расчет прочностных характеристик твердого тела

[himdim2012]

Уважаемые формучане!

Подскажите пожалуйста можно ли каким либо образом рассчитать прочностные характеристики, предсказать механизм деформации твердого тела опираясь на данные РФА?

Существуют подобные модели и/или может кто-либо сталкивался с описанием этого в литературе?

Буду благодарен за любое мнение и информацию по данному вопросу.

[Агдамыч]

Дежавю у меня чо-та

[duke2003]

himdim2012
пока Вы не научитесь искать научную информацию самостоятельно, не будет Вам счастья...

[himdim2012]

Спасибо коллегам за "конструктивные комментарии".

На самом деле я имел ввиду следующие: по данным рентгеновского анализа (рса) можно определить пористость твердого тела, а исходя из этого возможно ли рассчитать прочностные характеристик в рамках классической теории твердого тела?

Возможно ли использовать для расчета прочности другие параметры структуры твердого тела (размер кристаллитов, межзерные границы и т.п.)?

[duke2003]

Всегда пожалуйста.
"На самом деле я имел ввиду следующие: по данным рентгеновского анализа (рса) можно определить пористость твердого тела?"
Я не специалист, но XRD очевидно, что не самый лучший метод для определения пористости образцов. Есть более простые и точные методы основанные на адсорбции.

"...исходя из этого возможно ли рассчитать прочностные характеристик в рамках классической теории твердого тела". У физики твердого тела (если о ней речь), несколько другие задачи, чем определение твердости. См. википедию.

"Возможно ли использовать для расчета прочности другие параметры структуры твердого тела (размер кристаллитов, межзерные границы и т.п.)?"
Найтиде книжку по материаловедению, что-нибуль для студентов инженеров. Скорее всего, там будет ответ.
Хотя, мне помнится, что на схожий мой вопрос (аналогия про потерянный лес между деревьев) Вы уже дали положительный ответ...
viewtopic.php?f=10&t=85207&start=20

[Агдамыч]

Теоретическая прочность оксида алюминия по одной из методик измерения (учёт прочности химической связи) обещает десятки тысяч МПа. На практике с трудом набирается 1000. Причины: локальные ошибки (поры, трещины), качество обработки поверхности, незнаючтоещё... Если Вы сделаете сотни измерений на Вашем приборе на идеально равномерных поликристаллах, тогда можно говорить о зависимости прочности от структуры, тогда можно (с огромным поправочным коэффицентом) предсказывать реальную прочность. И эти данные будут совершенно бесполезны для таких-же веществ, приготовленных в других лабораториях. ИМХО.

[himdim2012]

Причины: локальные ошибки (поры, трещины), качество обработки поверхности, незнаючтоещё...

Собственно в этом и вопрос как-нибудь можно в частности учесть влияние пор в расчете прочности? А насчет сотни измерений вы явно загнули: существуют теории которые позволяют это рассчитывать, определяя лишь некоторые экспериментальные параметры.

Всегда пожалуйста.
"На самом деле я имел ввиду следующие: по данным рентгеновского анализа (рса) можно определить пористость твердого тела?"
Я не специалист, но XRD очевидно, что не самый лучший метод для определения пористости образцов. Есть более простые и точные методы основанные на адсорбции.

Но тем не менее народ XRD пользуется для определения пористости. Поймите меня правильно, все мои попытки извлечь максимум информации из имеющихся экесперим. данных далеко не от хорошей жизни и у меня нет десятков приборов для определения каждого из параметров.

[duke2003]

"...Но тем не менее народ XRD пользуется для определения пористости..."
Отлично, что Вам тогда мешает узнать как народ это делает и сделать самому.

[Агдамыч]

А насчет сотни измерений вы явно загнули

Введение долей процента примесей к чистому металлу изменяет его пластичность/прочность ощутимо. Вспоминаем приведённый мною пример о разнице расчетной и реальной прочности, и делаем вывод о порах, как лишь об одном факторе из множества, влияющих на прочность. Я могу по фотке кристалла сказать, будет-ли данный материал будет прочным или нет, но предсказать точное значение я не возьмусь. Отсюда - сотни измерений.

