journal article·2013-10

Mechanical characterization of highly porous inorganic solids materials by instrumented micro-indentation

P. Clément, S. Meille, J. Chevalier, C. Olagnon

Acta Materialia· Volume 61· Issue 18
Publisher page

Abstract

This study focuses on the mechanical characterization of highly porous inorganic solids through spherical micro-indentation. The mechanical properties of a porous plaster, used here as a model material, at two different porosity ratios (30 and 60 vol.%) were determined using analytical methods and numerical simulation. The Young’s modulus, hardness, contact stress–strain curves and parameters associated with the Drücker–Prager yield criterion (cohesion, friction and dilatancy) were determined through an inverse method. Porous inorganic solids show a specific mechanical behaviour, with densification of the indented area promoted by the amount of porosity, without initiation of macroscopic brittle cracks.
Source: openaire · Quality: candidate unverified · Source record ↗

Research context

OpenAlex topics: Metal and Thin Film Mechanics · Adhesion, Friction, and Surface Interactions · Diamond and Carbon-based Materials Research

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

References (60)

Show source-provided references
1. Grover · Biomaterials · 2003 · 24 · 413310.1016/S0142-9612(03)00293-X ↗
2. Meille · J Eur Ceram Soc · 2012 · 32 · 395910.1016/j.jeurceramsoc.2012.05.006 ↗
3. Lawn · J Am Ceram Soc · 1998 · 81 · 197710.1111/j.1151-2916.1998.tb02580.x ↗
4. Hertz · J Reine Angew Math · 1881 · 92 · 156
5. Doerner · Crit Rev Solid State Mater Sci · 1988 · 14 · 22510.1080/10408438808243734 ↗
6. Oliver · J Mater Res · 1992 · 7 · 156410.1557/JMR.1992.1564 ↗
7. Alcala · Int J Solids Struct · 2010 · 47 · 271410.1016/j.ijsolstr.2010.05.025 ↗
8. Field · J Mater Res · 1993 · 8 · 29710.1557/JMR.1993.0297 ↗
9. Tabor · 1951
10. Chollacoop · Acta Mater · 2003 · 51 · 371310.1016/S1359-6454(03)00186-1 ↗
11. Cheng · J Appl Phys · 1998 · 84 · 128410.1063/1.368196 ↗
12. Dao · Acta Mater · 2001 · 49 · 389910.1016/S1359-6454(01)00295-6 ↗
13. Bucaille · Acta Mater · 2003 · 51 · 166310.1016/S1359-6454(02)00568-2 ↗
14. Ulm · J Am Ceram Soc · 2007 · 90 · 267710.1111/j.1551-2916.2007.02012.x ↗
15. Shaw · Int J Mech Sci · 1966 · 8 · 46910.1016/0020-7403(66)90019-1 ↗
16. Wilsea · Int J Mech Sci · 1975 · 17 · 45710.1016/0020-7403(75)90044-2 ↗
17. Miller · Int J Mech Sci · 2000 · 42 · 72910.1016/S0020-7403(99)00021-1 ↗
18. Luo · Ceram Int · 1999 · 25 · 28110.1016/S0272-8842(98)00037-6 ↗
19. Tricoteaux · J Eur Ceram Soc · 2011 · 31 · 136110.1016/j.jeurceramsoc.2011.02.005 ↗
20. Tulliani · J Am Ceram Soc · 1999 · 82 · 96110.1111/j.1151-2916.1999.tb01860.x ↗
21. He · Dent Mater · 2007 · 23 · 81410.1016/j.dental.2006.06.017 ↗
22. Latella · J Am Ceram Soc · 1997 · 80 · 102710.1111/j.1151-2916.1997.tb02940.x ↗
