ISSN:
0933-5137
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Bond Strength Determination of Metal-to-Ceramic Joints by a Bend Test Method-Part 1The bond strength of metal-to-ceramic joints can be described by fracture mechanics parameters. Sandwich-like layered bend test specimens are notched at a metal-ceramic interface which is located in the middle of the test bar and perpendicular to its length dimensions. During bend testing of the joints generally a linear relationship between load and deflection is observed. From the fracture load, the geometry of the specimens, and by means of so-called correction functions the fracture energy and the fracture resistance of the interface are determined. The correction functions depend on the notch depth, the thicknesses of layers, the distance between notch and interface, and the elastic properties of the bonded materials, and can be calculated by use of the finite element method. Correction functions of material joints are compared with the correction functions for homogeneous isotropic materials and bimaterials. An approximation method for the determination of correction functions is presented. Examples of bond strength measurements demonstrate the necessity of correction functions.
Notes:
Die Haftfestigkeit von Keramik-Metall-Verbindungen läßt sich mit Hilfe von bruchmechanischen Kenngrößen beschreiben. Zu ihrer Bestimmung bieten sich Schichtverbundbiegeproben mit einem Kerb im Materialübergangsbereich an, deren quasi-sprödes Bruchverhalten die Anwendung der linear-elastischen bruchmechanischen Prüftechnik ermöglicht. Die Auswertung des Biegeversuchs liefert als Haftfestigkeitsmaß Werte der kritischen Energiefreisetzungsrate und des kritischen Spannungsintensitätsfaktors, die Grenzflächenbruchenergie GC und Grenzflächenbruchwiderstand KC genannt werden. Die zur Ermittlung der Haftfestigkeitsparameter erforderlichen Korrekturfunktionen hängen von geometrischen Faktoren wie der Kerbtiefe, der Schichtdicke und dem Abstand des Kerbs zur Grenzfläche ab und werden von den elastischen Eigenschaften der am Verbund beteiligten Werkstoffen bestimmt. Die Abhängigkeit der Korrekturfunktionen wird allgemein dargestellt. Für einige Materialkombinationen wird sie durch Nachgiebigkeitsmessungen und Berechnungen mit Hilfe der Methode der finiten Elemente explizit bestimmt. Es wird ferner eine Näherungsmethode zur Ermittlung der Korrekturfunktion für beliebige Materialpaarungen vorgestellt. Haftfestigkeitsmessungen an Glas-Epoxid-Modell-Verbindungen und festkörperverschweißten Keramik-Metall-Verbindungen bestätigen die Notwendigkeit der Korrekturfunktionen zur Bestimmung der Grenzflächenbruchenergie und des Grenzflächenbruchwiderstandes.
Additional Material:
8 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19850160306
Permalink
