Green strength testing of pressed compacts: An analysis of the different methods

Amorós, José Luís; Cantavella, V.; Jarque, Juan Carlos; Feliú, Carlos

doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2007.09.040

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“…A basic approach of determining mechanical strength of medicinal tablets can be found in United States Pharmacopeial Convention (2011). Detailed procedure of mechanical tests are reviewed by Amorós et al (2008) and Podczeck, 2012. Mazel et al (2014's study is notable since they attempted to link practical engineering strength test to more rigorous DruckerPrager yield criteria.…”

Section: Quality: Strengthmentioning

confidence: 99%

Critical Review on Engineering Mechanical Quality of Green Compacts using Powder Properties

Pandeya²,

Karamchandani

et al. 2018

KONA

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For processes involving particulate materials, mechanical properties of green compacts are of great interest when they are final or intermediate products. Optimal quality of green compacts is achieved usually with empirical approaches, i.e., unexpected issues in processes or products' quality are usually mitigated by time and resource consuming trial-and-error methods. Issues of the powder compaction are commonly observed when there are problems in feed materials or operational conditions even without any substantial change in a formula. Such divergent behavior of particulate materials is especially problematic for product developments and reliable operations. It has been widely accepted hypothesis that properties of particles are determinants of mechanical behavior of powder during compaction and the quality of resulting compacts. With recent developments in nanotechnology, characterization and engineering of individual particles at a microscopic or sub-microscopic scale are now feasible. Leveraging recent technological advancements, there has been a good progress in regard to quantitative understanding of mechanical relationships between properties of particles, particle system and final product. This review highlights the recent developments and gaps in engineering mechanical quality of powder compacts in conjunction with the characterization of particle systems and compaction at multiple scales.

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Section: Quality: Strengthmentioning

confidence: 99%

Critical Review on Engineering Mechanical Quality of Green Compacts using Powder Properties

Pandeya²,

Karamchandani

et al. 2018

KONA

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“…Considerando la corrección por la porosidad al valor de la resistencia mecánica dado por la ecuación (2) (3): (2) donde s F 0 es la resistencia a la fractura para un valor nulo de porosidad, p es la fracción volumétrica de poros y b es un coeficiente que depende del tamaño y morfología del poro, el valor de s resulta consistente con los datos de literatura para materiales de cordierita densos ensayados en flexión en 3 puntos (70-80 MPa) (17), teniendo en cuenta que los valores de resistencia a la fractura determinados por compresión diametral son siempre menores a los determinados en flexión (8,11). De manera similar, a partir de la consideración del efecto de la porosidad sobre el módulo elástico con una relación análoga a la ecuación (2) (3): (3) se obtuvo un valor de Ea 0 muy cercano a valores reportados en la literatura para materiales basados en cordierita (135-140 GPa) (18).…”

Section: Ensayo De Compresión Diametralunclassified

“…Una de las configuraciones usadas para la evaluación mecánica de cerámicos en verde y sinterizados, es la compresión diametral de discos (4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12), también denominado 'splitting test' o 'Brazilian test', debido a sus varias ventajas frente a técnicas similares (flexión en 3 y 4 puntos): simplicidad en la configuración de carga y geometría de probeta, ausencia de efectos de borde, independencia del acabado superficial, entre las más importantes. Este M. L. SANDOvAL, A. G. TOMBA MARTINEz, M. A. CAMERUCCI ensayo mecánico consiste en la aplicación de una carga compresiva uniaxial sobre una probeta de geometría cilíndrica, distribuida a lo largo de dos generatrices diametralmente opuestas, hasta alcanzar la rotura de la probeta.…”

