Youngs modul f\u00f6r aluminiumoxid \u00e4r en viktig materialegenskap som g\u00f6r det m\u00f6jligt f\u00f6r ingenj\u00f6rer att utforma strukturer som kan motst\u00e5 yttre p\u00e5frestningar. F\u00f6r att best\u00e4mma den uts\u00e4tter man ett prov f\u00f6r gradvis \u00f6kande dragbelastningar och m\u00e4ter provkroppens kraft-f\u00f6rskjutningsbeteende.<\/p>\n
Hexagonal aluminiumoxid \u00e4r en av de mest anv\u00e4nda tekniska keramerna tack vare sin h\u00f6ga Young-modul och l\u00e5ga v\u00e4rmeutvidgning, samt att den \u00e4r mycket h\u00e5llbar under alla milj\u00f6f\u00f6rh\u00e5llanden och kan motst\u00e5 mekanisk p\u00e5frestning.<\/p>\n
Aluminiumoxid \u00e4r ett exceptionellt starkt material med en extremt h\u00f6g Young's Modulus som kan motst\u00e5 mekanisk stress, vilket g\u00f6r det l\u00e4mpligt f\u00f6r att skydda andra material mot vibrationer och chockv\u00e5gor som skadar dem. Dessv\u00e4rre \u00e4r dess densitet dock l\u00e4gre \u00e4n st\u00e5l och titan, vilket begr\u00e4nsar dess anv\u00e4ndbarhet i applikationer d\u00e4r vikten spelar en viktig roll; dessutom \u00f6kar den l\u00e4gre densiteten kostnaderna j\u00e4mf\u00f6rt med konkurrerande metaller.<\/p>\n
Aluminiumoxid kan ha en densitet p\u00e5 mellan 2,1 och 3,5 g cm-3 beroende p\u00e5 dess kristallstruktur och fas, oftast hexagonal alfafas som har h\u00f6g Young-modul, l\u00e5g termisk expansion och utm\u00e4rkta eldfasthetsegenskaper. Dessutom har aluminiumoxid i alfafas goda elektriska egenskaper och kemisk best\u00e4ndighet, vilket g\u00f6r den l\u00e4mplig f\u00f6r m\u00e5nga anv\u00e4ndningsomr\u00e5den, t.ex. h\u00e5llfasthetsapplikationer.<\/p>\n
Molekyldynamiska simuleringar har visat att elasticitetsmodulen hos por\u00f6s aluminiumoxid beror p\u00e5 dess lokala atomkonfiguration, som best\u00e4ms av parradiella f\u00f6rdelningsfunktioner, bindningsvinkelf\u00f6rdelningar och simplexstatistik. Dessutom kan matematiska uttryck f\u00f6r densiteten hos aluminiumoxid erh\u00e5llas med hj\u00e4lp av dessa egenskaper.<\/p>\n
En av de mest tillf\u00f6rlitliga metoderna f\u00f6r att m\u00e4ta Youngs modul \u00e4r att utf\u00f6ra ett dragprov. Denna teknik uts\u00e4tter ett prov f\u00f6r gradvis \u00f6kande sp\u00e4nning tills dess elastiska gr\u00e4ns har uppn\u00e5tts; kraft- och b\u00f6jningsm\u00e4tningar g\u00f6rs under hela provningen och plottas p\u00e5 en sp\u00e4nnings-t\u00f6jningskurva; dess lutning g\u00f6r det m\u00f6jligt f\u00f6r oss att ber\u00e4kna Youngs modul.<\/p>\n
Instrumenterad nanoindentation, rotationstest med pekare och b\u00f6jningsm\u00e4tningar kan ocks\u00e5 anv\u00e4ndas f\u00f6r att exakt bed\u00f6ma elasticitetsmodulen hos aluminiumoxidmaterial, eftersom de ger resultat utan att skada proverna. Dessa tekniker \u00e4r s\u00e4rskilt f\u00f6rdelaktiga vid utv\u00e4rdering av por\u00f6sa material d\u00e4r porositeten och elasticitetsmodulv\u00e4rdena kan variera avsev\u00e4rt fr\u00e5n prov till prov.<\/p>\n
