Ahoj! Ako dodávateľ keramiky ZTA sa ma často pýtajú na rôzne technické aspekty našich výrobkov. Jedna otázka, ktorá sa objavuje pomerne dosť, je, ako merať Poissonov pomer keramiky ZTA. Preto som si povedal, že sa v dnešnom blogu podelím o pár postrehov na túto tému.
Po prvé, poďme rýchlo pochopiť, čo je Poissonov pomer. Zjednodušene povedané, je to miera toho, ako sa materiál deformuje, keď je natiahnutý alebo stlačený. Keď materiál ťaháte jedným smerom, zvyčajne sa v kolmých smeroch stenčuje. Poissonov pomer kvantifikuje tento vzťah medzi laterálnou deformáciou (zmena hrúbky) a axiálnou deformáciou (zmena dĺžky).
Prečo je meranie Poissonovho pomeru keramiky ZTA dôležité? Keramika ZTA alebo keramika z oxidu zirkoničitého tvrdeného oxidu hlinitého je známa svojimi vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami, ako je vysoká tvrdosť, odolnosť proti opotrebeniu a lomová húževnatosť. Vďaka týmto vlastnostiam je vhodný pre širokú škálu aplikácií, od rezných nástrojov až po zubné implantáty. Poznanie Poissonovho pomeru pomáha inžinierom a dizajnérom pochopiť, ako sa materiál bude správať pri rôznych zaťaženiach, čo je kľúčové pre zabezpečenie výkonu a spoľahlivosti produktov vyrobených z keramiky ZTA.
Existuje niekoľko rôznych metód na meranie Poissonovho pomeru keramiky ZTA a tu prejdem niektoré z bežných.
1. Metóda tenzometra
Toto je jedna z najjednoduchších a najpoužívanejších metód. Základnou myšlienkou je pripevnenie tenzometrov na povrch keramickej vzorky. Tenzometre sú malé zariadenia, ktoré dokážu merať zmenu dĺžky materiálu, keď je pod napätím.
Funguje to takto:
- Príprava vzorky: Najprv je potrebné pripraviť keramickú vzorku ZTA vo vhodnom tvare, zvyčajne obdĺžnikového hranola alebo valca. Uistite sa, že povrchy sú hladké a čisté, aby sa zabezpečila dobrá priľnavosť tenzometrov.
- Inštalácia tenzometra: Na vzorku pripevnite dva tenzometre – jeden v axiálnom smere (smer pôsobiaceho zaťaženia) a jeden v laterálnom smere (kolmo na pôsobiace zaťaženie). Na prilepenie tenzometrov na keramický povrch môžete použiť špeciálne lepidlo.
- Načítavanie vzorky: Pomocou testovacieho stroja postupne naneste na vzorku známu záťaž. Keď sa vzorka pod zaťažením deformuje, tenzometre budú merať zmeny dĺžky.
- Zber a výpočet údajov: Zaznamenajte hodnoty deformácie z axiálnych aj bočných tenzometrov. Potom vypočítajte Poissonov pomer pomocou vzorca:
[
\nu = - \frac{\epsilon_{lateral}}{\epsilon_{axiálny}}
]
kde (\nu) je Poissonov pomer, (\epsilon_{laterálna}) je bočná deformácia a (\epsilon_{axiálna}) je axiálna deformácia.
Jedna vec, ktorú treba mať pri tejto metóde na pamäti, je, že presnosť merania závisí od kvality tenzometrov a správnej inštalácie. Tiež keramická vzorka by mala byť homogénna, aby sa zabezpečili spoľahlivé výsledky.
2. Ultrazvuková metóda
Ultrazvuková metóda je nedeštruktívna testovacia technika, ktorú možno použiť aj na meranie Poissonovho pomeru. Je založená na skutočnosti, že rýchlosť ultrazvukových vĺn v materiáli súvisí s jeho elastickými vlastnosťami, vrátane Poissonovho pomeru.
Tu je postup:
- Príprava vzorky: Podobne ako pri tenzometrickej metóde pripravte keramickú vzorku ZTA s hladkými povrchmi.
