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Reiter, H.; Hoffmann, B.; Morsch, A.; Arnold, W.; Schneider, E.
Fraunhofer-Institut fuer Zerstoerungsfreie Pruefverfahren, Saarbruecken (Germany, F.R.); Bundesministerium fuer Forschung und Technologie, Bonn (Germany, F.R.)1988
Fraunhofer-Institut fuer Zerstoerungsfreie Pruefverfahren, Saarbruecken (Germany, F.R.); Bundesministerium fuer Forschung und Technologie, Bonn (Germany, F.R.)1988
AbstractAbstract
[en] This report discusses the influence of defects on the failure behavior of ceramic materials under four-point bending stress. In this connection various Si3N4 and SiC materials with and without artificially introduced defect particles (Fe, WC, Si, pores) were examined by the following non-destructive test methods: photoacoustic microscopy, scanning laser acoustic microscopy, microfocus roentgenoscopy and ultrasound transit-time measurements. Finally, a four-point bending test and a fracture-mechanical evaluation of the fracture-incuding defects were carried out at the Institute for reliability and failure studies in mechanical engineering of the University of Karlsruhe. According to the type of stress the samples predominantly failed in the case of defects in the surface zone of the side in tension. Among the ndt methods applied the photoacoustic microscopy as a typical surface testing method could predict most of the fracture-inducing defects (30-50 %) without causing destruction. In this connection a different detection sensitivity which corresponds to the thermal reflection factors became apparent according to the type of defect. Furthermore the reports describes the results of some preliminary tests on ndt of green ceramics. In these investigations both the microfocus roentgenoscopy test and the roentgen computed tomography showed a high potential of detecting inhomogeneities and defects in green Si3N4 and SiC components. (orig.)
[de]
Der vorliegende Bericht diskutiert den Einfluss von Fehlern auf das Versagensverhalten keramischer Werkstoffe bei einer 4-Punkt-Biegebelastung. Hierzu wurden verschiedene Si3N4- und SiC-Materialien mit und ohne kuenstlich eingebrachte Fehlerteilchen (Fe, WC, Si, Poren) mit den zerstoerungsfreien Pruefverfahren photoakustische Mikroskopie, Scanning Laser Acoustic Microscopy, Mikrofokus-Roentgen und Ultraschallaufzeitmessungen untersucht. Anschliessend erfolgte im Institut fuer Zuverlaessigkeit und Schadenskunde im Maschinenbau der Universitaet Karlsruhe eine 4-Punkt-Biegepruefung und bruchmechanische Bewertung der bruchausloesenden Fehler. Der Belastungsart entsprechend versagten die Proben ueberwiegend an Fehlern in der Oberflaechenzone der Zugseite. Unter den eingesetzten zfP-Verfahren konnte die photoakustische Mikroskopie als typische Oberflaechenpruefmethode mit 30-50% die meisten bruchausloesenden Fehler zerstoerungsfrei voraussagen. Dabei zeigte sich je nach Fehlerart eine den thermischen Reflexionsfaktoren entsprechende unterschiedliche Nachweisempfindlichkeit. Des weiteren gibt der Bericht die Ergebnisse von einigen ersten Untersuchungen zur zfP von Gruenkeramik wieder. Hierbei zeigte sowohl die Mikrofokus-Roentgen-Durchstrahlungspruefung als auch die Roentgen-Computer-Tomographie ein hohes Potential zum Nachweis von Inhomogenitaeten und Fehlern in gruenen Si3N4- und SiC-Bauteilen. (orig.)Original Title
Qualitaetssicherung keramischer Werkstoffe und Komponenten. Hochaufloesende zerstoerungsfreie Pruefung insbesondere der Oberflaeche von keramischen Bauteilen
Primary Subject
Secondary Subject
Source
18 Nov 1988; 97 p; CONTRACT BMFT 03 M 2003 0
Record Type
Report
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