Abstract
Disks of a commercial alumina were fabricated by slip casting, calcination and sintering. The surfaces were machined using SiC papers (120 and 320 grit) and characterized by residual stresses measurements. The mechanical strength was determined in biaxial flexure (ball on discontinuous ring). The specimens were subjected to thermal shock conditions (cooling using a high-velocity air jet) and the critical temperature differential for crack propagation was determined. The temperature and stress distributions during air impinging were calculated using a finite element method. The value of the heat transfer coefficient was estimated by fitting the calculated temperature profiles with those measured during each test. The calculated tension for the thermal shock fracture was compared with the mechanical strength, together with the fracture features in each case. The differences were explained on the basis of the calculated stress distributions.
Highlights
Los materiales cerámicos sometidos a cargas mecánicas o termomecánicas pueden fallar cuando se alcanza alguna condición crítica
Los patrones de grietas obtenidos tanto para los discos fracturados mecánicamente como para los sometidos a condiciones de choque térmico son consistentes con la distribución equibiaxial de tensiones en ambos tipos de configuración de carga
D.K.; Rosenfield, A.R.; McGuire, P.; Bansal, G.K.; Duckworth, W.H. Ceram.Bull., v
Summary
Los materiales cerámicos sometidos a cargas mecánicas o termomecánicas pueden fallar cuando se alcanza alguna condición crítica (criterio de fractura). Cuanto mayor sea la información acerca del comportamiento mecánico de un material, mayor será la comprensión de su respuesta ante condiciones más complejas como las que involucra el choque térmico. Es importante tener en cuenta que para interpretar el daño por choque térmico a la luz de la fractura en un ensayo mecánico, se requiere que ambas solicitaciones produzcan distribuciones de tensiones equivalentes. En este trabajo se analizan comparativamente los resultados de ensayos mecánicos y de choque térmico de un e-mail: agtomba @fi.mdp.edu.ar material de alúmina, utilizando valores de las tensiones de origen térmico obtenidos por cálculo numérico. Flexión biaxial y enfriamiento brusco con un jet de aire, se seleccionaron teniendo en cuenta que en ambas condiciones se genera un estado equibiaxial de tensiones sobre la superficie de la probeta. En el ensayo de choque térmico empleado las condiciones de contorno están bien establecidas permitiendo estimar valores del coeficiente de transferencia de calor superficial confiables, facilitando el cálculo de las tensiones generadas durante el ensayo
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