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1

TÉCNICAS DE INDENTACIÓN: MEDICIÓN DE PROPIEDADES MECÁNICAS EN CERÁMICAS/ INDENTATION TECHNIQUES: MECHANICAL PROPERTIES MEASUREMENT OF CERAMICS

MEZA, JUAN MANUEL; CHAVES, CESAR A.; VÉLEZ, JUAN MANUEL
2006-07-01

Resumen en español : Las técnicas de indentación poseen una gran versatilidad que permite evaluar propiedades mecánicas en volúmenes inferiores a 0.001 µm3, hasta volúmenes del orden de los mm3, útil tanto en materiales compuestos como en volumen. Este artículo hace una revisión general de los fundamentos de éstas técnicas. También se muestran algunas de las dificultades que surgen cuando éstas son aplicadas a la medición de propiedades mecánicas de materiales cerámicos, tal (mas) es como su dureza tenacidad a la fractura, módulo de elasticidad y adherencia de capas cerámicas en sustratos metálicos. Para esto se utilizan algunos materiales cerámicos en volumen como alúmina Al2O3, Titanato de Bario BaTiO3 y capas TiN depositadas sobre acero M2. Resumen en inglés Indentation techniques offer a width spread possibilities to measure mechanical properties in small volumes ranged from 0.001 µm3, to volumes of several mm3, useful in both bulk and in composite materials. This paper discus some of the fundamentals of the indentation theory and shows some important draw falls when indentation techniques are utilized to evaluate mechanical properties of ceramic materials. Among the properties are hardness, fracture toughness, elastic modu (mas) lus and film adherence to substrate. To achieve it, bulk ceramic materials as Al2O3, Barium Titanate BaTiO3 and TiN films deposited onto M2 tool steel were used as a case study.

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Ultra-high–strength Bainitic Steels

García Mateo, Carlos; García Caballero, Francisca
2005-01-01

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Threshold strength evaluation on an Al2O3–ZrO2 multilayered system

Bermejo, R.; Torres, Y.; Baudín de la Lastra, Carmen; Sánchez-Herencia, A.J.; Pascual, J.
2007-01-01

Digital.CSIC (Spain)

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Propiedades Mecánicas y Comportamiento a Fractura de un Polipropileno Homopolímero comparado con un Copolímero de impacto grado comercial

Mireya, Matos; Sánchez, Johan J.; Jiménez, María C.; Salas, Laura; Santana, Orlando O; Gordillo, Antonio; Maspoch, María Ll.; J. Müller, Alejandro
2005-01-01

Resumen en español Se realizó una caracterización mecánica detallada de dos polipropilenos (PP) venezolanos grado inyección: un polipropileno isotáctico homopolímero (PPh) y un material comercializado como "copolímero de impacto" (PPc). Entre las propiedades evaluadas y ensayos realizados se encuentran: la densidad de los compuestos, ensayos de índices de fluidez másico y volumétrico, evaluación morfológica mediante Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), caracterización té (mas) rmica a través de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y determinación de temperaturas de reblandecimiento HDT y Vicat. La variación de las propiedades mecánicas de los PP se obtuvo a partir de ensayos de tracción, flexión en tres puntos e impacto por caída de dardo a 23 y -30ºC. El análisis del comportamiento a la fractura se llevó a cabo por medio de los postulados de Mecánica de la Fractura Elástico Lineal (LEFM) y por un análisis fractográfico. De acuerdo a los resultados obtenidos a partir de la caracterización térmica y morfológica realizada a los materiales empleados se puede concluir que el PPc es un material bifásico con una matriz de PP y una fase dispersa elastomérica de naturaleza polietilénica. No obstante, una caracterización mecánica exhaustiva demostró que el PPc, aunque con una limitada deformación a la ruptura en tracción posiblemente causada por la decohesión entre matriz y fase dispersa, sí posee una mayor capacidad de deformación plástica y de absorción de energía mecánica que el PPh, ante una solicitación mecánica de impacto. El estudio fractográfico demostró que la segunda fase en el PPc es capaz de modificar los micromecanismos de deformación plástica de la matriz de PP para permitir aumentar su tenacidad bajo cargas de impacto. Palabras Claves: Polipropileno, Copolímero de Impacto, Propiedades Mecánicas, Mecánica de la Fractura. Resumen en inglés A detailed mechanical characterization of two injection molding grade Venezuelan Polypropylenes (PP), an isotactic Polypropylene homopolymer (PPh) and a material which is marketed as "impact copolymer" (PPc), was carried out. Among the properties that were evaluated, the following can be found: density measurements, conventional and volumetric melt flow index, Scanning Electron Microscopy (SEM) for morphological evaluation, thermal characterization through Differential Sc (mas) anning Calorimetry (DSC), HDT and Vicat softening points. The mechanical properties were determined by evaluating tensile, three point bending and falling dart impact testing methods at 25 and -30°C. The fracture behavior was analyzed by employing the Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) theory and by fractography. According to the results obtained by thermal and morphological characterization of the materials employed, it can be concluded that PPc is a biphasic material with a PP matrix and an elastomeric dispersed phase of polyethylenic nature. Nevertheless, an exhaustive mechanical characterization demonstrated that, even though PPc possesses a limited strain at break (possibly caused by the decohesion between the matrix and the dispersed phase), it is capable of undergoing a large plastic deformation and mechanical energy absorbance upon the application of an impact load. The fractography study showed that the dispersed phase in the PPc is capable of modifying the micromechanisms of plastic deformation of the PP matrix in order to enhance its toughness under impact load.

