16593

Wstęp teoretyczny:

Materiały ceramiczne są to tworzywa polikrystaliczne, nieorganiczne i niemetaliczne, wytwarzane w wysokiej temperaturze. Charakteryzują się odmiennymi właściwościami mechanicznymi niż metale co znacząco wpływa choćby na proces projektowania i wykonywania konstrukcji. Podstawowymi zaletami ceramiki są duża twardość i związana z nią odporność na ścieranie, żaroodporność i żarowytrzymałość. Wszystkie te cechy charakteryzujące ceramikę spowodowane są rodzajem wiązań atomowych. Dzięki bardzo silnym wiązaniom kowalencyjnym lub jonowym, a najczęściej mieszanym (o różnym udziale jednych i drugich) uzyskujemy np. wysoką temperatura topnienia, duża sztywność i twardość lub odporność na agresywne środowisko. Wśród tych materiałów wyróżniamy ceramiki:

•    kowalencyjne - czyste pierwiastki (diament, grafit, krzem) albo związki dwóch niemetali, np. SiCh

•    jonowe związki chemiczne metali z niemetalami, np. AI2O, Zr02 czy MgO.

Podstawową wadą ceramiki jest to, że można uznać je za całkowicie kruche, tzn. zniszczenie materiału nie jest poprzedzone odkształceniem plastycznym co jest charakterystyczne dla większości metali. Kruchość jest jednym z najważniejszych mankamentów materiałów ceramicznych. Objawia się uszkodzeniem materiału albo jeszcze podczas jego wytwarzania albo już w czasie eksploatacji.

Wykazuje ona większą wytrzymałość na ściskanie niż na rozciąganie oraz większą sztywność w stosunku do metali.

Twardość

Twardość to bardzo ważna właściwość mechaniczna materiału ponieważ jest ona miarą jego wytrzymałości. To odporność na działanie sił zewnętrznych powodujących niszczenie i odkształcenie jego powierzchni, jest miarą odporności materiału przeciw lokalnym odkształceniom trwałym, powstałym na powierzchni badanego przedmiotu, wskutek wciskania w nią dnigiego twardszego ciała, zwanego wgłębnikiem .Pomiar twardości materiału jest szeroko rozpowszechniony w praktyce, co wynika z prostoty i szybkości wykonania. Większość ceramik odznacza się dużą twardością- większą w porównaniu do metali. Twardość jest również miarą plastyczności, ponieważ pomiar twardości wiąże się z odkształceniem trwałym w bezpośrednim otoczeniu wgłębnika, który zagłębia się w materiale pod wpływem przyłożonego obciążenia. Odkształcenie