[himdim2012]

недавно нашел работу, которая позволяет очень неплохо (правда для керамических материалов) однозначно определять корреляционную зависимость между пористостью и прочностью твердого тела.Так что насчет сотни измерений вы погорячились.

[Агдамыч]

Было-бы интересно почитать. И именно про керамику. Наведите, пожалуйста.

[himdim2012]

http://www.disserr.com/contents/371171.html

к сожалению у меня самой работы на руках нет, я с ней ознакомился в РГБ.

[Агдамыч]

Спасибо. Вот тут лежит доковский файл с работой.

[himdim2012]

спасибо за автореферат, скачал. Каково ваше мнение о теории предложенной автором?

[Агдамыч]

Ну что сказать... Во-первых, у нас в руках не сама работа, а автореферат на неё. Многих картинок мы не увидим, к сожалению. А Вы знаете, что пора, находящаяся в нужном месте останавливает дальнейший рост трещины и, как следствие, ведёт к повышению прочности материала? Боюсь прослыть занудой, но вот Вам ещё один факт из моей практики:
смастрячил я тут порошок (Y-PSZ, зубная тематика), замерил на нём почти 1100 МПа. Покупатель нашёл 800. Проверка другим человеком у нас на фирме тоже 900 обнаружила. С другим порошком из этой-же тематики: я намерил 400, а мой контроллёр - под 600 МПа. Подготовка проб - идентичная, число проб не меньше десятка
Не всё ещё: стандартное отклонение в 20% по такой методе - не редкость. Поэтому мне интересно, сколько проб было поломано автором статьи. Я-бы не начал писать работу не проведя сотни-другой опытов.
Обработка проб - важнейший фактор. Ещё пример: коммерчески продаваемые %детальнейм% из оксида алюминия (одного нашего конкурента) мы можем улучшить на 10% по прочности, просто подшлифовав в нужном месте.
Впрочем, автор статьи в паре мест и сам признаёт, что поры - ещё не всё:

Помимо этого, необходимо обеспечить постоянство остальных параметров структуры. Учитывая достаточно долгую историю этого вопроса, к настоящему времени сложился определенный подход к его решению. В его основе лежит изменение технологии изготовления интересуемого материала или, что чаще, отдельных параметров технологии. При этом, как правило, происходит изменение других структурных характеристик, также оказывающих влияние на прочностные свойства.

Хочется посоветовать автору вместо дорогостоящих и времязатратных методов исследований быстренько нарисовать кривую "плотность vs. прочность".
Я, конечно, с карбидом кремния и силикатной керамикой работал не очень-уж плотно, но посмотрите на снимки силикатов: там не поры надо считать, а точки соприкосновения отдельных кристаликов.
Сугубо ИМХО. Ваши-то какие впечатления? Можно пополемизировать.
УПД. Чёта мания преследования у меня - зачистил парочку инфы

[himdim2012]

Но мне понравился подход изложенной автором как-то не стандартно. В предыдущих постах как-то упоминали про теоретическую прочность, интересно если проэкстрополировать к нулевой пористости график, то прочность сильно будет отличаться от расчетной? Проверьте на своих образцах.

Что касается погрешности в 20 % , если мне не изменяет память, то это нормально для любого межлабораторного опыта.

Хочется посоветовать автору вместо дорогостоящих и времязатратных методов исследований быстренько нарисовать кривую "плотность vs. прочность".
Я, конечно, с карбидом кремния и силикатной керамикой работал не очень-уж плотно, но посмотрите на снимки силикатов: там не поры надо считать, а точки соприкосновения отдельных кристаликов.

