Эволюция разрушения поверхности керамики карбида бора
Рис. 5.18. Изображения локального разрушения поверхности вокруг отпечатка индентора керамики В4С с 10 мае. % нанодобавкой при нагрузке Р = 196,2 Н: а) непосредственно после индентирования; В работе также сообщается о продолжительных периодах, после которых проявляются изменения топографии в районе области индентирования в монокристаллах корунда. Примечание. Режим SPS-синтеза: Тсп.= 1950 °C… Читать ещё >
Эволюция разрушения поверхности керамики карбида бора (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Раскалывание твердого тела происходит по двум различным механизмам: во-первых, под действием касательных напряжений в результате процесса скольжения (раскол в результате скольжения) и, вовторых, при разрывных воздействиях (быстрый «хрупкий» излом). То, какой из процессов имеет место при механической обработке — скользящий раскол или хрупкий излом, зависит от природы напряженного состояния, а также от свойств материала и температуры. В теории измельчения главную роль играет хрупкий излом, связанный с присутствием трещин в твердом теле. Обычно распространение трещины происходит, когда запас внутренней упругой потенциальной энергии достаточен для того, чтобы скомпенсировать свободную поверхностную энергию образующихся поверхностей скола. Именно поэтому тенденция к хрупкому расколу твердых тел повышается с ростом интенсивности механического воздействия. Эта концентрация напряжений вызывает микропластическую деформацию на фронте трещины. Чем больше пластически деформированный объем, тем больше энергии требуется для того, чтобы начать и ускорить процесс раскалывания. Энергия, затраченная на раскол, может в 10−106 раз превышать свободную поверхностную энергию.
Характер разрушения поверхности вокруг отпечатка индентора при нагрузке Р = 196,2 Н образца В4С с 10 мае. % нанодобавкой непосредственно после индентирования представлен на рис. 5.18, а. На рис. 5.18, б представлена эта же картина разрушения через некоторое время (примерно 48 часов хранения образца под окуляром оптического микроскопа).
Рис. 5.18. Изображения локального разрушения поверхности вокруг отпечатка индентора керамики В4С с 10 мае. % нанодобавкой при нагрузке Р = 196,2 Н: а) непосредственно после индентирования;
б) через примерно 48 часов после индентирования
Примечание. Режим SPS-синтеза: Тсп.= 1950 °C, давление подпрессовки 85 МПа, t = 10 мин.
На сколотых, но не отделившихся от поверхности образца участках видны поры, дефекты, характерные для всей поверхности образца (рис. 5.18, а, левый нижний «лепесток»); после откола этот же «лепесток» представлен на рис. 5.18, б, дефектов, характерных для поверхности, не видно из-за того, что произошел откол указанного «лепестка». Видимо, правый нижний «лепесток» (на этих же рисунках) не претерпел изменений.
Как видно из сравнения рисунков, картина локального разрушения со временем, прошедшим после индентирования (в данном случае несколько часов), изменяется: вместо светлого (вспученного) участка разрушения появляется темный участок (такого же очертания, как светлый), что свидетельствует об окончательном отрыве светлого «лепестка» от поверхности образца.
В работе [84] также сообщается о продолжительных периодах, после которых проявляются изменения топографии в районе области индентирования в монокристаллах корунда.