Poissons tal m\u00e4ter hur mycket materialet expanderar n\u00e4r det deformeras, vilket \u00e4r en viktig indata till finita elementmodeller som kr\u00e4ver noggrann t\u00f6jningsm\u00e4tning. T\u00f6jningsm\u00e4tare som monteras direkt p\u00e5 provkroppar eller kontaktextensometrar med flera enaxliga eller biaxiella extensometrar samt kontaktl\u00f6sa laserextensometrar kan alla bidra till att uppn\u00e5 denna m\u00e4tning.<\/p>\n
Poisson-talet m\u00e4ter i vilken grad material expanderar under kompression i en riktning n\u00e4r de b\u00f6js till cirkul\u00e4ra former; n\u00e4r detta intr\u00e4ffar kan deras centrum verka mycket tjockare \u00e4n vid deras kanter. Dessutom fungerar Poisson-talet som en effektiv m\u00e4tare av deras riktningsstyrka, vilket kan visa sig vara ov\u00e4rderligt n\u00e4r man utformar flygplans- eller rymdfarkoststrukturer.<\/p>\n
Aluminiumoxidens h\u00f6ga Young-modul g\u00f6r det till ett utm\u00e4rkt materialval f\u00f6r m\u00e5nga tekniska till\u00e4mpningar, inklusive styvhetsmotst\u00e5nd utan brott och st\u00f6tv\u00e5gsabsorption f\u00f6r att minska skador i mekaniska system. Dessutom g\u00f6r dess motst\u00e5ndskraft mot hydrotermisk \u00e5ldring och l\u00e5ga frakturenergi aluminiumoxid till ett utm\u00e4rkt materialval \u00e4ven i medicinska milj\u00f6er.<\/p>\n
Den h\u00f6ga Young-modulen inneb\u00e4r dock ocks\u00e5 att den inte \u00e4r lika plastisk som andra material och att den n\u00e4stan omedelbart g\u00e5r s\u00f6nder vid tryck- eller dragbelastning, vilket g\u00f6r aluminiumoxid ol\u00e4mplig f\u00f6r till\u00e4mpningar som kr\u00e4ver plasticitet, t.ex. strukturella komponenter eller sk\u00e4rverktyg.<\/p>\n
Ingenj\u00f6rerna unders\u00f6ker olika s\u00e4tt att \u00f6ka aluminiumoxidens elasticitetsmodul f\u00f6r att optimera dess prestanda. En teknik inneb\u00e4r att man \u00f6kar densiteten genom att tills\u00e4tta kiseldioxid eller zirkonium. Ett annat s\u00e4tt \u00e4r att anv\u00e4nda en ny syntesprocess som ger syntetisk g-aluminiumoxid med l\u00e4gre porositet och en \u00f6kning av elasticitetsmodulen j\u00e4mf\u00f6rt med traditionella sintringstekniker, och som visar st\u00f6rre motst\u00e5ndskraft mot skador orsakade av termisk chock j\u00e4mf\u00f6rt med traditionella metoder som traditionella sintringstekniker. Dessutom kan de elastiska egenskaperna hos aluminiumoxid karakteriseras exakt med hj\u00e4lp av of\u00f6rst\u00f6rande provningsmetoder som Sonelastic Systems, som exakt karakteriserar de elastiska egenskaperna vid rumstemperatur samt vid l\u00e5ga eller h\u00f6ga temperaturer.<\/p>\n
Youngs modul f\u00f6r aluminiumoxid \u00e4r ett ov\u00e4rderligt m\u00e5tt p\u00e5 dess styrka och deformationsmotst\u00e5nd, samt hur mycket energi det kan absorbera innan det g\u00e5r s\u00f6nder. Ingenj\u00f6rer anv\u00e4nder detta v\u00e4rde i stor utstr\u00e4ckning n\u00e4r de utvecklar starkare men \u00e4nd\u00e5 l\u00e4ttare material - eftersom h\u00f6gre Young-modul inneb\u00e4r styvare materialegenskaper.<\/p>\n
