Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Oct 2014)
Análisis de la fragmentación de cermets de alúmina–níquel ensayados en Barra Hopkinson a altas velocidades de deformación
Abstract
A comparative study of the influence of the strain rate on the dynamic mechanical behaviour of an alumina matrix with 15 and 50 % of dispersed nickel is presented. The fragmentation under high speed impact compression loads have been studied using a compression split Hopkinson pressure bar (SHPB). Dense alumina and alumina-nickel composites were processed by slip casting of water based slurries on porous moulds. Samples with the metallic phase dispersed were pre-oxidized to achieve an effective joining interface and sintered under flowing inert atmosphere. The strain rate was determined from the impact experiments. The statistics of the SHPB recovered fragments have been determined and analysed according to the exponential models of Weibull and Rosin y Rammler and the effects of the strain rate on the average fragment size are described according to the existing energy models. Finally the rupture mechanisms of the samples and the sources of fracture have been explored and compared to the quasi static mechanical behaviour of these materials.En este trabajo, se presenta un estudio comparativo de la influencia de la velocidad de deformación sobre el comportamiento mecánico a la fragmentación de materiales compuestos de una matriz de alúmina con níquel metálico disperso cuando son sometidos a elevadas velocidades de deformación. La fragmentación bajo cargas dinámicas de compresión a alta velocidad se ha realizado mediante una Barra Hopkinson (SHPB). Se ensayaron materiales compuestos de alúmina-níquel con contenidos en metal de hasta el 50 vol. %, los cuales fueron procesados coloidalmente a partir de suspensiones acuosas coladas sobre moldes porosos de alúmina. Las muestras se pre-trataron térmicamente para lograr una interfase de unión eficaz y se sinterizaron posteriormente bajo un flujo inerte de atmósfera de argón. Para cada ensayo de fragmentación dinámica se determinaba la correspondiente velocidad de deformación. Las distribuciones estadísticas de tamaños de fragmentos producidos en el impacto con la barra de Hopkinson se determinaron por métodos de tamizado y sus resultados fueron analizados de acuerdo con la función de distribución estadística de Weibull y con el modelo exponencial de Rosin y Rammler. El efecto de la velocidad de deformación sobre el tamaño medio de fragmento se analizó utilizando los modelos de energía existentes. Finalmente, se analizaron los mecanismos de rotura involucrados.
Keywords