График плотности от прочности что нам даст? Конечно пористость с плотностью связано, но не всегда однозначно.
Про снимки кристаликов, а есть такой метод по определять прочность по точкам соприкосновениям отдельных кристалликов ? Снимок все таки не макропараметр, и врят ли он будет характеризовать весь образец целиком. Хотя я может ошибаюсь.

[Агдамыч]

интересно если проэкстрополировать к нулевой пористости график, то прочность сильно будет отличаться от расчетной? Проверьте на своих образцах.

А у меня пористость нулевая или меньше предела обнаружения.

Что касается погрешности в 20% , если мне не изменяет память, то это нормально для любого межлабораторного опыта.

А в опыте, проведённом одним человеком на десяти образцах?

График плотности от прочности что нам даст?

Ну... Вот автор измеряет поры нехилыми способами, анализирует их распределение по размерам и даже их взаимное расположение. Потом по другой оси откладывает прочность. Получает кривую прямую. Вот мне и интересно: получится такая-же кривая, если измерить просто плотность/открытую пористость Архимедом? Намного-же быстрее.

Про снимки кристаликов, а есть такой метод по определять прочность по точкам соприкосновениям отдельных кристалликов?

Не, про точки соприкосновения я выдумал. Я имел ввиду, что на картинках силикатов не поры в материале, а, скорее, одна ЗДОРОВЕННАЯ!!! пора/пространство и вот в этом-то пространстве конструкция висит из перемычек. Т.е., ИМХО, говорить о распределении множества пор в этом случае бессмыссленно.

[himdim2012]

]Не, про точки соприкосновения я выдумал. Я имел ввиду, что на картинках силикатов не поры в материале, а, скорее, одна ЗДОРОВЕННАЯ!!! пора/пространство и вот в этом-то пространстве конструкция висит из перемычек. Т.е., ИМХО, говорить о распределении множества пор в этом случае бессмыссленно.

но если говорить об общей пористости, то особо не важно какие там поры, 10 штук по 100 нм, или одна 1000 нм, правда плюс минус небольшие погрешности измерений.

про плотность-пористость посмотрю на своих образцах, самому стало интересно.

мне собственно в этой работе понравился теоретический метод, описание зависимости прочности от пористости, простой и понятный. Что вы думаете по этому поводу?

Кстати не поделитесь методикой получения безпористой керамики, я на своих образцах попробую?

[Агдамыч]

но если говорить об общей пористости, то особо не важно какие там поры, 10 штук по 100 нм, или одна 1000 нм

Этого я не знаю. Всегда считал, что лучше больше, но мельче, чем одна, но большая пора.

описание зависимости прочности от пористости, простой и понятный. Что вы думаете по этому поводу?

Интересно, да. Всегда интересно проверить так-же, работает или нет, но мне не дадут таким заниматься тут: мы коммерсы и если я начну пористые образцы ломать, мне голову оторвут. Как я уже говорил - нам чем меньше пор, тем лучше.

Кстати не поделитесь методикой получения безпористой керамики, я на своих образцах попробую?

Кстати, какая у Вас керамика, потому что и от этого тоже зависит. Пример : Y-PSZ можно готовить не напрягаясь, просто протирая массу через сито - пор будет мало. Оксид алюминия без пор, однако, таким образом получить уже трудно. У меня есть мысли по поводу "почему", но кто его знает, как на самом деле?
Вообще: отсутствие пор надо программировать уже в спрессованном виде. Если спрессованный кусок содержит большие поры, его потом хоть в вакууме спекай с последующим горячим прессованием - всё без толку.
Однородность распределения связки в шликере/порошке имеет большое значение.
Короче, Вы спросите конкретно, а то я не знаю Ваш уровень подготовки. Про что рассказывать-то?

[himdim2012]

Но если человек не делает мембраны из керамики, то ему всегда чем меньше пор тем лучше.

У нас кремнеземистая керамика которую мы армируем(например отходами SiC), и пористость < 15 % получить не удается.
А вы с другими видами керамики не работали?