Обсуждение результатов. 
Сопротивление материалов. 
Твердость и трещиностойкость наноструктурных керамик

Разрушение в керамике начинается с образования области сдвиговых напряжений, образующихся на стадии процесса индентирования. При снятии нагрузки индентирования (сжимающей нагрузки) область сдвиговых напряжений трансформируется в область растягивающих напряжений, которые при достижении некоторой критической величины, называемой откольной прочностью материала, приводят к разрушениям по типу отрыва. Откольная прочность представляет собой функцию многих переменных, важнейшими из которых являются как напряженно-деформированное состояние среды, так и физические свойства — исходная микроструктура, определяемая технологическими режимами изготовления. Образование контуров сколов является результатом сложного взаимодействия возникающих при индентировании близко расположенных трещин: вертикальных (радиальных) и подповерхностных (ориентированных наклонно к оси индентора) [94, 95].

Появление сколов у отпечатков после снятия нагрузки через некоторое время можно связать с кинетическим характером процесса откольного разрушения: растягивающие напряжения действуют в течение некоторого времени, при котором развиваются и накапливаются микроповреждения в материале керамики.

Разрушение хрупких тел, как и в случае растяжения, начинается у наиболее растянутого (напряженного) места — у края отпечатка. Разрушение происходит при нагрузке, соответствующей разрывному усилию Р_х, а отвечающая ей твердость может быть названа истинным пределом прочности при контактном сжатии [1].

Экспериментальные результаты показали, что образование областей разрушения в исследованных керамиках напрямую связано с относительной их плотностью. Косвенным подтверждением этого являются наши результаты, показывающие, что на полированном образце карбида бора, полученного SPS-спеканием с относительной плотностью 86%, даже при индентировании пирамидой Виккерса нагрузкой Р = 294 Н обнаруживается только отпечаток пирамиды и нет описанных выше картин разрушения. «Поле напряжений перед распространяющейся трещиной может вызвать разрушение по новым поверхностям, которые, развиваясь, встречают надвигающийся фронт трещины вдоль приблизительно параболических линий» [94], наблюдающихся для линий отколов.

Появление сколов у отпечатков после снятия нагрузки через некоторое время можно связать с кинетическим характером процесса откольного разрушения: растягивающие напряжения действуют в течение некоторого времени, при котором развиваются и накапливаются микроповреждения в материале керамики. В работе [84] сообщается о продолжительных периодах, после которых проявляются изменения топографии в районе области индснтирования в монокристаллах корунда.

Полученные экспериментальные результаты можно связать с разными технологическими режимами, определяющими плотность получаемых образцов SPS-методом, и, по-видимому, определяющих процессы разрушения.

По представленным экспериментальным результатам можно заключить, что:

• 1) в области деформирования вокруг следа индентора в образцах керамики карбида бора В₄С, изготовленных из порошка с добавлением субмикронной добавки, экспериментально обнаружен факт образования областей откольного разрушения;
• 2) характер областей разрушения зависит от технологических режимов изготовления керамики, в частности, определяющих плотность спеченной керамики. Отколы появляются в образцах с относительной плотностью выше 86%;
• 3) установлен кинетический характер откольного разрушения, позволяющий рассматривать его как процесс развития и накопления микроповреждений, протекающий во времени;
• 4) наблюдения последействий при индентировании поверхностей керамик показали, что зона деформации не увеличивается, а изменения происходят в самой зоне, а именно: происходит откол вспученной при деформации поверхности;
• 5) практическая значимость результатов работы определяется возможностью их использования для прогнозирования разрушения керамических образцов после локального действия сосредоточенной нагрузки. Результаты работы могут быть учтены при практическом использовании керамических изделий, а именно учтено, что последействие сосредоточенной нагрузки захватывает только область деформации вокруг отпечатка индентора, не расширяя масштабы этой области, но в самой этой области могут происходить изменения в виде отколов деформированных областей материала.