{"id":100,"date":"2024-06-07T04:13:48","date_gmt":"2024-06-06T20:13:48","guid":{"rendered":"https:\/\/aluminaceramics.net\/?p=100"},"modified":"2024-07-15T20:15:13","modified_gmt":"2024-07-15T12:15:13","slug":"aliuminio-oksido-joungo-modulis","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/youngs-modulus-of-alumina\/","title":{"rendered":"Aliuminio oksido Youngo modulis"},"content":{"rendered":"<p>Youngo modulis yra ne\u012fkainojamas matas atliekant ugniai atspari\u0173 med\u017eiag\u0173 neardomuosius bandymus ir yra \u0161i\u0173 ugniai atspari\u0173 med\u017eiag\u0173 mikrostrukt\u016bros in\u017einerijos rodiklis.<\/p>\n<p>Skenuojanti elektronin\u0117 mikroskopija (STEM) buvo naudojama trejinei sistemai, sudarytai i\u0161 aliuminio-ZrO2-YAG, tirti. Vis\u0173 pirma, naudodami SEM vaizdus, i\u0161samiai apib\u016bdinome antr\u0105j\u0105 faz\u0119, esan\u010di\u0105 palei aliuminio oksido gr\u016bdeli\u0173 ribas ir tarp atskir\u0173 gr\u016bdeli\u0173.<\/p>\n<h2>Jaunojo modulis<\/h2>\n<p>In\u017einieriai naudoja Youngo modul\u012f, kad \u012fvertint\u0173, koki\u0105 apkrov\u0105 gali atlaikyti med\u017eiaga, kol ji visam laikui deformuosis arba sugrius, ir taip padeda kurti konstrukcijas, kurios atlaiko i\u0161orines j\u0117gas, bet nesutr\u016bkin\u0117ja ir nesubyra. Norint apskai\u010diuoti Youngo modul\u012f, reikia atlikti tikslius matavimus, i\u0161manyti tamprumo mechanik\u0105 ir tiksliai numatyti, kaip med\u017eiagos reaguoja \u012f \u012ftempius.<\/p>\n<p>Tempimo bandymas yra pagrindinis Jono modulio matavimo b\u016bdas. Med\u017eiagos bandinys palaipsniui veikiamas vis did\u0117jan\u010diu tempimo \u012ftempiu, kol pasiekiama jo tamprumo riba; tada kiekviename \u0161io proceso ta\u0161ke fiksuojami j\u0117gos ir deformacijos matavimai, o po to jie u\u017era\u0161omi ant \u012ftempio ir deformacijos kreiv\u0117s, kurios tamprumo srities nuolydis parodo med\u017eiagos Jungo modul\u012f.<\/p>\n<p>Youngo modul\u012f galima i\u0161matuoti ir kitais b\u016bdais. Vienas i\u0161 toki\u0173 metod\u0173 - nanoindentavimas, da\u017enai taikomas mechanin\u0117ms savyb\u0117ms mikro- ir nanomastelyje apib\u016bdinti; ta\u010diau tokiems bandymams atlikti reikia didel\u0117s skiriamosios gebos bandymo \u012frangos ir speciali\u0173 \u012franki\u0173 bandiniams paruo\u0161ti analizei.<\/p>\n<p>Vienas i\u0161 nanoindentacini\u0173 bandym\u0173 privalum\u0173 matuojant Youngo modul\u012f yra tai, kad jiems reikalingi ma\u017eesni bandiniai nei tradiciniams tempimo bandiniams, tod\u0117l gaunami pasiskirstymai su taisyklingesn\u0117mis pasiskirstymo kreiv\u0117mis, leid\u017eian\u010diomis atlikti tikslesnes statistines pataisas, nei tai \u012fmanoma naudojant pilno mastelio pasiskirstymus.<\/p>\n<p>Eksperimentiniais matavimais ir teoriniais skai\u010diavimais buvo gerai nustatytas aliuminio Youngo modulis, tod\u0117l atliekant skai\u010diavimus ar eksperimentinius matavimus \u0161i\u0105 vert\u0119 galima naudoti kaip palyginimo ta\u0161k\u0105. Youngo modulio poky\u010dius gali lemti tokie veiksniai kaip temperat\u016bra, lydinio sud\u0117tis, kristalin\u0117 strukt\u016bra arba gamybos procesai, pavyzd\u017eiui, prid\u0117jus legiruojan\u010di\u0173 element\u0173 gali pasikeisti tarpmolekulini\u0173 jung\u010di\u0173 i\u0161sid\u0117stymas, taigi ir mechanin\u0117s savyb\u0117s.