Физико-механични и
деформационни свойства

Плътност и порестост

Порестите керамични материали се характеризират с
няколко основни показатели:

По форма порите биват

Oтвoрени – пропускащи течности и газове,
отворени от двете страни;

Закрити – които са едностранно отворени и при
вакуумиране или варене могат да се запълнят с течности и газове

Затворени – непропускащи никакви течности и
газове.

Истинска плътност– отношението на
масата на материала (m) към неговия обем (Vm),без порите

Привидна плътност – отношението на
масата на материала (m) към заетия от него обем заедно с порите (V)

Привидна порестост – определя се от
съотношението на обема на всички отворени пори на тялото (Vo) към неговия обем с
порите (V)

Затворена порестост – определя се от
съотношението на обема на всички затворени пори на материала (Vз) към неговия обем с
всичките му пори (V)

Обща или истинска порестост - отношение
на общия обем на порите на образеца /отворени и затворени/ (Voбщ) към неговия
обем с всички пори (V)

Водопоглъщаемост се нарича отношението
на количеството на водата, която може да навлезе в откритите пори на керамичния
череп към сухата маса на черепа.

свойство даващо информация за
плътността и порестостта на материалите

Водопоглъщаемостта се определя от
разликата между масата на наситения с вода образец и масата на сухия образец

Механична якост

устойчивостта на материалите към външни
натоварвания, които да причинят тяхното разрушаване

За керамичните материали при
обикновена температура е характерно крехкото разрушаване, което настъпва след малка еластична деформация.

керамичните изделия често са подложени едновременно на няколко вида механични въздействия

якост на огъване

якост на опън

якост на натиск

при финокерамичните материали

при строителната керамика и огнеупорите

максималното напрежение, при което
материалът се разрушава под действието на сила на натиск

Якостта на натиск много зависи от свойствата на суровините, подготовката им, условията на изпичане на изделията и др.

Порите съществено понижават якостта на изделията.

максималното напрежение, при което материалът се разрушава под действието на сили на огъване

Изразява се с отношението на разрушаващия огъващ момент към съпротивителния момент на сечението.

Якостта на огъване съставя от 1/3 до 1/5 от якостта на натиск.

максималното напрежение, при което материалът се разрушава под действието на сили на опън

Тя съставя от 1/6 до 1/8 от якостта на натиск.

от 10-20 МРа за строителна керамика до 1000 – 1500 МРа за отделни видове техническа керамика

Пластична деформация

за конструкционни материали при
работа при високи температури

Пластичната деформация е тази при която се извършват необратими изменения на формата на изделията.

Скоростта, с която протича пластичната деформация на кристалите се определя от количеството на движещите се дислокации и скоростта на тяхното движение.

Когато материалите се подлагат на натоварване при високи температури се наблюдава пълзене на материала.

В поликристалната керамика, при повишени температури, освен пълзене в резултат на движение на дислокации съществуват три нови механизми на деформация:

деформация по границите на зърната

приплъзване на дислокации от една плоскост
на движение в друга

дифузия на ваканции

Най-малка скорост на пълзене се наблюдава при материали, които са най-чисти от примеси.

пълзенето нараства силно при наличие на неголеми количества леснотопими примеси

Еластична деформация и якост

Крехкост

Крехкото разрушение на керамичните
материали протича на два стадия:

Образуване на пукнатини;

Нарастване на пукнатините до пълно
разрушаване.

дефекти в
материалите

разликата в коефициента на термично разширение на фазите в материала

порестостта на материала, тъй като порите се явяват концентратори на напрежение

Разрушаването на материалите зависи от
тяхната микроструктура

закона на Хук з = (1/E).о

Е – модул на Юнг /модул на еластичност/

изразява силата на съпротивлението на материала срещу приложеното усилие, което се стреми да
промени разстоянието между атомите и йоните, т. е модулът на Юнг отразява силата на химичната връзка.

Материалите с ковалентна химична връзка имат висок модул на Юнг.