą tej technologii?

Technologia spiekania proszku ceramicznego.

Mikrostruktura polikrystaliczna

9. Jaka energia sprzyja kształtowaniu ceramiki podczas spiekania proszku ceramicznego?

Energia powierzchniowa

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

Nie można, ponieważ w większym elemencie istnieje większe prawdopodobieństwo znalezienia pęknięcia o długości krytycznej.

Nie można tak założyć, gdyż wytrzymałość ceramiki zależy też od wielkości i ilościdefektów i mikropęknięć, których jest więcej w przypadkuwiększejpróbki.

nie, bo w mniejszej objetosci mamy mniejsza szanse na odnalezienie mikropekniecia

11. Od czego zależy wytrzymałość ceramiki?

Wytrzymałość ceramiki zależy od : - temperatury - środowiska - wielkości i kształtu próbki - stałościobciążenia - stanu powierzchni - grubości ziaren

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

---