4130651190

Materiałoznawstwo - Laboratorium

Materiałoznawstwo - Laboratorium

Tabela 1. Twardość, odporność na kruche pękanie i inne właściwości wybranych materiałów

Materiał	HV [GPa]	Re [GPa]	E [GPa]	K,c [MPa m^0-^5]	/„ Klim)' 0.5j	P* [N]
Diament^11	81	27	1000	5,3	15,2	0,02
SiC’^1	18-25	7,0	340- 450	3,0	7,2	0,13
Al-A^3*	14-18	5,0	360-90	3-5	4,0	1,00
Zr02^3'	10-12	3,0	160- 220	5,0	2,2	7,50
Szkło Na-Ca	5,8	1,9	70	0,6	9,7	0,01
WC-Co^2)	12-20	5,0	540- 610	7-28	1,1	170
Stal^2’	1,6-5,0	0,3-2,0	190- 210	50-210	0,014	0,1*10^ 3*10”
[aT"	0,1-0,8	0,06	124	100	0,008
	0,1-0,4	0,04	69	350	0,001	4*10^12
Żywica poliestrowa^21	0,2	0,05- 0,08	3,0-4,5	0,5	0,4	120
Żywica epoksydowa^2’	0,1-0,2	0,03- 0,10	3-5	0,6-1,0	0,2	810
PMMA	0,16	0,06- 0,11	3,4	0,9-1,4	0,1	6830

¹¹ Polikrystaliczna warstwa otrzymana metodą CVD.

^2> Zależnie od skiadu chemicznego i/lub obróbki cieplnej i mechanicznej. ³⁾ Zależnie od porowatości.

Te zależności są bardziej złożone w przypadku polimerów (tworzyw sztucznych), przy czym ograniczono się tu do przypadku wybranych polimerowych materiałów konstrukcyjnych, kruchych w temperaturze pokojowej, takich jak utwardzone żywice epoksydowe czy poliestrowe oraz polimetakrylan metylu (w skrócie pUMA). Mogłoby się zdawać, że o ich module i twardości decydują silne kowalencyjne wiązania pomiędzy atomami węgla, które tworzą główny łańcuch polimeru. Oznacza to, że taki polimer powinien mieć właściwości mechaniczne zbliżone do diamentu. Ale obok silnych wiązań w łańcuchach występują słabe, drugorzędowe wiązania pomiędzy łańcuchami, których obecność decyduje o stosunkowo wysokich odkształceniach pod działaniem naprężeń, a więc o niskiej twardości i module Younga (tab. 1) [1].

Jak stwierdzono wyżej, oszacowane wartości granicy plastyczności materiałów ceramicznych są znacznie wyższe w porównaniu z tymi dla metali. Jednakże w przeciwieństwie do metali, w trakcie rozciągania próbek ceramicznych w temperaturze otoczenia ceramika pęka, zanim osiągnie granicę plastyczności. Dlatego oszacowane wartości R_e dla polikryształów ceramicznych (tab. 7.1) mają jedynie znaczenie porównawcze. Dzieje się tak z uwagi na jej niską odporność na kruche pękanie (K/_c) i wysoką kruchość, której miarą jest współczynnik kruchości Ib, czyli wartość stosunku twardości do odporności na kruche pękanie (tab. 1)

(2)

I_b = HV/Ki_C