Калатур Е.С., Буякова С.П., Кульков С.Н

КАРКАСОВ

НЕЛИНЕЙНАЯ УПРУГОСТЬ ПОРИСТЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ

ИФПМ СО РАН, г. Томск, Россия,

[email protected]

В работах [1, 2] было показано, что при пористости более» 20 % керамики при нагружении проявляют нелинейную упругость. Причиной столь необычного для высокомодульных материалов деформационного отклика являлось строение пористого каркаса, состоящего из линейных стержневых элементов, сформирован- ных нанокристаллическими зёрнами с высокой прочностью связи на межзёренных границах. Проявление нелинейной упругости также наблюдалось в материалах с ячеистой структурой, таких как пенополиуретаны, пенопласты.

Целью данных исследований являлся анализ деформационного поведения пористых керамик на основе ZrO2 с ячеистой структурой, сформированной спека- нием полых тонкостенных сферических частиц. Пористость образцов керамики со- ставляла от 20 до 80 %.

Структура исследуемой керамики представляла собой ячеистый каркас, сформированный укладкой полых частиц порошка. Все деформационные диаграм- мы имели на восходящих ветвях обратный прогиб вниз. Нагружение образцов в режиме «нагрузка - разгрузка» показало, что на участке обратного прогиба диа- граммы полностью обратимы по деформации, следовательно, деформирование об- разцов являлось упругим. Можно предположить, что наблюдаемое нелинейно - уп- ругое поведение отражает процесс деформации ячеистой структуры. Основой для подобного предположения послужили имеющиеся в литературе данные о дефор- мационном поведении материалов с ячеистой структурой стержневого типа, таких как пенополиуретаны, пенопласты. Основываясь на модельных представлениях структурных элементов как элементов ячеистой структуры, приведенными в [3], в настоящей работе были рассчитаны критическое напряжение и соответствующая критическая деформация стержней, составляющих ячеистые структурные элемен- ты.

Выявлено, что при увеличении количества зерен в стержне от 2 до 6 происхо- дит уменьшение значений критического напряжения от 580 МПа до 6 МПа. При дальнейшем росте количества зерен в стержнях значения критического напряже- ния находились в пределах 1 - 5 МПа. Выявлено, что с ростом значений величины критической деформации возрастают и значения деформации прогиба, что свиде- тельствует об увеличении деформационной способности материала.

1. Кульков С.Н., Масловский В.И., Буякова С.П. Негуковское поведение пористого диок- сида циркония при активной деформации сжатием // Журнал технической физики. Т.72. вып.3. 2002. с. 38-42;

2. Буякова С.П. Свойства, структура, фазовый состав и закономерности формирования пористых наносистем на основе ZrO2// Дис. работа на соискание ученой степени док- тора технических наук, г. Томск, 2008. с.309

3. В.П. Ярцев, К.А. Андрианов // Физико-механические технологические основы приме- нения пенополистирола при дополнительном утеплении зданий и сооружений, уч. по- собие, Тамбов, Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. – 120 с.

Дата добавления: 2017-01-14