Cerâmica (Jun 2004)
Surface mechanical analyses by Hertzian indentation Análises mecânicas de superfície via indentação Hertzian
Abstract
Hertzian indentation technique was used to measure surface flaw sizes on polished dense polycrystalline alumina specimens with grain sizes G = 1.2, 3.8 and 14.1 µm. Two surfaces finishes were studied: well-polished (Syton) and coarse-polished (45 µm diamond paste). Flaw sizes depended on the surface finish and increased with increasing grain size. Fracture toughness (K Ic) for each material (relating to the propagation of flaws of a few µm depth) was determined from the minimum fracture load in a series of Hertzian tests. K Ic values were 3.58, 3.45 and 2.96 MPam½ for G=1.2, 3.8 and 14.1 µm, respectively. Fracture toughness values were also determined by Vickers indentation over a range of loads; the K Ic values determined from the Hertzian tests were consistent with the trends in K Ic with crack size from the Vickers indentation tests.A técnica de indentação Hertzian foi usada para medir o tamanho das trincas nas superfícies de amostras densas de alumina policristalina de grão G = 1,2, 3,8 e 14,1 µm. Duas superfícies foram estudas quando ao polimento: uma bem polida (Sayton) e a outra mal polida (pasta de diamante de 45 µm). O tamanho das trincas dependem do de como a superfície foi polida e aumenta com o aumento do tamanho dos grãos da amostra. A tenacidade (K Ic) de cada material (relacionada a propagação de trincas da ordem de alguns microns de dimensão) foi determinada através da carga mínima de fratura obtidos em uma série de ensaios Hertzian. Os valores de K Ic foram 3,58, 3,45 e 2,96 MPam½ para G = 1,2, 3,8 e 14,1 µm, respectivamente. Os valores da tenacidade também foram determinados através da indentação Vickers para várias cargas. Os valores de K Ic determinados pela indentação Hertzian foram consistentes com o tamanho das trincas associadas aos valores de K Ic por indentação Vickers.
Keywords
