26 (42)

26

/. Podstawowe właściwości techniczne materiałów budowlanych

—    brak plastyczności, duża twardość, wysoka wytrzymałość na ściskanie (wiązania kowalencyjne między określonymi atomami są bardzo trwałe, co przeciwdziała dyslokacjom).

—    mała wytrzymałość na rozciąganie (ze względu na negatywne oddziaływanie mikropęknięć).

Właściwości mechaniczne materiałów ceramicznych wyraźnie różnią się od właściwości metali. Szczególnie wyróżniającą cechą metali jest ich zdolność do odkształceń plastycznych, nawet przy małych naprężeniach. W materiałach ceramicznych, ze względu na wiązania kowalencyjne i strukturę polikrystaliczną, dyslokacje są ograniczone, a jeśli zachodzą, to pod wpływem dużych naprężeń.

W odniesieniu do wielkości makroskopowych można wykazać, że dyslokacja w materiałach jest funkcją stosunku G/K, gdzie G jest modułem sprężystości postaciowej wyrażonym w Pa, AT zaś modułem sprężystości objętościowej w Pa. Dyslokację wyraża się wzorem

0.6)

G 3(1 -2v) K * 2(1 +2v)

gdzie v - współczynnik Poissona.

Dla metali v wynosi ok. 0,3 i G/K *= 0,37, podczas gdy dla ceramiki v = 0,1 i G/K — 1. Im stosunek G/K jest mniejszy, tym odkształcenie plastyczne materiału jest większe. Dlatego granica plastyczności, przy której mają miejsce dyslokacje, jest o wiele większa w przypadku materiałów ceramicznych niż metali i zbliża się do naprężeń rozrywających.

Tak więc materiały ceramiczne o wiązaniach kowalencyjnych, jak również jonowych są kruche zarówno w postaci pojedynczych kryształów, jak i w formie polikrystalicznej.

Oddzielnym problemem jest zachowanie się ceramiki i metali przy skokowych zmianach temperatury (udar cieplny). Metale ze względu głównie na strukturę regularną wykazują takie właściwości cieplne jak ciała izotropowe i nie są wrażliwe na udar cieplny, natomiast materiały ceramiczne krystalizują w innych układach krystalograficznych i stąd wykazują anizotropowość. a także często nie są odporne na udar cieplny.

Można to również uzasadnić na podstawie właściwości fizycznych.

Tak. więc odkształcenie cieplne:

— materiałów ceramicznych

0-7)

— metali

(1.8)