1. Rinforzo del confine del grano:le particelle ceramiche possono fungere da efficaci punti di fissaggio del confine del grano. Ostacolano il movimento dei bordi dei grani durante la deformazione, rafforzando così la matrice di rame. La presenza di particelle ceramiche limita la crescita del grano, determinando una struttura a grana più fine. I grani più fini forniscono una maggiore resistenza al movimento della dislocazione, portando ad una maggiore resistenza.
2. Interazioni dislocazioni-particelle:le particelle ceramiche possono interagire con dislocazioni nella matrice di rame. Le dislocazioni sono difetti di linea che possono spostarsi e causare deformazioni plastiche nel materiale. Le particelle ceramiche possono fungere da ostacoli al movimento delle lussazioni, provocando la flessione o l'incurvamento delle lussazioni attorno ad esse. Ciò richiede ulteriore energia affinché le dislocazioni superino le particelle, con conseguente maggiore resistenza alla deformazione plastica e, quindi, rafforzamento del rame.
3. Deflessione e copertura delle crepe:le particelle ceramiche possono anche contribuire all'indurimento del rame. Quando il materiale è sottoposto a sollecitazioni esterne, possono formarsi e propagarsi delle crepe. La presenza di particelle ceramiche può deviare il percorso di queste crepe, facendole seguire un percorso più tortuoso. Ciò aumenta l'energia richiesta per la propagazione delle cricche e migliora la resistenza alla frattura del composito rame-ceramica.
4. Trasferimento del carico:le particelle ceramiche possono anche fungere da componenti portanti all'interno della matrice di rame. Possono sopportare parte del carico applicato, riducendo lo stress sulla matrice di rame. Questo meccanismo di condivisione del carico contribuisce alla resistenza complessiva e alle prestazioni meccaniche del materiale composito.
5. Rafforzamento Orowan:In alcuni casi, le particelle ceramiche possono agire come forti ostacoli che impediscono il movimento delle dislocazioni. Quando le dislocazioni incontrano una particella, possono aggirarla o rimanerne bloccate. L'energia necessaria affinché la dislocazione bypassi la particella è nota come stress di Orowan. La presenza delle particelle aumenta lo stress Orowan, portando ad una maggiore resistenza del materiale.
I meccanismi di rinforzo specifici che dominano in un composito rame-ceramica dipendono dalla dimensione, dalla forma, dalla frazione volumetrica e dalla distribuzione delle particelle ceramiche, nonché dalle proprietà della matrice di rame e dalla natura dell'interfaccia tra i due materiali.
