All
All

What are you looking for?

All
Results
Organizations

Quick search

  • Projects supported by TA ČR
  • Excellent projects
  • Projects with the highest public support
  • Current projects

Smart search

  • That is how I find a specific +word
  • That is how I leave the -word out of the results
  • “That is how I can find the whole phrase”

Mechanical and fracture properties of multilayered ceramic/ceramic and ceramic/metal materials with graded layers

Project goals

Lamellar structures provide significant increases in toughness over other microstructures. By layering different structural ceramic materials, the apparent fracture toughness can be increased through either enhancement of toughening mechanisms or residual stress effects. The state of knowledge regarding the mechanical and fracture properties of multilayers has increased greatly within the last decade, but there remain several critical areas in need of further research. Available residual stresses and fracture criteria refer to conditions far from surfaces or edges. This is an important distinction, since pronounced edge effects are known to exist in displacement, stress, temperature, magnetic, and electrical fields. One of the ways to reconcile the edge and/or interface effects is the introduction of gradual compositional changes into individual layers which removes large-scale interface-induced stress singularities and can even result in stress-free material joints. Although the fracture mechanics solutions for stress and displacement fields in homogeneous and continuously graded materials agree in the asymptotic near-tip limit, the scope of the material gradient effects on fracture behaviour are not well comprehended.

Keywords

ceramicsmultilayersfracturetoughnessmodellingthermalresidualstresses

Public support

  • Provider

    Czech Science Foundation

  • Programme

    Standard projects

  • Call for proposals

    Standardní projekty 12 (SGA02009GA-ST)

  • Main participants

  • Contest type

    VS - Public tender

  • Contract ID

    101-09-1821

Alternative language

  • Project name in Czech

    Mechanické a lomové vlastnosti multilamelárních struktur typu keramika/keramika a keramika/kov s gradientními vrstvami

  • Annotation in Czech

    Podstata navrhovaného projektu (max. 1100 znaků) - česky Lamelární struktury vedou k významnému zvýšení houževnatosti materiálu v porovnání s jinými typy mikrostruktur. Tento efekt je způsoben tím, že lamelární struktury zvyšují účinnost mechanismů zhouževnatění a podporují vznik zbytkových napětí. Navzdory intenzivnímu výzkumu mechanických a lomových vlastností multilamelárních struktur typu keramika/keramika a keramika/kov, zbývá stále několik kritických problémů, které si zasluhují další výzkum. Stávající lomová kritéria a výpočty zbytkových napětí v multilamelárních strukturách nerespektují dostatečně materiálová rozhraní, povrchy a materiálové hrany, které vedou k singularitám ve fyzikálních polích. Jedním ze způsobů, jak zmírnit tyto efekty, je vytvoření spojitých změn v materiálovém složení jednotlivých vrstev, které odstraňují singularity ve fyzikálních polích a mohou dokonce vést ke stavu, kdy materiálové spoje nejsou podrobeny napětí. I když lomově mechanická řešení pro napěťově deformační pole v homogenních a spojitě gradientních materiálech vedou ke stejné asymptotice, rozsah vlivu gradientních efektů na lomové chování není zatím důkladně objasněn.

Scientific branches

  • R&D category

    ZV - Basic research

  • CEP classification - main branch

    JI - Composite materials

  • CEP - secondary branch

    JL - Fatigue and fracture mechanics

  • CEP - another secondary branch

    JR - Other machinery industry

  • 20301 - Mechanical engineering
    20306 - Audio engineering, reliability analysis
    20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)

Completed project evaluation

  • Provider evaluation

    U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)

  • Project results evaluation

    Project studies of the fracture mechanism in ceramic multilayers. Research exhibits potentiality in consequential applications. Results have been presented at international conferencies and also in impacted scientific journals. All of the aims planned inthe project have been satisfactorily reached.

Solution timeline

  • Realization period - beginning

    Jan 1, 2009

  • Realization period - end

    Dec 31, 2012

  • Project status

    U - Finished project

  • Latest support payment

    Apr 1, 2012

Data delivery to CEP

  • Confidentiality

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

  • Data delivery code

    CEP13-GA0-GA-U/02:3

  • Data delivery date

    May 17, 2016

Finance

  • Total approved costs

    5,683 thou. CZK

  • Public financial support

    5,683 thou. CZK

  • Other public sources

    0 thou. CZK

  • Non public and foreign sources

    0 thou. CZK

Basic information

Recognised costs

5 683 CZK thou.

Public support

5 683 CZK thou.

100%


Provider

Czech Science Foundation

CEP

JI - Composite materials

Solution period

01. 01. 2009 - 31. 12. 2012