Aluminiumoksid skiller seg ut blant polymerer og metaller p\u00e5 grunn av sine enest\u00e5ende mekaniske egenskaper, som inkluderer overlegen trykkfasthet, elastisitetsmodul og korrosjons- og slitestyrke.<\/p>\n
Ghazanfari et al. utviklet en ny additiv produksjonsteknikk, Ceramic On-Demand Extrusion (CODE), for \u00e5 skrive ut aluminiumoksidkomponenter med tiln\u00e6rmet teoretisk tetthet. De brukte en slurry best\u00e5ende av 50 vol% fast aluminapulver blandet med avionisert vann og 0,4 vektprosent karragenaner som trykkmedium.<\/p>\n
Youngs modul er en mekanisk egenskap som sier noe om hvor robuste materialer vil deformeres under bestemte krefter. Denne verdien m\u00e5ler hvor mye en metallstang strekker seg i lengderetningen n\u00e5r den utsettes for strekkspenning, og hvor raskt den krymper tilbake n\u00e5r den frigj\u00f8res fra strekk; forholdet mellom strekk og t\u00f8yning representerer spenningsforholdet.<\/p>\n
Youngs modul kan beregnes med denne formelen:<\/p>\n
Youngs modul m\u00e5ler materialers duktilitet. Et materiale med en h\u00f8y Young-modul har vanligvis utmerket duktilitet, og kan strekkes, b\u00f8yes og vris uten \u00e5 g\u00e5 i stykker; i tillegg kan det g\u00e5 tilbake til sin opprinnelige form etter \u00e5 ha blitt forvrengt av belastning. Ingeni\u00f8rer og andre fagfolk bruker ofte Youngs modul n\u00e5r de pr\u00f8ver \u00e5 avgj\u00f8re om et materiale vil deformeres under trykk f\u00f8r det eventuelt g\u00e5r i stykker.<\/p>\n
Youngs modul brukes til \u00e5 evaluere kvaliteten og egnetheten til materialer for bruksomr\u00e5der innen romfart, bilindustri og medisinsk utstyr. I tillegg kan dette m\u00e5let ogs\u00e5 brukes i materialutvikling. Youngs modul m\u00e5 imidlertid ikke forveksles med stivhet, hardhet og seighet, ettersom hvert begrep har ulike form\u00e5l og egenskaper.<\/p>\n
Materialets stivhet defineres av dets evne til \u00e5 motst\u00e5 skj\u00e6rkrefter, seighet m\u00e5ler dets motstand mot gjennomtrengning eller slag, mens hardhet viser til hvor godt det t\u00e5ler store p\u00e5kjenninger f\u00f8r det svikter.<\/p>\n
Youngs modul beregnes vanligvis ut fra statiske strekktester som utf\u00f8res ved bestemte t\u00f8yningshastigheter, men den kan ogs\u00e5 beregnes ved hjelp av andre teknikker, for eksempel nanoindentasjon.<\/p>\n
Verdiene for Youngs modul avhenger av flere faktorer, for eksempel pr\u00f8vesammensetning og testmetode. For eksempel har leirepr\u00f8ver ofte lavere Young-modul enn st\u00e5lstenger, siden \u00e9n del kan deformeres mer enn en annen, mens en hel st\u00e5lstang derimot opplever samme deformasjon i hele sin lengde.<\/p>\n
Selv om navnet kan antyde noe annet, er Poissons forholdstall en integrert fysisk egenskap ved materialer. Ikke bare beskriver det den elastiske deformasjonen av et materiale, men det kan ogs\u00e5 gi innsikt i materialers stivhet, styrke og duktilitet. H\u00f8yere Poisson-forholdsverdier indikerer stive og sterke materialer, mens lavere verdier indikerer mer fleksible eller duktile materialer.<\/p>\n
Poissons forholdstall m\u00e5ler den tverrg\u00e5ende t\u00f8yningen (ex) i forhold til den langsg\u00e5ende t\u00f8yningen (ey), noe som gir et m\u00e5l p\u00e5 hvor mye materialet krymper vinkelrett under belastning.<\/p>\n
Denne formelen er enkel og involverer ingen omregningsfaktorer, siden Poissons forhold er en dimensjonsl\u00f8s egenskap og derfor ikke trenger omregningsfaktorer, slik Youngs modul gj\u00f8r.<\/p>\n