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New Cementitious Materials Based on Alkali-Activated Fly Ash: Performance at High Temperatures

Fernández-Jiménez, Ana; Palomo, Angel; Pastor, José Y.; Martín, Antonia
2008-08-26

Digital.CSIC (Spain)

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Influence of the SiC grain size on the wear behaviour of Al2O3/SiC composites

Belmonte, Manuel; Nieto, M.I.; Osendi, María Isabel; Miranzo, Pilar
2006-01-01

Digital.CSIC (Spain)

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Fracture toughness, strength and slow crack growth in a ceria stabilized zirconia–alumina nanocomposite for medical applications

Benzaid, Rajaa; Chevalier, Jérôme; Saâdaoui, Malika; Fantozzi, Gilbert; Nawa, Masahiro; Díaz, Luis Antonio

6 pages, 10 figures, 2 tables.-- Printed version published Sep 2008. | Mechanical properties and slow crack growth (SCG) behavior of a 10Ce-TZP/Al2O3 nanocomposite currently developed as a biomaterial are considered. Fracture toughness is determined for sharp, long (double torsion) and short (indent...

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Fracture toughness, strength and slow crack growth in a ceria stabilized zirconia–alumina nanocomposite for medical applications

Benzaid, Rajaa; Chevalier, Jérôme; Saâdaoui, Malika; Fantozzi, Gilbert; Nawa, Masahiro; Díaz, Luis Antonio; Torrecillas San Millán, Ramón
2008-06-24

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Evaluacion termica, mecanica y electrica de materiales compuestos cordierita-mullita

Camerucci, M.A.; Urretavizcaya, G.; Cavalieri, A.L.
2000-10-01

Resumen en inglés Commercially available cordierite and mullite powders were used to obtain cordierite and cordierite-30wt% mullite materials by attrition milling, uniaxial pressing and sintering. Cordierite powders were the coarse (D50 = 1.82 mum), medium (D50 = 0.9 mum) and fine (D50 = 0.45 mum) single granulometric fractions and binary mixtures of them. Mullite powder employed in composites was the 7 h-attrition milled one (D50 = 1.3 mum). Hardness (H V) and fracture toughness (K IC) we (mas) re measured by Vickers indentation techniques. Composites showed higher H V and K IC than cordierite matrices. In both materials, H V and K IC diminish with the increasing porosity. Dielectric constant (epsilon) and losses (tan delta) were determined at 1 MHz. An increase in epsilon and tan delta values was registered when mullite was present in composites with respect to cordierite material. Higher the porosity, epsilon was lower and tan delta increased. The thermal expansion coefficients (alpha) were determined up to 1000 °C resulting the alpha of the composite close to that of the silicon.

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Control de la tenacidad de los hormigones reforzados con fibras usando el ensayo de doble punzonamiento (ensayo barcelona)/ Quality control of fiber reinforced concretes by mean of double punshing test (barcelona test)

Carmona Malatesta, Sergio; Aguado de Cea, Antonio; Molins Borrell, Climent; Cabrera Contreras, Manuel
2009-08-01

