ΜΜ11 | Κεραμικά Σύνθετα Υλικά

Μεταπτυχιακός Κύκλος Σπουδών | Κεραμικά Σύνθετα Υλικά

Τα κεραμικά υλικά γενικά έχουν εξαιρετικά ελκυστικές ιδιότητες: υψηλή αντοχή και υψηλή δυσκαμψία σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, είναι χημικά αδρανή, έχουν χαμηλή πυκνότητα κλπ.

Αυτό το ελκυστικό πακέτο ιδιοτήτων χάνεται από ένα βασικό τους μειονέκτημα, έχουν εξαιρετικά μικρή αντίσταση στη διάδοση ρωγμών (fracture toughness). Τα κεραμικά υλικά είναι επιρρεπή σε καταστροφικές αστοχίες παρουσία μικρο-ελαττωμάτων (επιφανειακών ή εσωτερικών). Είναι εξαιρετικά ευάλωτα σε θερμικό σοκ και καταστρέφονται εύκολα κατά τη διάρκεια της κατεργασίας και / ή της χρήσης τους. Είναι επομένως κατανοητό ότι απαιτείται η αύξηση της αντίστασης των κεραμικών υλικών στη διάδοση ρωγμών και αυτό μπορεί να γίνει με την εισαγωγή κεραμικών ινών μέσα στο κεραμικό υλικό. Η ενσωμάτωση κεραμικών ινών μέσα στην κεραμική μήτρα του υλικού δημιουργεί Σύνθετα Κεραμικά Υλικά (CMCs) και με τον τρόπο αυτό αυξάνεται η αντίσταση του υλικού στη διάδοση ρωγμών και αξιοποιείται η υψηλή αντοχή και δυσκαμψία των κεραμικών  σε υψηλή θερμοκρασία και η χημική τους αδράνεια σε χημικά επιθετικά περιβάλλοντα,  χωρίς να διακινδυνεύσουν από μία καταστροφική αστοχία.

Σκοπός του μαθήματος είναι η κατανόηση της βασικής έννοιας των σύνθετων υλικών κεραμικής μήτρας και ο τρόπος με τον οποίο η κεραμική μήτρα σε συνδυασμό με την ενίσχυση των ινών αυξάνει την αντίσταση στη θραύση και συμβάλλει στο σχεδιασμό με ανοχή βλάβης κατασκευών που προορίζονται να λειτουργήσουν σε υψηλή θερμοκρασία και / ή χημικά επιθετικό περιβάλλον σε συστατικά ζωτικής σημασίας για υψηλή θερμοκρασία.