Tahové vlastnosti keramických pěn s otevřenou pórovitostí

Tensile properties of open cell ceramic foams

článek v časopise - ostatní, Jost

en

Full understanding of response of highly porous (cellular) ceramic foams to different mechanical loadingconditions is important because of their potential use in industry, medical and other applications. A new technique for testing tensile strength of ceramic foam materials has been developed and first knowledge is described in the paper. Testing procedure consists of fixation of ceramic foam into aluminium pots by suitable adhesive. Alumina based ceramic foam material produced by Lanik (CZ) was used for the test methodology development. Samples were produced by polyurethane foam replication technique. Foams having 10 and 60 pores per linear inch (PPI) were tested. Basic fractographic analysis was carried out by scanning electron microscopy (SEM) to get corresponding figure about specimen behaviour during tensile loading. Influence of increasing PPI (decreasing cell size) on tensile strength of specimens was experimentally proven. With increasing PPI the tensile strength decreases. Slight dependence of tensile strength on sample size of examined material was observed in the range of the tested specimen dimensions. PDLLA-coated samples were alsoproduced and tested, exhibiting nearly 10 times higher tensile strength.

Porozumění mechanické odezvy vysoce porézních (buněčných) keramických pěn na rozdílné podmínky zatěžování je důležité kvůli jejich možnému v průmyslu, v medicíně a v jiných aplikacích. Byla vyvinuta nové technika pro zkoušení tahové pevnosti keramických pěn a první poznatky s jejím použitím jsou popsány v příspěvku. Zkušební procedura se skládá z upevnění keramické pěny do hliníkového kelímku pomocí vhodného ahesiva. Pro vývoj zkušební metody byly použity keramické pěny na bázi Al2O3od výrobce Lanik (CZ). Zkušební tělesa byly vyrobeny z polyuretanové pěny replikační technikou. Byly použity pěny s porozitou 10 a 60 pórů na palec čtvereční (PPI). Pro získání odpovídajících snímků o chovní těles během tahového zatěžování byly provedeny fraktografické analýzy s využitím rastrovacího elektronového mikroskopu. Vliv rostoucí PPI (snižující se velikosti buněk na tahové vlastnosti byl experimentálně prokázán. Se zvyšujícím se PPI dochází ke snižování tahové pevnosti. V rozmezí testovaných rozměrů těles zkoumaného materiálu byla pozorována slabá závislost tahové pevnosti na velikosti tělesa. Byly rovněž vyrobena a zkoušena tělesa s povlakem PDLLA, které vykazovala téměř desetkrát věští tahovou pevnost.

Full understanding of response of highly porous (cellular) ceramic foams to different mechanical loadingconditions is important because of their potential use in industry, medical and other applications. A new technique for testing tensile strength of ceramic foam materials has been developed and first knowledge is described in the paper. Testing procedure consists of fixation of ceramic foam into aluminium pots by suitable adhesive. Alumina based ceramic foam material produced by Lanik (CZ) was used for the test methodology development. Samples were produced by polyurethane foam replication technique. Foams having 10 and 60 pores per linear inch (PPI) were tested. Basic fractographic analysis was carried out by scanning electron microscopy (SEM) to get corresponding figure about specimen behaviour during tensile loading. Influence of increasing PPI (decreasing cell size) on tensile strength of specimens was experimentally proven. With increasing PPI the tensile strength decreases. Slight dependence of tensile strength on sample size of examined material was observed in the range of the tested specimen dimensions. PDLLA-coated samples were alsoproduced and tested, exhibiting nearly 10 times higher tensile strength.

tahová zkoušky, porézní materiály, keramika

tension test, cellular materials, ceramics

2013

23.03.2013

Hutnícka fakullta Technickej univerzity v Košiciach a SAV Košice

Košice

1338-1660

2013(3)

1

106–113

8