Resumen en español Tradicionalmente, se utiliza el ensayo de vigas prismáticas sometidas a flexión para caracterizar la resistencia y el comportamiento en el régimen post fisuración del hormigón reforzado con fibras (HRF). Sin embargo, estos ensayos presentan una alta dispersión en sus resultados cuestionando su empleo para el control sistemático del HRF en obras; tienen, además el inconveniente de tratarse de ensayos complejos que requieren de probetas pesadas y de personal de labo (mas) ratorio altamente calificado. Alternativamente, se ha propuesto el uso de otros ensayos normalizados de tracción directa e indirecta para realizar la caracterización de propiedades de los HRF, pero éstos han resultado ser muy complejos de ejecutar, sin obtener grandes mejoras en relación a la alta dispersión de los resultados. Con la finalidad de solucionar esta serie de inconvenientes, se ha propuesto el uso de un ensayo de tracción indirecta basado en una configuración del ensayo de doble punzonamiento, al que se ha denominado "Ensayo Barcelona". Este ensayo requiere de probetas de pequeñas dimensiones, con una alta superficie específica de fractura, permitiendo obtener valores representativos de la resistencia y de la tenacidad del material, con un coeficiente de variación de los resultados inferior al 13%, valor que es considerablemente menor a los alcanzados con otras metodologías experimentales. En este artículo se presentan los resultados de diferentes campañas experimentales, que permiten validar el uso del ensayo Barcelona como una metodología experimental adecuada para la sistemática caracterización del HRF en obras Resumen en inglés Traditionally, flexural testing of prismatic beams is used to characterize the strength and behavior in post - cracking regime of fiber - reinforced concretes (FRC). These tests exhibit a high dispersion in their results, and therefore invalidate the use of such tests for the systematic control of FRCs works. Also, they have the disadvantage of being complex tests, which require heavy specimens and highly qualified staff. The use of other standard tests of direct and indi (mas) rect tensile strength has also been intended, which have proved very complex to implement and also have high dispersion. Aiming to solve this set of problems, an indirect tensile test based on the configuration of double punching test, called the Barcelona test, has been proposed to control tensile behavior of FRC. This test requires smaller specimens, with a high specific surface of fracture, allowing to obtain values representative of strength and toughness of materials, with considerably less dispersion than other experimental methodologies. This paper presents the results of different experimental campaigns, which validate the use of Barcelona test as a suitable methodology to systematic characterization FRC in works

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Comportamiento mecánico de materiales cerámicos estructurales | Mechanical behaviour of structural ceramics

Bueno, S.; Baudín de la Lastra, Carmen

[ES] El uso de los materiales cerámicos en aplicaciones estructurales está limitado por la falta de fiabilidad asociada a su comportamiento frágil durante la fractura. Para extender su aplicación se ha propuesto el diseño de microestructuras que presenten tolerancia a los defectos debido a la actuac...

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Comportamiento mecánico de materiales cerámicos estructurales

Bueno, Salvador; Baudín de la Lastra, Carmen
2007-05-01

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CARACTERIZACIÓN REOLÓGICA DE LA YUCA (MANIHOT ESCULENTA CRANTZ) PARTE I: RESPUESTA A LA COMPRESIÓN UNIDIRECCIONAL/ RHEOLOGICAL CHARACTERIZATION OF THE CASSAVA ROOT (MANIHOT ESCULENTA CRANTZ)PART ONE: RESPONSE TO UNIDIRECTIONAL COMPRESSION.

CIRO VELÁSQUEZ, HECTOR JOSÉ; LARGO AVILA, STEBAN; CASAFÚS PIEDRAHITA, HAMED SANTIAGO
2007-03-01

Resumen en español Se presentan los resultados de una investigación experimental del comportamiento reológico de los productos agrícolas a través de la determinación y análisis de las curvas de flujo de la yuca (Manihot esculenta crantz) variedad chirosa obtenidas en compresión unidireccional. Las propiedades reológicas evaluadas fueron la resistencia mecánica del producto hasta el punto de falla (esfuerzo y deformación unitaria), tenacidad y módulo de deformabilidad . Los tubér (mas) culos fueron sometidos a pruebas de compresión unidireccional hasta la fractura a una velocidad de deformación de 1 mm/s, condiciones de temperatura y humedad relativa de 21ºC y 65% respectivamente. Los ensayo reológicos fueron evaluados en dos sentidos de carga de acuerdo a las fibras (longitudinal y transversal) y dos niveles de contenido de humedad (producto fresco y producto deshidratado). Los análisis estadísticos mostraron que el comportamiento reológico del producto depende del contenido de humedad del producto y el sentido de carga, indicando que el material vegetal presenta una resistencia mecánica a la falla (esfuerzo de falla) y tenacidad mas alta en sentido longitudinal que transversal. Además la rigidez del producto expresada por el modulo de deformabilidad indica que el producto es menos rígido a medida que se diminuye el contenido de humedad del producto. Resumen en inglés The results of the behavior of agricultural products through the determination and analysis of the flow curves of the Cassava (Manihot esculenta crantz) chiroza variety subjected to unidirectional compression are given in this experimental research. The rheological properties such as failure stress, strain until the rupture, toughness and deformability modulus were determined. The cassava samples were subjected to unidirectional compression until the point failure under a (mas) constant deformation rate of 1 mm/s and environmental conditions of temperature and relative humidity of 21ºC y 65%, respectively. The rheological tests were evaluated in two loading senses according to the fiber direction of the material (longitudinal and transversal) and two moisture contents levels (raw and dried product). The statistical analyses showed that the rheological behavior of the product depends on the moisture content and the loading direction, indicating that the vegetal material offers a mechanical resistance to the failure ( fracture stress) and toughness or energy density higher in sense longitudinal than transversal. In addition the rigidity to the product expressed by its module of deformability indicates that the product is less rigid as the moisture content of the product diminishes.

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