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Erschienen in: Journal of Materials Science 2/2010

01.01.2010

Effect of thermal mismatch induced residual stresses on grain boundary microcracking of titanium diboride ceramics

verfasst von: M. Pezzotta, Z. L. Zhang

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 2/2010

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Abstract

The effect of thermal mismatch induced residual stresses on grain boundary microcracking in titanium diboride (TiB2) ceramics has been studied by finite element method. A cohesive zone model was used to simulate the microcracking initiation in four-point bending specimens. In particular, the microcracking was assumed to occur at a grain boundary which is located in the center of the specimen, surrounded by a thermally anisotropic area. The predicted failure strength appears to be significantly reduced by the presence of residual stresses when the cohesive energy of the microstructure is small. The failure load from experiments has been used to determine the critical damage parameters for microcracking initiation in both pristine and aluminum-infiltrated TiB2. A viscous regularization technique is employed in the simulations to improve the rate of convergence of the solution and the effect of the value of the viscosity parameter on the simulation results, has been investigated. The effect of grain size, grain orientation, and number of employed thermally anisotropic grains, on the microcracking is also discussed.

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Literatur
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Metadaten
Titel
Effect of thermal mismatch induced residual stresses on grain boundary microcracking of titanium diboride ceramics
verfasst von
M. Pezzotta
Z. L. Zhang
Publikationsdatum
01.01.2010
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 2/2010
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-009-3952-3

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