Apparecchio per la prova di resistenza alla flessione della ceramica (ASTM C1161)
Modello n. WTF-CF (acciaio inox)
Fig. 1: Apparecchio per prove di resistenza alla flessione della ceramica, completamente articolato.
La prova di resistenza alla flessione per le ceramiche è regolata principalmente dalla norma ASTM C1161 (riferimento 1). Questo particolare standard ASTM definisce le dimensioni specifiche dei provini, che corrispondono a una scelta di tre campate di supporto, cioè 20, 40 o 80 mm, denominate rispettivamente Configurazioni A, B e C. Queste configurazioni utilizzano provini di spessore rispettivamente di 1,5, 3,0 e 6,0 mm. È consentito un carico a tre o quattro punti e un dispositivo di prova semi-articolato o completamente articolato.Lo scopo dell'articolazione è di accomodare qualsiasi torsione o mancanza di planarità del provino, dato che i provini sono spesso testati nello stato di cottura.
La configurazione B, con quattro punti di carico completamente articolato, come mostrato in Fig. 1, è di gran lunga la configurazione più comunemente usata. C'è poca ragione per usare il carico semi-articolato poiché la complessità dell'attrezzatura, e quindi il costo, non è molto inferiore a quella del carico completamente articolato. Esempi di attrezzature semi-articolate sono mostrati in Fig. 2.
Fig. 2: Apparecchio di flessione a tre punti semi-articolato (sinistra), apparecchio di flessione a quattro punti semi-articolato (destra).
Esistono anche altre norme ASTM per le prove di flessione delle ceramiche e dei loro compositi. Ad esempio, la norma ASTM C1341 (riferimento 2) riguarda specificamente i compositi ceramici. La norma consente una serie di dimensioni dei provini e di rapporti tra la luce del supporto e lo spessore del provino. Si possono utilizzare sia carichi a tre che a quattro punti.
L'ASTM C1211 (riferimento 3) è un'estensione dell'ASTM C1161 per le prove a temperature elevate. L'ASTM C1421 (riferimento 4) è un'estensione per le prove di tenacità alla frattura. I dispositivi di prova sono tuttavia gli stessi di quelli dell'ASTM C1161. Wyoming Test Fixtures è in grado di progettare e fabbricare dispositivi di prova per soddisfare tutti questi standard.
Fig. 3: Versione in miniatura del dispositivo di prova di flessione in ceramica
Fig. 4: Versione in miniatura della prova di flessione a quattro punti
Fonti di informazioni aggiuntive:
1) ASTM Standard C1161-13 (2013), "Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (prima edizione nel 1990).
2) ASTM Standard C1341-13 (2013), "Flexural Properties of Continuous Fiber-Reinforced Advanced Ceramic Composites", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (prima edizione nel 1996).
3) ASTM Standard C1211-13 (2013), "Flexural Strength of Advanced Ceramics at Elevated Temperatures", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (pubblicato per la prima volta nel 1990 come aggiornamento del MIL-STD 1942, datato 1983).
4) ASTM Standard C1421-10 (2010), "Determination of Fracture Toughness of Advanced Ceramics at Ambient Temperature", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (prima edizione nel 1999).