<\/p>\n<h2>Poissono santykis<\/h2>\n<p>Poissono santykis - tai med\u017eiagos savyb\u0117, kuria matuojamas i\u0161ilgin\u0117s ir skersin\u0117s deformacijos santykis. Jo reik\u0161m\u0117 kinta priklausomai nuo deformacijos tipo; tempimo deformacijos atveju ji yra teigiama, o gniu\u017edymo deformacijos metu gali tapti neigiama. Nors Poissono santykio vert\u0117s \u012fvairiose med\u017eiagose paprastai i\u0161lieka vienodos, j\u0173 reik\u0161m\u0117s skirtingose med\u017eiagose gali labai kisti; \u0161is rei\u0161kinys ypa\u010d b\u016bdingas metalams ir lydiniams, kuri\u0173 Poissono santykio vert\u0117s da\u017enai labai skiriasi.<\/p>\n<p>Did\u0117jant tankiui, Poissono santykis paprastai ma\u017e\u0117ja, nes d\u0117l med\u017eiagos l\u0105steli\u0173 strukt\u016bros poky\u010di\u0173 kei\u010diasi por\u0173 forma ir dydis, o tai savo ruo\u017etu daro \u012ftak\u0105 Poissono santykiui. Be to, tankinimas kei\u010dia por\u0173 pasiskirstym\u0105 ir j\u0173 dyd\u017eio pasiskirstym\u0105; tankinimas taip pat turi \u012ftakos \u0161iam procesui. Daugelyje tyrim\u0173 \u0161is ry\u0161ys buvo nagrin\u0117jamas taikant \u012fvairius vibracijos metodus, pavyzd\u017eiui, labai tiksliai matuojant rezonansinius da\u017enius - tai tikslus matas, leid\u017eiantis apskai\u010diuoti bandini\u0173 tampri\u0105sias savybes.<\/p>\n<p>\u0160iuos skai\u010diavimus galima atlikti naudojant neardom\u0105j\u012f metod\u0105, vadinam\u0105 ultragarsiniu matavimu. Tai rei\u0161kia, kad \u012f bandin\u012f bakstel\u0117jama sviediniu ir \u012fra\u0161omas jo virpesi\u0173 signalas, kuris analizuojamas siekiant nustatyti i\u0161ilgini\u0173 ir skersini\u0173 akustini\u0173 bang\u0173 greit\u012f; tada \u0161i informacija naudojama bandinio med\u017eiagos Youngo moduliui apskai\u010diuoti, remiantis \u0161iuo analiz\u0117s metodu, ir kiekvien\u0105 kart\u0105 gaunami nuosekl\u016bs ir tiksl\u016bs rezultatai.<\/p>\n<p>Youngo modul\u012f aliuminio oksido atveju galima paai\u0161kinti atsi\u017evelgiant \u012f jo tank\u012f ir Puasono santyk\u012f - du pagrindinius elastingumo elementus. D\u0117l savo mikrostrukt\u016bros aliuminio oksidas turi ma\u017e\u0105 Poissono santyk\u012f, tod\u0117l, did\u0117jant tankiui, jo tamprumo savyb\u0117s did\u0117ja, ta\u010diau Youngo modulis i\u0161lieka ma\u017eesnis nei pana\u0161i\u0173 metal\u0173.<\/p>\n<p>Poissono santykis aliuminio okside yra jautrus jo temperat\u016brai. Nors kylant temperat\u016brai jis ma\u017e\u0117ja, pasiekus degimo temperat\u016br\u0105 jis v\u0117l smarkiai padid\u0117ja d\u0117l tolesnio sukepinimo \u0161ioje temperat\u016broje, tod\u0117l staiga padid\u0117ja Youngo modulis. Deja, tikslus jo ry\u0161ys su temperat\u016bros poky\u010diais vis dar menkai suprantamas d\u0117l \u012fvairi\u0173 j\u012f veikian\u010di\u0173 veiksni\u0173.<\/p>\n<h2>Tamprumo modulis<\/h2>\n<p>Tamprumo modulis yra neatsiejama kiet\u0173j\u0173 med\u017eiag\u0173 savyb\u0117. Jis apib\u016bdina, kiek deformuojasi tempimo ar gniu\u017edymo metu; stand\u017eios med\u017eiagos turi didesn\u012f tamprumo modul\u012f nei lanks\u010dios; taip pat \u017einomas kaip tempimo \/ traukos modulis arba deformacijos modulis; tamprumo modul\u012f galima i\u0161matuoti i\u0161matavus \u012ftempius, atsirandan\u010dius deformuojantis pastovia apkrova, ir padalijus i\u0161 deformacijos, taip gaunama tamprumo modulio vert\u0117.