Youngs modul f\u00f6r aluminiumoxid \u00e4ndras med temperaturen p\u00e5 grund av f\u00f6r\u00e4ndringar i densiteten som p\u00e5verkar dess elastiska egenskaper; dessutom p\u00e5verkar mikrostrukturen och den kemiska sammans\u00e4ttningen ocks\u00e5 denna aspekt av dess egenskaper.<\/p>\n
Aluminiumoxidens Young-modul kan ocks\u00e5 p\u00e5verkas av dess renhetsgrad. En h\u00f6gre renhetsgrad \u00f6kar densiteten och f\u00f6rb\u00e4ttrar materialets mekaniska egenskaper, vilket i sin tur har en avg\u00f6rande inverkan p\u00e5 Youngs modul.<\/p>\n
Youngs modul \u00f6kar med \u00f6kande renhetsgrad hos keramerna, men dess inverkan minskar vid h\u00f6ga temperaturer; d\u00e4rf\u00f6r b\u00f6r icke-kristallina material f\u00f6redras n\u00e4r h\u00f6g temperaturbest\u00e4ndighet \u00e4r n\u00f6dv\u00e4ndig.<\/p>\n
Aluminiumoxid har en h\u00f6g Young-modul, vilket g\u00f6r det till ett utm\u00e4rkt tekniskt material f\u00f6r till\u00e4mpningar som kr\u00e4ver h\u00f6g motst\u00e5ndskraft mot termisk chock. S\u00e4rskilt hexagonal aluminiumoxid t\u00e5l extrema milj\u00f6f\u00f6rh\u00e5llanden samtidigt som den har en l\u00e5g sm\u00e4ltpunkt - egenskaper som g\u00f6r hexagonal aluminiumoxid s\u00e4rskilt l\u00e4mplig f\u00f6r tekniska till\u00e4mpningar inom flyg- och rymdindustrin.<\/p>\n
Young's modul i aluminiumoxidpulver kan ocks\u00e5 p\u00e5verkas av temperatur, legeringssammans\u00e4ttning och kristallstruktur. Till exempel kan tillsats av legeringselement f\u00f6r\u00e4ndra dess intermolekyl\u00e4ra bindningsarrangemang. D\u00e4rf\u00f6r \u00e4r det viktigt att man f\u00f6rst\u00e5r dessa faktorer innan man anv\u00e4nder detta material f\u00f6r en viss applikation.<\/p>\n
Nanoindentationer \u00e4r en metod f\u00f6r att m\u00e4ta Youngs modul i aluminiumoxidpulver. Denna metod kr\u00e4ver mindre provstorlekar och ger distributionskurvor oftare \u00e4n med traditionella dragprov.<\/p>\n
Impulsexcitering anv\u00e4ndes f\u00f6r att unders\u00f6ka temperaturberoendet hos aluminiumoxidens Young-modul och d\u00e4mpning, genom att \u00f6vervaka f\u00f6r\u00e4ndringar i delvis sintrade provkroppar som v\u00e4rmts fr\u00e5n rumstemperatur upp till 1600 grader Celsius. Resultaten visade att aluminiumoxidens Young-modul \u00f6kade stadigt med \u00f6kande temperatur och f\u00f6ljde en idealisk masterkurva.<\/p>\n
Aluminiumoxid har en h\u00f6g Young-modul, vilket g\u00f6r den l\u00e4mplig f\u00f6r m\u00e5nga till\u00e4mpningar. Tyv\u00e4rr diskvalificerar dock dess spr\u00f6da natur den f\u00f6r till\u00e4mpningar som kr\u00e4ver plasticitet, t.ex. strukturella komponenter och sk\u00e4rverktyg; dessutom g\u00e5r den s\u00f6nder direkt under tryck- och dragbelastning i st\u00e4llet f\u00f6r att deformeras gradvis \u00f6ver tid.<\/p>\n
En ultraljudsbaserad of\u00f6rst\u00f6rande metod f\u00f6r att m\u00e4ta elasticitetskonstanter i metallegeringar har skapats. Med hj\u00e4lp av digital korrelationsteknik har ett nytt icke-destruktivt s\u00e4tt utvecklats f\u00f6r att erh\u00e5lla Poissons tal och elasticitetsmodul genom vibration av prover - detta kr\u00e4ver betydligt mindre provstorlekar \u00e4n konventionella dragprov men ger distributionskurvor med mer regelbundenhet \u00e4n andra tekniker.<\/p>\n