De fleste materialer har et positivt Poisson-tall. St\u00e5l har et positivt Poisson-tall p\u00e5 ca. 0,3, noe som betyr at det trekker seg sammen med denne faktoren vinkelrett p\u00e5 strekkrefter; til sammenligning har kork et Poisson-tall n\u00e6r null, noe som betyr at det ikke trekker seg sammen under belastning.<\/p>\n
Noen materialer kan imidlertid ha negativt Poisson-forhold. Disse materialene kalles auxetiske materialer, og de gir unike mekaniske fordeler ved at de utvider seg i retningen vinkelrett p\u00e5 belastningen, i motsetning til de fleste materialer som trekker seg sammen i denne retningen. Auxetiske materialer kan brukes i biomedisinske anvendelser samt i milit\u00e6r- og romfartsteknologi.<\/p>\n
Poissons forholdstall kan endres betraktelig i n\u00e6rheten av en fasetransformasjon, og det er derfor avgj\u00f8rende at vi f\u00e5r en forst\u00e5else av slike fenomener. Ved en slik faseendring endres bulk- og skj\u00e6remodulene betraktelig, og dette har en betydelig innvirkning p\u00e5 Poissons forholdstall - for \u00e5 f\u00e5 mer informasjon, bes\u00f8k siden v\u00e5r om fasetransformasjoner, der du vil f\u00e5 st\u00f8rre innsikt i \u00e5rsakene til dem.<\/p>\n
Skj\u00e6rmodulen eller stivhetsmodulen m\u00e5ler materialers stivhet ved \u00e5 m\u00e5le forholdet mellom skj\u00e6rspenning og t\u00f8yning. Denne egenskapen gj\u00f8r det mulig \u00e5 vurdere hvor motstandsdyktig et materiale vil v\u00e6re mot skj\u00e6rdeformasjon.<\/p>\n
Skj\u00e6rspenning oppst\u00e5r n\u00e5r en side av et fast stoff trekkes mot en motst\u00e5ende kraft, for eksempel friksjon, noe som f\u00f8rer til deformasjon eller formendring av det faste stoffet. Deformasjon m\u00e5ler endringen i form eller deformerbarhet; n\u00e5r skj\u00e6remodulen er h\u00f8y, indikerer det stive materialer som krever betydelige krefter for \u00e5 deformeres, mens lave skj\u00e6remoduler indikerer myke eller fleksible materialer.<\/p>\n
Merk at skj\u00e6remodulen skiller seg fra Youngs modul, som m\u00e5ler forholdet mellom trykk- eller strekkspenning og t\u00f8yning. Selv om de deler mange egenskaper, st\u00e5r skj\u00e6remodulen alene som en indikator p\u00e5 skj\u00e6rstyrke.<\/p>\n
Skj\u00e6rmodulen gir et n\u00f8yaktig m\u00e5l p\u00e5 materialers vibrasjonsatferd. Den viser hvordan de reagerer p\u00e5 skj\u00e6rkrefter, og kan fungere som et viktig referansepunkt ved utforming av konstruksjoner. I tillegg spiller returhastigheten etter eksponering for skj\u00e6rp\u00e5kjenninger ogs\u00e5 en viktig rolle.<\/p>\n
Skj\u00e6remodul (SM) m\u00e5les vanligvis i gigapascal (GPa) og rapporteres noen ganger i pund per kvadrattomme (ksi). Den numeriske representasjonen er M1L-1T-2, der kraft erstattes av masse ganger akselerasjon. For \u00e5 uttrykke den matematisk har den formelen Gdisplaystyle g, der materialtetthet og startlengde (eller startlengde for noen materialer) er gitt som inndata.<\/p>\n
Skj\u00e6rmodulen kan beregnes ut fra en spenning-t\u00f8yningskurve som er laget under strekkpr\u00f8ving, men da m\u00e5 man ta hensyn til t\u00f8yning og temperaturens innvirkning p\u00e5 elastiske materialegenskaper - noe Fourier-transformasjon enkelt kan gj\u00f8re. Alternativt kan man ogs\u00e5 bruke vibrometrisk testing: N\u00e5r materialet utsettes for vibrerende stimuli, registreres svingningene, og sensorer registrerer hvilken frekvens som reduserer svingningsdempingen mest, noe som avsl\u00f8rer verdien av skj\u00e6rmodulen.<\/p>\n
