 |
|||||||||
 |
2021, том 19, выпуск 3 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2021/том 19 /выпуск 3 |
Mohsin A. Aswad
«Measurement of the Fracture Toughness and Mechanical Properties of Hydroxyapatite Using Vickers Indentation Technique
»
0571–0584 (2021)
PACS numbers: 62.20.D-, 62.20.mm, 62.20.Qp, 62.25.Mn, 68.37.Hk, 81.40.Np, 83.60.Uv
В’язкість руйнування є хорошим активом, який ідентифікує одну з важливих властивостей, а саме, крихкість гідроксиапатитного матеріялу та міцність на перелом. Прикладене навантаження та геометрія тріщин є незалежними значеннями для міряння в’язкости руйнування за допомогою техніки визначення твердости удавлюванням за Віккерсом. Вид тріщин, що спостерігаються в зразку гідроксиапатиту, — це серединно-радіяльні тріщини за різних діяпазонів прикладних навантажень методом визначення твердости удавлюванням за Віккерсом. Сканувальний електронний мікроскоп використовується для спостереження і міряння довжини тріщини та візуалізації кінчика тріщини і її розвитку. Залишкове навантаження на поверхню гідроксиапатиту визначається мірянням в’язкости руйнування, на яку впливають невеликі підкритичні тріщини, які створюються за навантаження. Сканувальний електронний мікроскоп використовується в цій техніці для відображення кінчика тріщини з високою якістю, а також профілю тріщини та цього процесу, які дають високу точність для розрахунку в’язкости руйнування. Міряються механічні властивості зразків гідроксиапатиту. Модуль Юнґа та Пуассонове співвідношення міряються за допомогою ультразвукової методи та використовуються для розрахунку значень точности в’язкости руйнування, а твердість міряється за допомогою удавлювання за Віккерсом. Зміщення кінців (розкриття) тріщини за Віккерсом міряється за механічними властивостями (за в’язкістю перелому та модулем Юнґа) і довжиною тріщини, які дають хороший предикат для міряння в’язкости руйнування зразка гідроксиапатиту.
Keywords: hydroxyapatite, Vickers indentation method, mechanical properties, fracture toughness, Vickers crack opening displacement
References
1.A. Moradkhani, H. Baharvandi, and A. Naserifar, Journal of the Korean Ceram-ic Society, 56, No. 1: 37 (2019); https://doi.org/10.4191/kcers.2019.56.1.01
2.E. S. Elshazly, S. M. El-Hout, and M. E. Ali, J. Mater. Sci. Technol., 27, No. 4:332 (2011); https://doi.org/10.1016/S1005-0302(11)60070-4
3.K. Matsui, T. Yamakawa, M. Uehara, N. Enomoto, and J. Hojo, J. Am. Ceram.Soc., 91, No. 6: 1888 (2008); https://doi.org/10.1111/j.1551-Fig. 10. The relationship between the Vickers load and Vickers crack openingdisplacement of the hydroxyapatite sample.584Mohsin A. ASWAD2916.2008.02350.x
4.M. Guazzato, M. Albakry, S. P. Ringer, and M. V. Swain, Dent. Mater., 20,No. 5: 4449 (2004); doi:10.1016/j.dental.2003.05.002
5.F. Egilmez, G. Ergun, I. C. Nagas, P. K. Vallittu, and L. V. Lassila, J. Mech.Behave. Biomed. Mater., 37: 78 (2014); doi:10.1016/j.jmbbm.2014.05.013
6.E. Camposilvan, F. G. Marro, A. Mestra, and M. Anglada, Acta Biomater., 17:36 (2015).
7.M. M. Renjo, L. Curkovic, S. Stefancic, and D. Coric, Dent. Mater., 30, No. 12:371 (2014).
8.K. Harada, A. Shinya, D. Yokoyama, and A. Shinya, J. Prosthodont. Res., 57,No. 2: 82 (2013).
9.G. K. Pereira, A. B. Venturini, T. Silvestri, K. S. Dapieve, A. F. Montagner,F. Z. Soares, and L. F. Valandro, J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 55: 151(2015); https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2015.10.017
10.A. Kailer and S. Marc, Dent. Mater., 32, No. 10: 1256 (2016).
11.A. Moradkhani, H. Baharvandi, M. Tajdari, H. Latifi, and J. Martikainen,J. Adv. Ceram., 2: 87 (2013); https://doi.org/10.1007/s40145-013-0047-z
12.A. Samodurova, A. Kocjan, M. V. Swain, and T. Kosmac, Acta Biomater., 11:477 (2015).
13.G. D. Quinn, Ceramic Engineering and Science Proceedings (Eds. Rajan Tan-don, Andrew Wereszczak, and Edgar Lara-Curzio) (2006), Ch. 5; https://doi.org/10.1002/9780470291313.ch5
14.G. D. Quinn, K. Xu, J. A. Salem, and J. J. Swab, Fracture Mechanics of Glassesand Ceramics, 14: 499 (2005).
15.I. Hervas, A. Montagne, A. V. Gorp, M. Bentoumi, A. Thuault, and A. Iost, Ce-ramics International, 42, No. 11: 12740 (2016); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.05.030
16.M. Barlet, J. M. Delaye, T. Charpentier, M. Gennisson, D. Bonamy, T. Rouxel,and C. L. Rountree, J. Non-Cryst. Solids, 417–418, Nos. 1–15: 66 (2015); https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2015.02.005
17.H. Wang, P. Pallav, G. Isgro, and A. J. Feilzer, Dent. Mater., 23, No. 7: 905(2007); doi:10.1016/j.dental.2006.06.033
18.J. J. Kruzic, D. K. Kim, K. J. Koester, and R. O. Ritchie, Journal of the Me-chanical Behavior of Biomedical Materials, 2, No. 4: 384 (2009);doi:10.1016/j.jmbbm.2008.10.008
19.G. R. Anstis, P. Chantikul, B. R. Lawn, and D. B. Marshall, Journal of theAmerican Ceramic Society, 64, No. 9: 533 (1981).
20.R. F. Cook and G. M. Pharr, Journal of The American Ceramic Society, 73,No. 4: 787 (1990); https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1990.tb05119.x
21.M. Tiegel, R. Hosseinabadi, S. Kuhn, and A. Herrmann, Ceram. Int., 41, No. 6:7267 (2015); https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.120985
22.P. Lemaitre and R. Piller, Journal of Materials Science Letters, 7: 772 (1988).
23.M. A. Aswad and T. J. Marrow, Engineering Fracture Mechanics, 95: 29(2012); doi:10.1016/j.engfracmech.2012.08.005
24.A. J. Mohammed, M. A. Aswad, and H. K. Rashed, Journal of Engineering andApplied Science, 12, No. 6: 7935 (2017); doi:10.3923/jeasci.2017.7935.7943
25.M. A. Aswad, S. H. Awad, and A. H. Kaayem, Journal of Mechanical Engineer-ing Research and Developments, 43, No. 2: 196 (2020); jmerd.net/02-2020-196-206
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача |