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Previous issue date: 2016-01-29 / The ceramic porcelains are produced from natural raw materials (silica, feldspar and kaolin). In some applications other materials are added to increase the mechanical and dielectric strength. They are used in the manufacture of several products. Therefore, they are very studied and have been developed for long time. In this work, porcelains with different compositions were characterized and submitted to fragmentation by mechanical disruption in a ballistic impact testing. Generally the
mechanical disruption in the materials produces a power dissipation forming cracks and fracture surfaces having an irregular geometry. The main objective of this work was to characterize the microstructure and the fractal fracture surface in porcelains. For comparison, the impact tests were also performed on commercial glass and acrylic. The evaluation of the fracture surface and the fractal dimension of rupture
was performed by analyzing the fraction of the fragments as a function of the probability of fracture. The samples were prepared in the form of cylindrical disks with a thickness and fixed diameters. Mechanical impact test was made on the center of the disks for different materials, maintaining the same test conditions. The results of the size and mass of the fragments were obtained as a function of the impact energy, thickness, diameter and kind of material. Thus, it was possible to obtain a correlation between the test conditions and the composition of the material with the fractal pattern breakage. It has been found that the compositions used in porcelain, has a fracture toughness which is between the glass and acrylic. A correlation between strength properties to the patterns of formed crack was made. It was noticed that the number, the shape of cracks and the branches form a pattern that is associated with the impact energy and material type. / As porcelanas são cerâmicas produzidas a partir de matérias primas naturais (sílica, feldspato e caulim). Em algumas aplicações são adicionadas outras matérias primas para o aumento da resistência mecânica e dielétrica. Elas são
usadas na fabricação de variados produtos. Portanto, elas são muito estudadas e vêm sendo desenvolvidas há muito tempo. Neste trabalho, porcelanas com diferentes composições foram caracterizadas e submetidas à fragmentação por ruptura mecânica em um ensaio de impacto balístico. A ruptura mecânica nos materiais em geral produz uma dissipação de energia formando trincas e superfícies de fratura que tem uma geometria irregular. O principal objetivo deste trabalho foi a
caracterização da microestrutura e a caracterização fractal da superfície de fratura de porcelanas. Para comparação, os ensaios de impacto também foram feitos em vidro e acrílico comercial. A avaliação da superfície de fratura e da dimensão fractal
de ruptura foi feita pela análise da fração de fragmentos em função da probabilidade de fratura. Os corpos de prova foram preparados na forma de discos cilíndricos, com espessura e diâmetros fixos. O ensaio de impacto mecânico foi feito sobre o centro dos discos, para os diferentes materiais, mantendo-se as mesmas condições de ensaios. Os resultados, do tamanho e massa dos fragmentos, foram obtidos em função da energia, espessura, diâmetro e do tipo de material. Desta forma, foi
possível obter uma correlação entre as condições de ensaio e a composição do material com o padrão de ruptura fractal. Verificou-se que a porcelana nas composições usadas possui uma tenacidade à fratura que se situa entre a do vidro a
do acrílico. Finalmente foi feita uma correlação entre as propriedades de resistência mecânica com os padrões de trinca formado. Percebeu-se que o número, a forma das trincas e as ramificações formam um padrão que está relacionado com a
energia de impacto e o tipo de material.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.uepg.br:prefix/1475 |
| Date | 29 January 2016 |
| Creators | Mvumbi, Charles Betuel Mansende |
| Contributors | Chinelatto, Adriana Scoton Antônio, Alves, Lucas Máximo, Folgueras, Marilena Valadares, Zara, Alfredo José |
| Publisher | UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais, UEPG, BR, Desenvolvimento e Caracterização de Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG, instname:Universidade Estadual de Ponta Grossa, instacron:UEPG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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