- Nastavenie ultrazvukového prevodníka: Na vzorku umiestnite dva ultrazvukové prevodníky – jeden na generovanie ultrazvukových vĺn a druhý na ich príjem. Prevodníky sú zvyčajne spojené so vzorkou pomocou vhodného spojovacieho média, ako je gél alebo kvapalina.
- Meranie rýchlostí ultrazvukových vĺn: Vysielajte ultrazvukové vlny cez vzorku v rôznych smeroch (pozdĺžne a priečne). Zmerajte čas, ktorý vlny potrebujú na prechod cez vzorku, a vypočítajte rýchlosť vĺn.
- Výpočet Poissonovho pomeru: Použite namerané rýchlosti vĺn na výpočet Poissonovho pomeru. Vzťah medzi rýchlosťou vĺn a Poissonovým pomerom je daný nasledujúcimi rovnicami:
[
\nu=\frac{V_{l}^{2}-2V_{t}^{2}}{2(V_{l}^{2}-V_{t}^{2})}
]
kde (V_{l}) je rýchlosť pozdĺžnej vlny a (V_{t}) je rýchlosť priečnej vlny.
Výhodou ultrazvukovej metódy je, že je nedeštruktívna, takže vzorka môže byť znovu použitá. Na presné vykonanie meraní si však vyžaduje špecializované vybavenie a odborné znalosti.
3. Metóda digitálnej korelácie obrazu (DIC).
DIC je relatívne nová a pokročilá metóda na meranie deformácie a deformácie v materiáloch. Používa dvojicu kamier na zachytávanie snímok povrchu vzorky pred a počas deformácie.
Funguje to takto:
- Príprava vzorky: Pripravte vzorku keramiky ZTA a naneste na povrch náhodný vzor škvŕn. Tento vzor sa používa na sledovanie pohybu bodov na povrchu počas deformácie.
- Nastavenie fotoaparátu: Nastavte dve kamery na zobrazenie vzorky z rôznych uhlov. Kalibrujte kamery, aby ste zabezpečili presné meranie povrchových posunov.
- Načítanie vzorky a zachytenia obrazu: Aplikujte zaťaženie na vzorku a nasnímajte sériu obrázkov pri rôznych úrovniach zaťaženia. Softvér DIC analyzuje snímky, aby vypočítal posuny a deformácie na povrchu vzorky.
- Výpočet Poissonovho pomeru: Keď sa vypočítajú axiálne a bočné deformácie, Poissonov pomer možno určiť pomocou rovnakého vzorca ako v tenzometrickej metóde.
Metóda DIC ponúka meranie deformácie vo vysokom rozlíšení a v celom poli. Môže tiež poskytnúť podrobné informácie o deformačnom správaní materiálu. Je to však drahšie a vyžaduje si sofistikovaný softvér a vybavenie.
Ako dodávateľ keramiky ZTA chápeme dôležitosť presných materiálových vlastností pre našich zákazníkov. Preto zabezpečujeme, aby naše keramické výrobky ZTA boli dôkladne testované, vrátane merania Poissonovho pomeru, aby spĺňali najvyššie štandardy kvality.
Ak hľadáte kvalitné keramické výrobky ZTA, máme pre vás všetko. Ponúkame široký sortimentKeramické dlaždice ZTAa ďalšie keramické komponenty ZTA, ktoré sú vhodné pre rôzne aplikácie. Či už ich potrebujete pre priemyselné stroje, zdravotnícke zariadenia alebo akýkoľvek iný účel, môžeme vám poskytnúť správne riešenie.
Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa našich produktov, merania Poissonovho pomeru alebo čohokoľvek iného týkajúceho sa keramiky ZTA, neváhajte nás kontaktovať. Vždy sa radi porozprávame a preberieme vaše konkrétne potreby. Začnime rozhovor a uvidíme, ako môžeme spolupracovať, aby sme splnili vaše požiadavky!
Referencie
- Callister, WD a Rethwisch, DG (2018). Materiálová veda a inžinierstvo: Úvod. Wiley.
- Príručka nedeštruktívneho testovania, zväzok 7: Ultrazvukové testovanie. Americká spoločnosť pre nedeštruktívne testovanie.
- Sutton, MA, Orteu, J. - J., & Schreier, H. (2009). Korelácia obrazu pre meranie tvaru, pohybu a deformácie: základné pojmy, teória a aplikácie. Springer.