4. Mechanische Eigenschaften der Keramik Flashcards
Welche Maßnahmen müssen Sie ergreifen, um die Festigkeit eines Bauteils zu erhöhen?
Griffith-Gleichung:
- Bruchzähigkeit erhöhen
- Defektgrößen erniedrigen
Wie müssen Sie die Oberflächenkonturen von Bauteilen aus Keramik gestalten, die Querschnittsverjüngungen aufweisen sollen?
Für die Übergänge große Radien vorsehen, Kerbwirkung vermeiden! Formel für Spannung als Funktion des Kerbradius
Die Endbearbeitung von Keramikbauteilen erfolgt mittels Schleifen mit Diamantwerkzeugen. Wie müssen die Schleifriefen in Ihrem Bauteil relativ zur axialen Lasteinleitung verlaufen, um eine maximale Festigkeit zu garantieren (Zeichnung)?
Schleifrichtung parallel zur Zugspannung, sonst Kerbwirkung !
Was bringt eine Politur geschliffener Flächen für die Festigkeit, wenn sonst keine weiteren Gefügedefekte vorliegen? Abschätzung der Festigkeitssteigerung!
Oberflächenrauheit (Tiefe der Schleiffurchen) geht als ‘ac’ in die Griffith-Gleichung ein!
–> Die Festigkeit kann bis um den Faktor 10 gesteigert werden, wenn ordentlich poliert wird.
Erläutern Sie die Griffith-Gleichung in ihrer Bedeutung für die Herstellungstechnik.
Griffith-Gleichung:
• Bruchzähigkeit erhöhen
• Defektgrößen erniedrigen
–> Proof-Test am Ende der Herstellungskette
Was bedeutet der KIc-Faktor?
Kritischer Spannungsintensitätsfaktor:
- Bruchwiderstand
- Bruchzähigkeit
Ein Bauteil wurde mittels der Vickers-Prüfmethode auf Härte geprüft. Können Sie dieses Bauteil noch für mechanische Belastungen verwenden? Unterscheiden Sie Fälle, bei denen die Prüfung mit hoher Auflast gemacht worden (Makrohärte) ist und solche bei niedriger Auflast (Mikrohärteprüfung).
- Härteprüfung bedeutet Herstellung eines Eindrucks (= Fehler); bei Keramik ist dies ferner mit Rissbildung (Medianrisse, Lateralrisse) gekoppelt
- Härtetests sind generell schädlich für Festigkeit
Wie sieht ein Weibull-Diagramm für einen Werkstoff mit hohem KIc im Vergleich
zu einem Material mit niedrigem KIc aus (Zeichnung)?
Gerade verschiebt sich zu höheren Festigkeitswerten.
Die Steigungen beider Kurven sind gleich, wenn es keine besonders ausgeprägten Fehlerpopulationen gibt.
Ein Fabrikant will von Ihnen einen Kredit für eine große Investition zu einer Produktfertigung. In seinen Akten finden Sie ein Weibulldiagramm zu diesem Produkt. Worauf achten Sie und warum?
- Festigkeitsniveau
- Streuung der Werte (Geradensteigung)
