Deformación y Estrés-Inducido por Secado de Placa Cerámica Delgada
Autores: Itaya, Yoshinori; Hanai, Hiroya; Kobayashi, Nobusuke; Nakagawa, Tsuguhiko
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Deformación y Estrés-Inducido por Secado de Placa Cerámica Delgada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Cerámica
Placa delgada
Secado
Deformación
Modelado
Tensión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Las placas delgadas de cerámica se aplican a varios propósitos industriales, incluidos materiales electrónicos y sensores. Se estudiaron experimental y teóricamente la contracción inducida por el secado y la formación de tensión-deformación de una placa delgada de cerámica. Se secó una placa delgada de caolín moldeada de 10 mm x 30 mm x 1 mm en una corriente de aire caliente, y se examinaron las características de secado y la deformación. También se realizó un modelado para predecir el comportamiento. Las ecuaciones de conservación de transferencia de calor y humedad y las ecuaciones de constitución basadas en la tensión-deformación viscoelástica se resolvieron simultáneamente mediante un método de elementos finitos. Una pieza de prueba de la placa delgada se deformó cuando solo un lado de la placa se secó, mientras que estuvo casi plana cuando ambos lados se secaron. Los comportamientos de secado y deformación se predijeron con un razonable acuerdo mediante el modelado. Los análisis paramétricos mediante el modelado revelaron que las condiciones de secado con una tasa de secado más rápida en el período inicial resultaron en la formación de una mayor tensión principal máxima, y el secado solo de un lado de la placa indujo una tensión de tracción más fuerte en el período de caída que el secado de ambos lados. El mayor grosor de la placa influyó en la formación de una tensión de tracción significativamente mayor, pero afectó solo un poco la tensión de compresión máxima.
Descripción
Las placas delgadas de cerámica se aplican a varios propósitos industriales, incluidos materiales electrónicos y sensores. Se estudiaron experimental y teóricamente la contracción inducida por el secado y la formación de tensión-deformación de una placa delgada de cerámica. Se secó una placa delgada de caolín moldeada de 10 mm x 30 mm x 1 mm en una corriente de aire caliente, y se examinaron las características de secado y la deformación. También se realizó un modelado para predecir el comportamiento. Las ecuaciones de conservación de transferencia de calor y humedad y las ecuaciones de constitución basadas en la tensión-deformación viscoelástica se resolvieron simultáneamente mediante un método de elementos finitos. Una pieza de prueba de la placa delgada se deformó cuando solo un lado de la placa se secó, mientras que estuvo casi plana cuando ambos lados se secaron. Los comportamientos de secado y deformación se predijeron con un razonable acuerdo mediante el modelado. Los análisis paramétricos mediante el modelado revelaron que las condiciones de secado con una tasa de secado más rápida en el período inicial resultaron en la formación de una mayor tensión principal máxima, y el secado solo de un lado de la placa indujo una tensión de tracción más fuerte en el período de caída que el secado de ambos lados. El mayor grosor de la placa influyó en la formación de una tensión de tracción significativamente mayor, pero afectó solo un poco la tensión de compresión máxima.