WMI-WIMIR-L-WIMiR_karta-pracy.doc

KARTA PRACY ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO

Wykonanie ćwiczenia:

W czasie ćwiczenia badane są porównawczo różne właściwości spieków z tlenku glinu oraz kompozytu zawierającego 10% obj. wtrąceń tlenku cyrkonu w osnowie z tlenku glinu

1. Pierwszym zadaniem jest oznaczenie wytrzymałości na zginanie wykorzystując metodę „piston-on-three-ball test”, która polega na pomiarze siły potrzebnej do zniszczenia cienkiego dysku z badanego materiału, spoczywającego na trzech kulach, za pomocą cienkiego wgłębnika.

W czasie wykonywania ćwiczenia należy zmierzyć grubości (b) i promienie próbek (r), oraz siłę maksymalną (F) w teście zginania.

rAl2O3               = 9,62 [mm]              b Al2O3              = …..….[mm]              FAl2O3 = ………[N]              sAl2O3 = ……………

rKomp               = 9,62 [mm]              bKomp               = …...…[mm]              FKomp = ………[N]              sKomp = ……………

Obliczenia wytrzymałości należy dokonać stosując wzór:

s = -0,2387F(X-Y)/b2 [MPa]

gdzie X=(1+n)ln(r2/r)2+[(1-n)/2](r2/r)2              Y=(1+n)[1+ln(r1/r)2]+(1-n)(r1;/r)2

r1 = 5 mm              r2 = 0,62 mm              r = 9,62 mm              b = grubość próbki;               v - liczba Poissona = 0,25

X = -9,39894              Y = -1,987915              X-Y = 7,411025

2. Drugim zadaniem jest wyznaczenie twardości (H) i odporności na kruche pękanie (KIc) wykorzystując metodę wgłębnikową Vickersa:

W czasie wykonywania ćwiczenia należy wykonać odcisk za pomocą twardościomierza wg wskazówek prowadzącego ćwiczenia, a następnie zmierzyć obie przekątne odcisku Vickersa (2a1 i 2a2) i odpowiadające im długości pęknięć w narożach (l11  l12  l21 l22), oraz obciążenie wgłębnika (F).

Twardość:               H=1,8544·F/(2a)2

FAl2O3 = ………[N] 2a1 Al2O3 = …..….[mm] 2a2 Al2O3 = …..….[mm]

H1 Al2O3= ……….. [GPa]  H2 Al2O3= ……….. [GPa]

H Al2O3 =( H1 Al2O3+ H1 Al2O3)/2 =  …………… [GPa]

FKomp = ………[N] 2a1 Komp = …..….[mm] 2a2 Komp = …..….[mm]

H1 Komp= ……….. [GPa]  H2 Komp= ……….. [GPa]

                                                                      H Komp =( H1 Komp+ H1 Komp)/2 =  …………… [GPa]

Odporność na kruche pękanie:              KIc = 0,018·H0,6·E0,4·a·l-0,5

H – twardość Vickersa wyznaczona w poprzedniej części ćwiczenia,

E – moduł Younga = 380 GPa,

a – połowy przekątnej odcisku, l – długości pęknięć

dla tlenku glinu:

2a1 Al2O3 = …..….[mm] l11 Al2O3 = …..….[mm] l12 Al2O3 = …..….[mm]

l1 = (l11 Al2O3+ l12 Al2O3)/2                            KIc1al2O3 =...