Fattori che influenzano la resistenza meccanica

La rottura meccanica dei materiali ceramici avviene principalmente a causa dei difetti presenti nella struttura dei materiali stessi. Le principali cause di rottura dei materiali ceramici policristallini sono da attribuire alla presenza di cricche superficiali prodotte durante la finitura del materiale, di vuoti (porosita') presenti all’interno del materiale e di inclusioni e grani di eccessiva dimensione prodotti durante la lavorazione.

I pori nei materiali ceramici fragili sono regioni in cui si concentrano gli sforzi e, quando la sollecitazione in un poro raggiunge un valore critico, si forma una cricca che si propaga , in quanto in questi materiali non ci sono processi con elevato assorbimento di energia come quelli che avvengono durante la deformazione nei materiali duttili. Quindi una volta che le cricche sono innescate , continuano a propagarsi fino alla rottura del materiale. I pori sono dannosi per la resistenza dei materiali ceramici anche perché diminuiscono la sezione trasversale sulla quale e' applicato il carico e quindi diminuiscono lo sforzo nominale che il materiale puo' sopportare.

Anche i difetti possono essere critici nel determinare la resistenza a frattura dei materiali ceramici. Un grande difetto puo' essere il fattore piu' importante che influisce sulla resistenza di un materiale ceramico. In materiali ceramici di elevata densita', nei quali non ci sono grandi pori, la dimensione dei difetti e' di solito messa in relazione alla dimensione dei grani. La resistenza di un materiale ceramico puro,senza porosita', e' funzione della dimensione dei grani; i materiali ceramici con dimensioni dei grani piu' piccole hanno difetti di dimensioni minori ai loro bordi di grano e quindi sono piu' forti di quelli con grani di dimensioni maggiori.