Publication detail
Description of strengthening mechanism in layered ceramic composites
ŠTEGNEROVÁ, K. NÁHLÍK, L. HUTAŘ, P.
Czech title
Popis mechanismu zpevňování vrstevnatých keramických kompozitů
English title
Description of strengthening mechanism in layered ceramic composites
Type
journal article in Scopus
Language
en
Original abstract
The aim of this paper is to describe specific crack behaviour in the layered alumina-zirconia ceramic composite with strong interfaces and its strengthening mechanism. Different coefficients of thermal expansion of individual constituents of ceramic composite cause high residual stresses inside the layers during the sintering process. Compressive residual stresses can significantly influence the crack propagation through the laminate hereby improve the resistance of the material to the crack propagation. Estimation of crack behaviour in laminate was performed assuming the validity of linear elastic fracture mechanics using the criterion based on the strain energy density factor derived by Sih. This paper describes the strengthening mechanism in layered ceramic composites and prediction of their failure which contributes to better understanding of the fracture behaviour of the layered ceramic composites.
Czech abstract
Cílem toho příspěvku je popsat specifické chování trhliny ve vrstevnatých keramických kompozitních materiálech (laminátech) na bázi Al2O3-ZrO2 se silným materiálovým rozhraním. Vlivem rozdílných koeficientů teplotní roztažnosti použitých materiálů vznikají při výrobním procesu slinování keramického kompozitu v jednotlivých vrstvách silná zbytková napětí. Tlaková zbytková napětí mohou velmi výrazně ovlivňovat šíření trhliny tělesem a výrazně napomoci ke zlepšení odolnosti proto šířenít trhlin v kompozitu. Chování trhliny v laminátu bylo popsáno za předpokladu platnosti lineárně elastické lomové mechaniky pomocí kritéria odvozeného Sihem na základě faktoru hustoty deformační energie. Tento příspěvek popisuje proces zvyšování odolnosti keramického laminátu proti šíření trhlin a predikuje jejich poškození, což přispívá k lepšímu pochopení lomového chování těchto materiálů.
English abstract
The aim of this paper is to describe specific crack behaviour in the layered alumina-zirconia ceramic composite with strong interfaces and its strengthening mechanism. Different coefficients of thermal expansion of individual constituents of ceramic composite cause high residual stresses inside the layers during the sintering process. Compressive residual stresses can significantly influence the crack propagation through the laminate hereby improve the resistance of the material to the crack propagation. Estimation of crack behaviour in laminate was performed assuming the validity of linear elastic fracture mechanics using the criterion based on the strain energy density factor derived by Sih. This paper describes the strengthening mechanism in layered ceramic composites and prediction of their failure which contributes to better understanding of the fracture behaviour of the layered ceramic composites.
Keywords in Czech
Vrstevnaté keramické kompozity, zbytková napětí, šíření trhliny, faktor hustoty deformační energie
Keywords in English
Layered ceramic composites, residual stresses, crack propagation, strain energy density factor.
RIV year
2015
Released
21.07.2015
Publisher
Trans Tech Publications, Switzerland
ISSN
1013-9826
Volume
XIV
Number
665
Pages from–to
93–96
Pages count
4
BIBTEX
@article{BUT115362,
author="Kateřina {Štegnerová} and Luboš {Náhlík} and Pavel {Hutař},
title="Description of strengthening mechanism in layered ceramic composites",
year="2015",
volume="XIV",
number="665",
month="July",
pages="93--96",
publisher="Trans Tech Publications, Switzerland",
issn="1013-9826"
}