N\u00e5r temperaturen endres, utvider og trekker materialene seg sammen i samsvar med atomstrukturen, og den termiske modulen m\u00e5les som et forhold mellom utvidelse og sammentrekning. Dette tallet avhenger av materialets atom\u00e6re sammensetning; for eksempel har st\u00e5l en h\u00f8yere termisk modul p\u00e5 grunn av ni jernatomer i hver kroppssentrerte kubiske (BCC) enhetscelle, mens aluminiumslegeringer inneholder 14 atomer per celle i den flatesentrerte kubiske strukturen, noe som reduserer motstanden mot plastisk deformasjon.<\/p>\n
Youngs modul, Poissons forhold, skj\u00e6remodul og termisk modul er viktige m\u00e5l n\u00e5r det gjelder \u00e5 velge materialer til spesifikke bruksomr\u00e5der. Ingeni\u00f8rer er avhengige av dem som indikatorer p\u00e5 hvilke spenningsniv\u00e5er et materiale kan h\u00e5ndtere uten \u00e5 deformeres permanent eller g\u00e5 i stykker, og de gir dessuten ingeni\u00f8rene en forst\u00e5else av hvilke krefter som kreves for \u00e5 deformere materialet plastisk.<\/p>\n
I motsetning til mange metaller har aluminiumoksid elastiske egenskaper som er direkte proporsjonale med densiteten og Poissons forholdstall, noe som gj\u00f8r det mye enklere for ingeni\u00f8rer \u00e5 forutsi elastisitetsmodulen ved hjelp av tre- og firepunktsb\u00f8yingstester eller finite element-analysesimuleringer. Med denne kunnskapen kan konstrukt\u00f8rene vurdere hvor mye belastning de produserte komponentene t\u00e5ler, samtidig som de kan gj\u00f8re n\u00f8dvendige modifikasjoner for \u00e5 forbedre materialets ytelse.<\/p>\n
Aluminas h\u00f8ye elastisitetsegenskaper gj\u00f8r det til et allsidig materiale som egner seg til en rekke bruksomr\u00e5der. Alumina brukes p\u00e5 en rekke omr\u00e5der, fra \u00e5 lage termisk beskyttende belegg som t\u00e5ler ekstreme milj\u00f8forhold, til \u00e5 tilsette nanofibre i epoksykompositter for \u00e5 \u00f8ke strekkfastheten betydelig og oppn\u00e5 \u00f8nsket strekkfasthet p\u00e5 en mer kostnadseffektiv m\u00e5te og s\u00f8rge for kontrollert deformasjon.<\/p>\n
Aluminas lave varmeutvidelse gj\u00f8r det til et ideelt teknisk keramisk materiale som gir motstand mot ulike mekaniske p\u00e5kjenninger. Sammen med sin slitestyrke, kjemiske stabilitet og h\u00f8ye b\u00f8yestyrke er alumina et fremragende materialvalg for romfart, bilindustri og produksjonsapplikasjoner.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Alumina stands out among polymers and metals due to its outstanding mechanical properties, which include its superior compressive strength, elastic modulus and corrosion-wear resistance. Ghazanfari et al. developed a novel additive manufacturing technique known as Ceramic On-Demand Extrusion (CODE), to print alumina components with near theoretical density. They used a slurry consisting of 50 vol% […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-654","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/654","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=654"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/654\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":655,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/654\/revisions\/655"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=654"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=654"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=654"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}