Novos progressos foram feitos na tecnologia de testes de dependência da taxa de deformação para cerâmicas de alumina
Nos últimos anos, com a ampla aplicação de materiais cerâmicos avançados em áreas como aeroespacial, defesa nacional e indústria militar, as características de resposta dinâmica decerâmica de aluminasob altas taxas de carga de deformação tornaram-se um ponto de pesquisa. A fim de revelar a correlação entre seu comportamento mecânico e taxa de deformação, equipes de pesquisa científica no país e no exterior realizaram pesquisas sistemáticas por meio de métodos experimentais inovadores, e as tecnologias de teste relacionadas e as realizações de aplicação receberam muita atenção.
Em termos de tecnologia de teste dinâmico, a Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) se tornou uma ferramenta essencial, capaz de simular condições de carga complexas que variam de quase estáticas a altas taxas de deformação. Ao combinar fotografia de ultra-alta velocidade com análise de correlação de imagem digital (DIC), os pesquisadores alcançaram a captura em tempo real da evolução do campo de deformação interna dos materiais e observaram os padrões do caminho de propagação da fissura e a velocidade mudando com a taxa de deformação. Por exemplo, sob a carga combinada de compressão-cisalhamento, a resistência equivalente decerâmica de aluminadiminui significativamente à medida que o ângulo de cisalhamento aumenta, e há uma correlação positiva entre a velocidade de propagação da trinca e a taxa de deformação, revelando o mecanismo de influência da localização da deformação de cisalhamento na falha do material.
Além disso, a tecnologia experimental de compressão de choque também foi aplicada à pesquisa de ambientes com taxas de deformação extremamente altas. Por meio do projeto de ondas de choque planares e do teste com o VISAR (Velocity Interferometer System for Any Reflector), os cientistas analisaram as características de falha dinâmica decerâmica de aluminasob condições de deformação unidimensionais, fornecendo uma base experimental para a compreensão de seu limite elástico Hugoniot e a propagação de ondas de falha sob choque de alta pressão.
Vale a pena notar que a sensibilidade da taxa de deformação mostra diferenças significativas sob diferentes modos de carga. Estudos têm mostrado que a resistência à compressão decerâmica de aluminatem uma dependência maior da taxa de deformação do que da resistência à tração. Essa diferença está intimamente relacionada à transição do modo de propagação de trinca (fratura transgranular e fratura intergranular). Sob carga quase estática, a fratura intergranular é o modo principal, enquanto a carga dinâmica tem mais probabilidade de causar fratura transgranular. Essa característica de resposta da microestrutura fornece uma referência importante para o projeto do material.
No futuro, com a integração profunda de tecnologias de caracterização multi-escala e modelos computacionais, a pesquisa sobre o efeito da taxa de deformação decerâmica de aluminaimpulsionará ainda mais a inovação de aplicações em áreas como proteção antiimpacto e equipamentos de alta energia.