Fracture toughness of glasses and hydroxyapatite: a comparative study of 7 methods by using Vickers indenter
Article dans une revue avec comité de lecture
Date
2016Journal
Ceramics InternationalAbstract
Numerous methods have been proposed to estimate the indentation fracture toughness Kic for brittle materials. These methods generally uses formulæ established from empirical correlations between critical applied force, or average crack length, and classical fracture mechanics tests. This study compares several models of fracture toughness calculation obtained by using Vickers indenters. Two optical glasses (Crown and Flint), one vitroceramic (Zerodur) and one ceramic (hydroxyapatite) are tested. Fracture toughness and hardness are obtained by using instrumented Vickers indentation at micrometer scale. Young's moduli are obtained by instrumented Berkovich indentation at nanometer scale. Fracture toughness is calculated with models involving crack length measurements, and by models free of crack length measurements by considering critical force, chipping, pop-in. Finally, method based on the cracking energy, commonly employed for coated materials is also used. The aim of this work is to compare seven methods, which enable the facture toughness determination, on four brittle materials. To do so, it was necessary to determine some specific constant in the case of Vickers tip use. On the one hand, results show that methods using crack length, critical force, edge chipping or pop-in lead to comparable results, and the advantages and drawbacks are highlighted. On the other hand, the indentation energy method leads to underestimated results of about 20%.
Files in this item
Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
Communication sans acteParmi les matériaux métalliques, les alliages de TiNi sont employés principalement pour des applications biomédicales et/ou dentaires dues à leur meilleure compatibilité mécanique avec les tissus, leur module de Young ...
-
Communication sans acteLa biocompatibilité des implants est une condition indispensable à leurs usages. Elle peut être définie par la compatibilité entre un système technique et un système biologique. On distingue deux types de biocompatibilité, ...
-
Communication sans actePISSINIER, Mathilde; VAN GORP, Adrien; MONTAGNE, Alex; IOST, Alain (2015-06-12)Pour les matériaux fragiles, tels les produits verriers, la ténacité (KIC) peut être estimée par essai d’indentation Vickers en mesurant la longueur des fissures formées aux coins de l’empreinte. De nombreux modèles ...
-
Article dans une revue avec comité de lectureAMDOUNI, Hatem; BOUZAIENE, Hassen; VAN GORP, Adrien; NASRI, Mustapha; IOST, Alain; COOREVITS, Thierry; MONTAGNE, Alex (Springer Verlag, 2017)Abstract: In the literature, the most studies conducted on the flat surface ball-burnishing process have been focused on the most important classical factors like burnishing speed, lateral feed, and the ball-burnishing ...
-
Article dans une revue avec comité de lectureBENTOUMI, Mohamed; BOUZID, Djamel; HERVAS, Isabel; IOST, Alain (EDP Sciences, 2015)Malgré le nombre important de paramètres technologiques mis en jeux, le polissage des matériaux fragiles par des grains abrasifs liés montre une grande efficacité et une qualité de surface meilleure par rapport au polissage ...