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• W4230432979 abstract "The fracture toughness of a range of oxide ceramics, namely aluminas with various grain sizes, Y2O3-stabilized tetragonal zirconia polycrystals (Y-TZP), MgO-partially stabilized zirconias (Mg-PSZ) and zirconia-toughened ceramics (ZTC), has been measured by the single edge notch beam (SENB) technique using machined notches of varying widths from 150 to 1800 μm. It was found that the response of each material was critically dependent on its microstructure. Experimental results show that where ‘dynamic’ toughening mechanisms occur, such as transformation toughening, SENB toughness depends strongly on the notch width. For example, the SENB toughness of Y2O3-stabilized tetragonal zirconia polycrystals and MgO-partially stabilized zirconia ceramics, which are typical of transformation toughened ceramics, increases significantly with increasing notch width when the notch width is less than 1 mm. A further increase in the notch width results in only a slight increase in the SENB toughness. Zirconia-toughened alumina (ZTA) ceramics show similar behaviour, although the increase in SENB toughness is smaller than that for Y-TZP ceramics. The notch width dependence of SENB toughness for the transformation toughened ceramics is related to the transformation zone at the notch tip, induced by diamond blade machining. In contrast, the SENB toughness of alumina ceramics shows very little response to the variation in notch width. A discussion on the relationships between SENB toughness values measured and the operative toughening mechanisms is presented.Die Bruchzähigkeit einer Reihe verschiedener oxidischer Keramiken, nämlich von Aluminiumoxid mit verschiedenen Korngrößen, von polykristallinem Y2O3-stabilisiertem Zirkoniumoxid (Y-TZP), von MgO-partiell-stabilisiertem Zirkoniumoxid (Mg-PSZ) und von Zirkoniumoxid-verstärkten Keramiken (ZTC) wurde an einseitig gekerbten Biegebruchstäbchen (SENB) gemessen, wobei vorher jeweils verschiedene Kerbweiten von 150 bis 1800 μm eingearbeitet wurden. Es konnte gezeigt werden, daß das Materialverhalten sehr empfindlich vom Gefüge abhängt. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, daß für den Fall der ‘dynamischen’ zähigkeitssteigernden Mechanismen, wie zum Beispiel Zähigkeitserhöhung durch Umwandlungen, die Kerbbiegebruchzähigkeit stark von der Kerbweite abhängt. So nimmt die Kerbbiegebruchzähigkeit von polykristallinem Y2O3-stabilisiertem Zirkoniumoxid und von mittels MgO-partiell-stabilisiertem Zirkoniumoxid, zwei typischen Vertretern für die Zähigkeitssteigerung durch Umwandlung, drastisch mit zunehmender Kerbweite zu, wenn die Kerbweite geringer als 1 mm ist. Eine weitere Vergrößerung der Kerbweite führt nur zu einer geringen Kerbbiegebruchzähigkeitssteigerung. Zirkoniumoxid-verstärktes Aluminiumoxid (ZTA) zeigt ein ähnliches Verhalten, obgleich die Zähigkeitssteigerung geringer ausfällt als für die Y-TZP-Keramiken.La résistance à la fracture d'une série de céramiques à base d'oxydes, comme de l'alumine ayant une taille de grain variable, de la zircone polycristalline tétragonale stabilisée par Y2O3 (Y-TZP), de la zircone stabilisée partiellement par MgO (Mg-PSZ), et des céramiques renforcées par de la zircone (ZTC), a été mesurée par flexion trois points entaillée (SENB) avec des entailles faite mécaniquement et de largeur varient entre 150 et 1800 μm. On a constaté que la réponse de chaque matériau dépend essentiellement de sa microstructure. Les résultats expérimentaux montrent que lorsque le mécanisme de renforcement ‘dynamique’ se produit, comme le renforcement par transformation de phases, la résistance SNEB dépend particulièrement de la largeur de l'encoche. Par exemple la résistance SNEB de la zircone polycristalline tétragonale stabilisée par Y2O3 et de la zircone stabilisée partiellement par MgO, qui sont typiquement des céramiques qui se renforcent par transformation de phases, augmente de manière significative avec l'augmentation de la largeur de l'encoche quand celle ci reste inférieure à 1 mm. Une augmentation plus importante de la largeur de l'encoche n'amène qu'une faible augmentation de la résistance SENB. Des céramiques à base d'alumine renforcées par de la zircone (ZTA) montrent un comportement similaire, bien que l'augmentation de la résistance SENB est plus petite pour les céramiques Y-TZP. La dépendance de la résistance SENB par rapport à la largeur de l'encoche pour les céramiques renforcées par transformation de phase est reliée à la zone transformation à la pointe de l'encoche, produite par usinage avec une lame de diamant. A l'opposé la résistance SENB des céramiques à base d'alumine est peu influencée par la variation de la largeur de l'encoche. La relation entre les valeurs mesurées de la résistance SENB et les mécanismes intervenant lors du renforcement est discutée." @default.
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