Kvantifikace zvyšování houževnatosti kompozitů typu sklená matrice/korundové destičky

0096543 - ÚFM 2008 RIV CZ cze K - Konferenční příspěvek (tuzemská konf.)
Kotoul, M. - Pokluda, J. - Šandera, P. - Dlouhý, Ivo - Chlup, Zdeněk - Boccaccini, A. R.
Kvantifikace zvyšování houževnatosti kompozitů typu sklená matrice/korundové destičky.
[Quantification of increasing fracture toughness of glass matrix reinforced by alumina platelets composite.]
Porušování a design materiálu. Sborník semináře Křehký lom 2007. Brno: Ústav fyziky materiálů AV ČR, 2007 - (Dlouhý, I.), s. 243-262. ISBN 978-80-254-0725-7.
[Porušování a design materiálu. Brno (CZ), 31.10.2007-01.11.2007]
Grant CEP: GA ČR(CZ) GA106/06/0724
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20410507
Klíčová slova: Composites * fracture toughness * toughening mechanisms
Kód oboru RIV: JL - Únava materiálu a lomová mechanika

Zhouževnaťující mechanismy probíhající na čele trhliny byly studovány na kompozitu s borosilikátovou matricí vyztuženou korundovými destičkami. Lomová houževnatost byla určena pomocí metody chevronového vrubu. Faktografická analýza byla využita k identifikaci zhouževnaťujících mechanismů u kompozitů s různým podílem výztuže. Parametry drsnosti povrchu byly sledovány s cílem najít relaci mezi vzniklým lomovým povrchem a lomovou houževnatostí. Teoretické výpočty lomové houževnatosti založené na modelu odklonu trhlin byly kombinovány s vlivem modulu pružnosti a byli v dobrém souladu s experimentálními výsledky. Použitý model byl dále rozšířen tak, aby zachycoval synergii odklonu trhliny se zbytkovým pnutím.

A borosilicate glass matrix composite containing alumina platelets was considered to investigate toughening mechanisms and crack tip behaviour in dispersion reinforced brittle matrix composites. Fracture toughness was determined applying the chevron notched specimen technique and fractographic analysis was employed to reveal the active toughening mechanisms with increasing content of reinforcement. A roughness-induced shielding effect has been quantified to prove the relation between fracture toughness and fracture surface roughness. Theoretical calculations of the fracture toughness enhancement based on a modified crack deflection model developed by Faber and Evans, combined with the influence of the increase in Young’s modulus, were found to be in good agreement with experimental data. The crack deflection model was further extended to capture a synergy between crack deflection and the contribution of residual stresses to toughening in the investigated composites.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0155887