设计与工程陶瓷

亚历克斯麻省理工学院/伤风

工程陶瓷的应用程序,历史上有很多例子模仿设计基于一个金属的性能导致相当大的陶瓷组件的失败。

在陶瓷工程设计中,有必要研究材料属性、操作环境和使用的制造工艺。尺寸公差、可靠性等因素,过早失效的风险,成本和组件在陶瓷设计中几何是有限的。

应用程序需求

任何陶瓷工程设计的先决条件是一个明确的和优先规范应用程序的需求。那么,功能组件应该执行的条件将是什么经验?对于大多数的工程应用,将涉及以下注意事项:

• 加载组件将不得不忍受,更特别,应力分布形式
• 操作温度包括瞬变
• 与操作相关的化学环境
• 潜在的影响和磨损
• 其他外部环境因素如高磁场或电场和电离辐射

属性的局限性

应用条件比较合适属性的材料陶瓷材料选择的第一阶段结束。这显然是容易的任务通常是由属性数据的缺乏,特别是在适当的条件下测量的数据。

通常的物业资料来源陶瓷参考书,通常局限在范围和指定类的材料,或供应商的数据表,提供典型值或范围的属性通过特定的材料。欧洲杯足球竞彩缺少适用的数据,设计师必须准备处理需要测量材料的属性。欧洲杯足球竞彩

预测的性能

在材料的后续步骤选择过程中,陶瓷性能预测的应用程序。这将考虑众多特定组件上的属性的依赖特性,如形状和大小,以及与相邻组件的接口。

有限元及其他数学建模方法是非常重要的在评估陶瓷组件的行为,主要是在复杂应力条件或瞬态机械和热条件。

在许多情况下,证据确凿的性能预测是基于可用的材料属性。在其他情况下,最简单、最经济的方法是开发组件和评估其性能直接在应用程序中。

制造和生产问题

组件的制造技术选择是基于它的形状和大小,以及生产的经济学,它本身是主要控制的生产速度。

制造技术还建立流程相关缺陷的类型和数量,而限制所能达到的性能和可靠性。例如,相同的部分是由注浆成型法,紧迫,解雇不顾density-display相同,但不同的微观缺陷有关的形状和大小(例如,小裂缝压力项和泡沫滑铸造项目)。

这些将导致强度和韧性的差异可能使组件由一个技术不适合应用程序。

测量性能的可靠性是最重要的特性之一的影响制造技术。测试结果的统计散射形成的一批陶瓷试样可用于预测组件失败的概率在指定的操作环境。

因此,组件可以被提炼(超)实现一个可接受的失败率。什么构成一个可容忍的故障率将取决于应用程序的意义,特别是在应用程序中被认为是最具挑战性的威胁生命。

选择制造技术后,该设计器必须评估属性数据和建立,它仍然是相关的,并且任何数学建模,进行了保持有效。