Mekaniska egenskaper hos keramer PDF 2025

Mekaniska egenskaper hos keramer Läsanvisningar: Mekaniska egenskaper hos keramer: kap. 7.10-7.12, 8.15-8.16 Uppgifter: 7.52, 7.53, 7.55, 7.57, 8.42  Att ta med sig från föreläsningen Hur ser en typisk spänning-töjningskurva ut för en keram? Varför ä...

Mekaniska egenskaper hos keramer Läsanvisningar: Mekaniska egenskaper hos keramer: kap. 7.10-7.12, 8.15-8.16 Uppgifter: 7.52, 7.53, 7.55, 7.57, 8.42  Att ta med sig från föreläsningen Hur ser en typisk spänning-töjningskurva ut för en keram? Varför är plastisk deformation svår för keramer? Vilka mekaniska tester använder man istället för dragprov för keramer? Vad är böjhållfastheten och hur beräknar man den? Hur är en kerams mekaniska egenskaper kopplade till porositet? Hur kan man räkna på det? 8  Spänning-töjningskurva - keramer Spröda material – brott föregås ej av plastisk deformation  Varför sprödbrott? Kristallina – Dislokationsrörelse svår! Amorfa – Visköst flöde svårt!  Dislokationsrörelse hos keramer Metaller (Cu, Al): Enklast för dislokationsrörelse + + + + + + + + oriktade bindningar + + + + + + + + tätpackade riktningar för + + + + + + + + glidning electron cloud ion cores Kovalent bundna keramer (Si, diamant): Rörelse mkt svårt riktad (vinklade) bindningar Joniskt bundna keramer (NaCl): Rörelse mkt svårt + - + - + - + måste undvika närmaste - + - + - + - granne med samma tecken + - + - + - 11 + (- och +)  Mekaniska tester på keramer Keramer känsliga för defekter → - Kompressionsstyrka / tryckhållfasthet - Böjhållfasthet – istället för dragprov (liknande resultat) - Brottseghet – materialets förmåga att motstå brott, då det har en spricka – senare FL då vi pratar om brottmekanismer! a) b) F F fixed platens specimen (in b) with specklee pattern)  Övningsuppgift Hur förändras l och d när en trycklast på -7kN läggs på provet? l0 = 1,2 m d0 = 20 mm 𝜗 = 0.22 13  Böj- istället för dragprov Dragprov & keramer: Provpreparering svårt Keramer testas i Grepp utan brott svårt Spröda material –> kräver böjprov istället perfekt linjering 3FL s= 2bd 2 FL s= p R3 Böjprov med eller utan jack: https://www.youtube.com/watch?v=0Zsx-hS1AuI  Mekaniska egenskaper kan variera stort för samma material Ex: kiselnitrid: σT=60-525 MPa, σC=520-5500 MPa 15 http://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=53  Effekt av porositet Defekter/porer påverkar både hållfasthet och styvhet! s fs = s 0 exp(-nP) E = E0 (1-1.9P + 0.9P ) 2  Övningsfråga E-modulen för zirkoniumdioxid för en provbit med en porositet på 5% är 250 GPa. Ni har nu tillverkat en ny provbit men det visar sig att porositeten har ökat till 15%. Beräkna E-modulen för den nya provbiten med en porositet på 15%. E = E0 (1-1.9P + 0.9P )2 17  Tentafråga Du testar en cylindrisk provbit av aluminiumoxid i ett trepunkts- böjtest. Tidigare studier har rapporterat en böjhållfasthet på 400 MPa. Din provbit har en radie på 3mm och avståndet mellan stöden är 40mm. a. Förväntar du dig att din provbit går sönder om du lägger på en belastning av 800 N? Motivera med beräkningar. (2p) b. Skulle du vara 100% säker på ditt svar i a)? Varför / varför inte? (1p) c. Förväntar du dig ett segt eller sprött brott i materialet? Motivera. (1.5p)