Aluminiumoxidens Young-modul best\u00e4ms av hur de interatom\u00e4ra krafterna varierar med avst\u00e5ndet. Dessutom spelar dess renhetsgrad en viktig roll; forskning visar att Youngs modul korrelerar linj\u00e4rt med renhetsgraden (se figur 4.8).<\/p>\n
I denna forskning best\u00e4mdes Youngs modul f\u00f6r aluminiumoxid med hj\u00e4lp av l\u00e4geskonverterat ultraljud i ett akustiskt svepmikroskop (SAM). Longitudinella v\u00e5gor och skjuvv\u00e5gor inuti ett aluminiumoxidprov f\u00e5ngades upp f\u00f6r att ber\u00e4kna v\u00e5ghastighetsber\u00e4kningar samt best\u00e4mning av elasticitetskonstanten f\u00f6r detta material. Denna mycket k\u00e4nsliga men \u00e4nd\u00e5 exakta teknik kan till\u00e4mpas i olika milj\u00f6temperaturer f\u00f6r att utv\u00e4rdera materialets egenskaper.<\/p>\n
Temperatur, sammans\u00e4ttning och kristallstruktur p\u00e5verkar alla aluminiumoxidens elasticitetsmodul; dessutom \u00e4r dess elastiska egenskaper beroende av andra material, t.ex. kiselkarbidpartiklar (SiC) som \u00f6kar elasticitetsmodulen med \u00f6ver 10 g\u00e5nger. Experimentella data j\u00e4mf\u00f6rdes sedan med simuleringsresultat samt teoretiska modeller f\u00f6r att fastst\u00e4lla dess inneboende Young-modulv\u00e4rde.<\/p>\n
Studier utf\u00f6rdes icke-destruktivt fr\u00e5n rumstemperatur till 1600 grader C p\u00e5 elasticitetsmoduler hos gjutgods med h\u00f6g aluminiumoxid fr\u00e5n rumstemperatur upp till 1600 grader C, med sp\u00e5rning av f\u00f6r\u00e4ndringar i Youngs modul och Poissons tal n\u00e4r temperaturen steg. Ytterligare experiment omfattade kvantitativ r\u00f6ntgendiffraktion, dilatometri och m\u00e4tningar av ytarea f\u00f6r att slutf\u00f6ra dessa unders\u00f6kningar. Resultaten visar att Poisson-talet minskar gradvis med temperatur\u00f6kningen men \u00f6kar kraftigt n\u00e4r den ursprungliga br\u00e4nningstemperaturen har uppn\u00e5tts p\u00e5 grund av fortsatt sintring som leder till pl\u00f6tsliga \u00f6kningar av Youngs modul.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Young’s modulus of alumina is an essential material property that enables engineers to design structures capable of withstanding external stress. […]<\/p>","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":[3],"tags":[],"class_list":["post-725","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/725","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=725"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/725\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":726,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/725\/revisions\/726"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=725"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=725"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=725"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}