23. He · Acta Biomater · 2008 · 4 · 57710.1016/j.actbio.2007.11.002 ↗
24. Leite · Eng Geol · 2001 · 59 · 26710.1016/S0013-7952(00)00081-8 ↗
25. Tancret · Philos Mag · 2003 · 83 · 12510.1080/0141861021000013796 ↗
26. She · J Eur Ceram Soc · 2003 · 23 · 119310.1016/S0955-2219(02)00301-1 ↗
27. Alcala · J Am Ceram Soc · 2000 · 83 · 197710.1111/j.1151-2916.2000.tb01500.x ↗
28. Swain · Phys Status Solidi · 1969 · 35 · 90910.1002/pssb.19690350242 ↗
29. Hicher · 2002
30. Desrues · Rev Française Génie Civil · 2002 · 6 · 85310.1080/12795119.2002.9692406 ↗
31. Schweiger · Comput Geotech · 1994 · 16 · 22310.1016/0266-352X(94)90003-5 ↗
32. Magnenet · Comput Mater Sci · 2008 · 44 · 38510.1016/j.commatsci.2008.03.042 ↗
33. Meille · Modell Simul Mater Sci Eng · 2001 · 9 · 37110.1088/0965-0393/9/5/303 ↗
34. Bonnans · 1997
35. Levenberg · Quart Appl Mathematics · 1944 · 2 · 16410.1090/qam/10666 ↗
36. Marquardt · SIAM J Appl Mathematics · 1963 · 11 · 43110.1137/0111030 ↗
37. Taljat · Int J Solids Struct · 2004 · 41 · 389110.1016/j.ijsolstr.2004.02.033 ↗
38. Baud · 2009
39. Guiberteau · Philos Mag A: Phys Condensed Matter Struct Def Mech Prop · 1993 · 68 · 100310.1080/01418619308219382 ↗
40. Miller · Cem Concr Res · 2008 · 38 · 46710.1016/j.cemconres.2007.11.014 ↗
41. Johnson · 1985
42. Meille · J Eur Ceram Soc · 2003 · 23 · 310510.1016/S0955-2219(03)00094-3 ↗
43. Constantinides · J Mech Phys Solids · 2007 · 55 · 6410.1016/j.jmps.2006.06.003 ↗
44. Soroka · J Am Ceram Soc · 1967 · 51 · 33710.1111/j.1151-2916.1968.tb15949.x ↗
45. Sanahuja · J Eng Mech – ASCE · 2010 · 136 · 23910.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0000072 ↗
46. Saadaoui · J Eur Ceram Soc · 2005 · 25 · 328110.1016/j.jeurceramsoc.2004.07.035 ↗
47. Homand · Mech Cohes Frict Mater · 2000 · 5 · 58310.1002/1099-1484(200010)5:7<583::AID-CFM110>3.0.CO;2-J ↗
48. Cariou · J Mech Phys Solids · 2008 · 56 · 92410.1016/j.jmps.2007.06.011 ↗
49. Gibson · Int J Mech Sci · 1989 · 31 · 63510.1016/S0020-7403(89)80001-3 ↗
50. Triantafillou · Int J Mech Sci · 1989 · 31 · 66510.1016/S0020-7403(89)80002-5 ↗
51. Alejano · Int J Rock Mech Min Sci · 2005 · 42 · 48110.1016/j.ijrmms.2005.01.003 ↗
52. Bobko · Int J Numer Anal Methods Geomech · 2011 · 35 · 185410.1002/nag.984 ↗
53. Keryvin · Acta Mater · 2007 · 55 · 256510.1016/j.actamat.2006.12.005 ↗
54. Magnenet · Acta Geotech · 2011 · 6 · 15510.1007/s11440-011-0143-6 ↗
55. Reynaud · Mater Sci Eng A: Struct Mater Prop Microstruct Process · 2006 · 442 · 50010.1016/j.msea.2006.01.152 ↗
56. Andreev · 1995
57. Lichinchi · Thin Solid Films · 1998 · 312 · 24010.1016/S0040-6090(97)00739-6 ↗
58. Ashby · Pure Appl Geophys · 1990 · 133 · 48910.1007/BF00878002 ↗
59. Vekinis · J Mater Sci · 1993 · 28 · 322110.1007/BF00354239 ↗
60. FischerCripps · J Am Ceram Soc · 1996 · 79 · 260910.1111/j.1151-2916.1996.tb09023.x ↗