<\/p>\n<p>Standumas, prie\u0161ingas tamprumo moduliui, parodo, kokia j\u0117ga veikia \u012ftempimas. \u0160i\u0105 med\u017eiag\u0173 savyb\u0119 in\u017einieriai naudoja nor\u0117dami nustatyti j\u0173 laikom\u0105j\u0105 gali\u0105 ir atlikti reikiamus pakeitimus; jos vert\u0117 gali priklausyti nuo toki\u0173 veiksni\u0173 kaip med\u017eiagos storis ir savyb\u0117s.<\/p>\n<p>Storesni\u0173 aliuminio plok\u0161\u010di\u0173 standumas bus ma\u017eesnis, bet Jono modulio vert\u0117s tokios pa\u010dios, nes storesn\u0117s med\u017eiagos yra atsparesn\u0117s deformacijai veikiant \u012ftempiams ir turi didesn\u012f pavir\u0161iaus plot\u0105, tod\u0117l, norint sukelti deformacij\u0105 bet kuriame ta\u0161ke, reikia taikyti didesn\u012f \u012ftemp\u012f.<\/p>\n<p>Tamprumo modulius galima palyginti pagal \u0161i\u0105 lygt\u012f: E (T) = b(ph(T)) 6(k B T), kur ph-g - elektron\u0173 darbo funkcija esant T, o b - med\u017eiagos tankis.<\/p>\n<p>Aliuminio oksidas yra dilimui atspari keramika, pasi\u017eyminti dideliu tamprumo moduliu, kur\u012f galima nustatyti atliekant trij\u0173 ir keturi\u0173 ta\u0161k\u0173 lenkimo bandymus. \u0160iame tyrime, siekiant prognozuoti ant aliuminio pagrindo nusodintos aliuminio oksido dangos savit\u0105j\u012f Youngo modul\u012f, taikyta skaitin\u0117 ir eksperimentin\u0117 koreliacija ir nustatyta, kad jos eksperimentin\u0117s ir prognozuojamos vert\u0117s puikiai sutampa. Be to, daugumoje aliuminio oksido dang\u0173 taikymo sri\u010di\u0173 gniu\u017edymo \u012ftempiai buvo stipresni u\u017e tempimo \u012ftempius, o tai rodo, kad \u0161ios dangos veikia s\u0117kmingiau.<\/p>\n<h2>Tempimo stiprumo modulis<\/h2>\n<p>Didelis Youngo modulis rodo, kad aliuminio oksidas yra standi med\u017eiaga, atspari deformacijoms, o d\u0117l to, kad jis n\u0117ra plasti\u0161kas ir neturi takumo ta\u0161k\u0173, jis netinka plasti\u0161kumo reikalaujan\u010dioms reikm\u0117ms, pavyzd\u017eiui, konstrukciniams komponentams ir pjovimo \u012frankiams. Gniu\u017edant ar tempiant beveik i\u0161 karto \u012fvyksta gedimas, o ne palaipsniui deformuojasi ir ilgainiui silpn\u0117ja. D\u0117l \u0161ios savyb\u0117s jis yra trapus, tod\u0117l netinka naudoti tokioms reikm\u0117ms kaip konstrukciniai komponentai ar pjovimo \u012frankiai, kuriems reikalingas plasti\u0161kumas.<\/p>\n<p>Aliuminio oksidas gali b\u016bti derinamas su polimerais, kad \u017eymiai padidint\u0173 j\u0173 tempimo savybes. Pavyzd\u017eiui, \u012f epoksidin\u012f kompozit\u0105 prid\u0117jus 0,2% aliuminio oksido nanopluo\u0161t\u0173, jo ribinis tempiamasis stipris padid\u0117ja nuo 41 MPa iki 71 MPa, nes aliuminio oksido nanopluo\u0161tai padidina standum\u0105 ir veikia kaip nat\u016bral\u016bs grandin\u0117s ribotuvai, taip pat jungiasi su polimer\u0173 grandin\u0117se esan\u010diomis epoksidin\u0117mis grup\u0117mis per epoksipropilo funkcines grupes, kurios sukuria stiprius ry\u0161ius tarp pluo\u0161t\u0173 ir dervos molekuli\u0173.<\/p>\n<p>\u0160e\u0161iakampis aliuminio oksidas yra ideali in\u017einerin\u0117 keramin\u0117 med\u017eiaga d\u0117l didelio Youngo modulio ir ma\u017eo \u0161iluminio pl\u0117timosi grei\u010dio, tod\u0117l jis atsparus mechaniniam poveikiui auk\u0161toje temperat\u016broje. Be to, \u0161e\u0161iakampis aliuminio oksidas pasi\u017eymi puikiu laidumu ir stabiliomis eksploatacin\u0117mis savyb\u0117mis ekstremaliomis aplinkos s\u0105lygomis - d\u0117l \u0161i\u0173 savybi\u0173 \u0161e\u0161iakampis aliuminio oksidas yra puikus pasirinkimas elektrotechnikos reikm\u0117ms.