Skip to main content
Erschienen in: Experimental Mechanics 1/2010

01.01.2010

Mechanical Characterization of Coatings Using Microbeam Bending and Digital Image Correlation Techniques

verfasst von: C. Eberl, D. S. Gianola, K. J. Hemker

Erschienen in: Experimental Mechanics | Ausgabe 1/2010

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

A new technique for characterizing end-supported microbeams of coating materials is presented. Microbeams are fabricated using micro-EDM machining to isolate the material under investigation from the underlying substrate. Three- and four-point bending is realized by a custom-built microspecimen testing system, and digital image correlation is employed to capture full-field strains and displacements in theses microbeams. These experiments provide the foundation for the use of finite element modeling and inverse methods to determine the mechanical properties (elastic moduli, strength, interfacial toughness) of the coatings. Here, the experimental details of the microbeam bending experiments are explained, discussed and illustrated through application to a multilayered metal/oxide/ceramic thermal barrier coating system commonly used in aero-turbines.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Evans AG, Mumm DR, Hutchinson JW, Meier GH, Pettit FS (2001) Mechanisms controlling the durability of thermal barrier coatings. Prog Mater Sci 465:505–553CrossRef Evans AG, Mumm DR, Hutchinson JW, Meier GH, Pettit FS (2001) Mechanisms controlling the durability of thermal barrier coatings. Prog Mater Sci 465:505–553CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Levi CG (2004) Emerging materials and processes for thermal barrier systems. Curr Opin Solid State Mater Sci 81:77–91CrossRef Levi CG (2004) Emerging materials and processes for thermal barrier systems. Curr Opin Solid State Mater Sci 81:77–91CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Herbert H (1910) Über den Zusammenhang der Biegungselastizität des Gusseisens mit seiner Zug- and Druckelastizität (On the connection between bending deformation and tension and compression deformation for cast iron), Mitt. und Forschungsarb. Veb. deut. Ing. 89, 39–81 Herbert H (1910) Über den Zusammenhang der Biegungselastizität des Gusseisens mit seiner Zug- and Druckelastizität (On the connection between bending deformation and tension and compression deformation for cast iron), Mitt. und Forschungsarb. Veb. deut. Ing. 89, 39–81
9.
Zurück zum Zitat Laws V (1981) Derivation of the tensile stress–strain curve from bending data. J Mater Sci 6:1299–1304CrossRef Laws V (1981) Derivation of the tensile stress–strain curve from bending data. J Mater Sci 6:1299–1304CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Brunet M, Morestin F, Godereaux S (2001) Nonlinear kinematic hardening identification for anisotropic sheet metals with bending–unbending tests. J Eng Mater Technol 123:378–383, doi:10.1115/1.1394202 CrossRef Brunet M, Morestin F, Godereaux S (2001) Nonlinear kinematic hardening identification for anisotropic sheet metals with bending–unbending tests. J Eng Mater Technol 123:378–383, doi:10.​1115/​1.​1394202 CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Meuwissen MHH, Oomens CWJ, Baaijens FPT, Petterson R, Janssen JD (1998) Determination of the elasto-plastic properties of aluminium using a mixed numerical–experimental method. J Mater Process Technol 75:204–211, doi:10.1016/S0924-0136(97)00366-X CrossRef Meuwissen MHH, Oomens CWJ, Baaijens FPT, Petterson R, Janssen JD (1998) Determination of the elasto-plastic properties of aluminium using a mixed numerical–experimental method. J Mater Process Technol 75:204–211, doi:10.​1016/​S0924-0136(97)00366-X CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Hemker KJ, Mendis BG, Eberl C (2008) Characterizing the microstructure and mechanical behavior of a two-phase NiCoCrAlY bond coat for thermal barrier systems. Materials Science and Engineering A 483–484:727–730, doi:10.1016/j.msea.2006.12.169 CrossRef Hemker KJ, Mendis BG, Eberl C (2008) Characterizing the microstructure and mechanical behavior of a two-phase NiCoCrAlY bond coat for thermal barrier systems. Materials Science and Engineering A 483–484:727–730, doi:10.​1016/​j.​msea.​2006.​12.​169 CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Peters WH, Ranson WF (1982) Digital imaging techniques in experimental stress analysis. Opt Eng 21:427 Peters WH, Ranson WF (1982) Digital imaging techniques in experimental stress analysis. Opt Eng 21:427
18.
Zurück zum Zitat Bruck HA, McNeill SR, Sutton MA, Peters WH (1989) Digital image correlation using Newton–Raphson method of partial differential correction. Exp Mech 29:261, doi:10.1007/BF02321405 CrossRef Bruck HA, McNeill SR, Sutton MA, Peters WH (1989) Digital image correlation using Newton–Raphson method of partial differential correction. Exp Mech 29:261, doi:10.​1007/​BF02321405 CrossRef
Metadaten
Titel
Mechanical Characterization of Coatings Using Microbeam Bending and Digital Image Correlation Techniques
verfasst von
C. Eberl
D. S. Gianola
K. J. Hemker
Publikationsdatum
01.01.2010
Verlag
Springer US
Erschienen in
Experimental Mechanics / Ausgabe 1/2010
Print ISSN: 0014-4851
Elektronische ISSN: 1741-2765
DOI
https://doi.org/10.1007/s11340-008-9187-4

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2010

Experimental Mechanics 1/2010 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.