Section: Introductionunclassified

“…Este M. L. SANDOvAL, A. G. TOMBA MARTINEz, M. A. CAMERUCCI ensayo mecánico consiste en la aplicación de una carga compresiva uniaxial sobre una probeta de geometría cilíndrica, distribuida a lo largo de dos generatrices diametralmente opuestas, hasta alcanzar la rotura de la probeta. Las expresiones matemáticas para describir el estado bidimensional de tensiones generado en la probeta fueron desarrolladas por Hertz bajo condiciones de carga puntual (5,6,9,11). Según su teoría, la falla se producirá a través de una fisura central iniciada en el centro de la probeta (punto del máximo esfuerzo principal en tracción) que propagará diametralmente hacia la periferia del disco.…”

Section: Introductionunclassified

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Simulación numérica de ensayos de compresión diametral para la evaluación de discos cerámicos porosos

Sandoval¹,

Martínez²,

Camerucci³

2012

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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Se estudió el comportamiento mecánico de materiales porosos de cordierita mediante ensayos en compresión diametral. La solución analítica que permite la medición indirecta de la resistencia mecánica a tracción en compresión diametral se formula bajo ciertas condiciones que no suelen satisfacerse en la práctica. Con el objetivo de analizar desviaciones de las condiciones ideales se simuló el ensayo con técnicas computacionales. Los discos porosos de cordierita se obtuvieron por calcinación (650 °C, 2h) y reacción-sinterización (1330 °C, 4h) de cuerpos en verde preparados por consolidación térmica (85 °C, 4h) de suspensiones acuosas de una mezcla precursora de cordierita (caolín, talco y alúmina) con almidón nativo de papa. Los ensayos mecánicos se realizaron en una máquina servohidráulica en control por desplazamiento (0,2 mm/min). A partir de la relación aparente tensión-deformación se determinaron los parámetros mecánicos: módulo de Young aparente, resistencia mecánica y límite elástico. Sobre los discos ensayados se analizaron las características de la fractura. La influencia de las desviaciones geométricas más frecuentes identificadas en la práctica (desviación de la circularidad y no paralelismo entre las caras del disco) sobre la distribución de tensiones se estudió mediante la simulación por elementos finitos, tomando como referencia la ecuación de Hertz para problemas de contacto. Palabras claves: Compresión diametral, Simulación numérica, Cerámicos porosos, Cordierita. Numerical simulation of diametral compression tests for the evaluation of porous ceramic disksThe mechanical behavior of porous cordierite materials was studied by diametral compression tests. The analytical solution allowing the indirect measuring of the tensile mechanical strength in this load configuration is formulated under certain assumption which may be not satisfied in practice. With the aim to analyze deviations of the ideal conditions, the test was simulated using computational techniques. Porous cordierite disks were prepared by firing (650 °C, 2h) and reaction-sintering (1330 °C, 4h) of green disks shaped by thermogelling the aqueous suspensions of a cordierite precursor mixture (kaolin, talc and alumina) with native potato starch as a consolidator/binder of ceramic particles and a pore former by burn-out at high temperature. The mechanical tests were carried out in displacement control (0.2 mm/min) using a servohydraulic testing machine. From the apparent stress-strain ratio, the following parameters were determined: mechanical strength, apparent Young modulus and yield stress. Fracture features of tested disks were also analyzed. The influence of the geometrical deviations more usually identified in practice (deviation of the circularity and no parallelism between the plane surfaces of the disk) on the stress distribution was studied by means of the simulation by finite element method, considering the Hertz´s equation for contact problems as reference.

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“…The super-plasticizer affect the various properties of concrete both in fresh and hardened forms mainly due to the following facts as commented by M. [4][5][6][7]. In former studies the compaction lets the voids and extra water go out from the wet concrete and increases the compressive strength, but in UFAHSC (as the results show) it has a converse consequence [8][9][10].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

An Experimental Investigation of Ultra-Fine Aggregate High Strength Concrete (UFAHSC)

2015

International Conference on Architecture, Structure and Civil Engineering (ICASCE-15) Sept. 7-8, 2015 Antalya (Turkey)

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Green strength testing of pressed compacts: An analysis of the different methods

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Simulación numérica de ensayos de compresión diametral para la evaluación de discos cerámicos porosos

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