<\/p>\n<p>Skirtingai nuo kit\u0173 aliuminio oksido r\u016b\u0161i\u0173, \u0161e\u0161iakampio formos AlN pasi\u017eymi itin dideliu savidifuzijos koeficientu, tod\u0117l j\u012f sunku sukepinti tradiciniais metodais. Be to, \u0161i med\u017eiaga pasi\u017eymi \u017eema lydymosi temperat\u016bra ir puikiomis atsparumo terminiams sm\u016bgiams savyb\u0117mis.<\/p>\n<p>Sonelastini\u0173 sistem\u0173 bandymai kambario temperat\u016broje, taip pat \u017eemoje ir auk\u0161toje temperat\u016broje leid\u017eia tiksliai apib\u016bdinti keramini\u0173 med\u017eiag\u0173 tamprumo modul\u012f (Jungo modul\u012f, \u0161lyties modul\u012f ir Puasono santyk\u012f) ir slopinimo savybes, kad b\u016bt\u0173 galima tiksliai \u012fvertinti j\u0173 tamprumo modul\u012f (Jungo modul\u012f, \u0161lyties modul\u012f ir Puasono santyk\u012f) ir slopinimo charakteristikas - \u0161ios savyb\u0117s yra labai svarbios kuriant naujus \u0161i\u0173 med\u017eiag\u0173 variantus, skirtus \u012fvairiems taikymams.<\/p>\n<p>Dinaminiu b\u016bdu sukepinimo proceso metu buvo i\u0161matuoti aliuminio oksido tampriojo modulio dyd\u017eiai. Esant \u017eemesnei temperat\u016brai, Jungo modulis tiesi\u0161kai ma\u017e\u0117jo d\u0117l dalinio sukepinimo aliuminio oksido sutank\u0117jimo; ta\u010diau esant auk\u0161tesnei temperat\u016brai d\u0117l tolesnio sutank\u0117jimo Jungo modulis spar\u010diai did\u0117jo d\u0117l sukepimo ir sutank\u0117jimo proces\u0173; \u0161i tendencija atitiko tos pa\u010dios med\u017eiagos statinius matavimus kambario temperat\u016broje; \u0161lyties modulis ir Puasono santykis taip pat tur\u0117jo pana\u0161ias tendencijas.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-196\" src=\"https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Youngs-Modulus-of-Alumina.jpg\" alt=\"Aliuminio oksido Youngo modulis\" width=\"800\" height=\"800\" srcset=\"https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Youngs-Modulus-of-Alumina.jpg 800w, https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Youngs-Modulus-of-Alumina-300x300.jpg 300w, https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Youngs-Modulus-of-Alumina-150x150.jpg 150w, https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Youngs-Modulus-of-Alumina-768x768.jpg 768w, https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/Youngs-Modulus-of-Alumina-12x12.jpg 12w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Young&#8217;s modulus is an invaluable measure for nondestructive testing of refractory materials and serves as an indicator of microstructure engineering [&hellip;]<\/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":"default","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":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","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":[6],"tags":[],"class_list":["post-100","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-alumina-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/100","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=100"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/100\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":195,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/100\/revisions\/195"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=100"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=100"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/lt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=100"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}