NO314522B1 - Böyeanordning, anvendelse av anordningen samt fremgangsmåte for mekanisk testing av stive og/eller sprö konstruksjonsdeler - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en anordning for mekanisk testing av materialer og spesielt en fullt reversert multipunkt bøyejigg som er egnet for mekanisk testing av stive og sprø konstruksjonsmaterialer. Likeledes vedrører oppfinnelsen en anvendelse av anordningen, som angitt i patentkrav 14, og en fremgangsmåte for mekanisk testing av stive og/eller sprø konstruksjonsmaterialer, som angitt i patentkrav 15.

Mekanisk testing er vesentlig for å oppnå informasjon vedrørende et materiales fysiske egenskaper og mer spesielt hvordan et bestemt materiale reagerer på en bestemt spenningsfordeling. Mekaniske tester ved forhøyede temperaturer er verdifulle ved vurde-ringen og utviklingen av komponenter for høytemperaturanvendelser, slik som turbin-blader og bilmotordeler. Det er kjent at adferden til konstruksjonsmaterialer ved forhøy-ede temperaturer er kjennetegnet ved en betydelig tidsavhengig plastisitet.

En vanlig mekanisk test er den enaksede testen hvor spenningsfordelingen forblir homogen i snitt perpendikulært på belastningsaksen. Dette gir en direkte korellasjon mellom påtrykte parametere og materialets respons. For stive og sprø konstruksjonsmaterialer, slik som keramikk, fiberforsterket keramikk, intermetalliske legeringer og glass, er det nødvendig med et spesielt høyt innrettet fastklemmingssystem og relativt stor nøyak-tighet på de maskinerte delene for å utføre effektive og pålitelige tester. Dette er fordi den enaksede belastningen må påtrykkes delen uten at det introduseres sekundære para-sittbøyespenninger som i negativ retning påvirker homogeniteten til spenningsfordelingen. Kostnaden for å utføre enaksetester på stive og sprø materialer er følgelig svært høy.

Et alternativ til enaksetesting er å utføre testen i en bøyekonfigurasjon, f.eks. firepunkt-bøying, og de fleste testene på keramiske materialer blir utført ved hjelp av denne frem-gangsmåten. US-4941359 og US-4986132 relatere til mekanisk testing i en bøyekonfi-gurasjon. Selv om den er fordelaktig utfra det synspunkt at den er enkel å utføre, lider den konvensjonelle bøyetestingen av at den kjente initiale spenningsfordelingen endrer seg på en ubestemt måte så snart ikke-elastisk spenning akkumuleres. Dette skjer fordi bøyebelastning resulterer i at en del av prøvestykket blir utsatt for strekkspenninger,

som kompenseres av kompresjonsspenninger i den gjenværende delen av prøvestykket. I de fleste tilfellene er et materiales respons på strekk og kompresjon forskjellig og spenningsfordelingen endrer seg følgelig på en uforutsigbar måte. For stive og sprø materialer er dette spesielt tilfellet ved høye temperaturer. For konstant eller monoton belastning vil den initiale lineære spenningsfordelingen over tykkelsen til prøvestykket derfor endrer seg med tiden, og planet hvor det normal ikke er noen spenning (nøytralplanet) forskyver seg bort fra dets initiale posisjon i senteret av prøvestykket mot overflaten

som er under kompresjon, hvor deformasjon og sprekkdannelse skjer saktere. Denne migrering av nøytralplanet kan ikke overvåkes under testen og utelukker etableringen av et forhold mellom den påtrykte belastningen og den mekaniske responsen til prøvestyk-ket.

Under statisk eller monoton belastning er enakseteknikken det eneste gyldige alternati-vet som kan overkomme ulempene ved den konvensjonelle bøyetesten. Under reversert tretthetsbelastningsforhold kan imidlertid en annen fremgangsmåte anvendes siden når fullstendig belastningsreversering utføres under syklisk tretthet (belastningsforhold R = -1), blir forskjellen mellom materialets adferd under strekk og kompresjon bli under-trykt. Slik periodisk reversert belastning fører følgelig til en stasjonær posisjon til nøyt-ralplanet og en spenningsfordeling som ikke endrer seg fra syklus til syklus. Det vanlige firepunkt bøyeapparatet eller anordningen tillater ikke reversering av den påtrykte belastningen og prøvestykket kan bare bøyes i en retning hvilket resulterer i belastningsforhold mellom 0 (belastning - ikke-belastning - ny belastning, etc.) og 1 (konstant belastning). Dette området kan imidlertid utvides ved at det anvendes et fullstendig reversert syklisk firepunkt bøyeapparat (A.-P. Nikkilå, T.A. Måntylå, Cyclic fatigue of silicon nitrides, Ceram. Eng. Sei. Proe., 10, pp. 646-656 (1989)). Dette apparatet eller anordningen inneholder fire tilleggsbelastningspinner som befinner seg motstående til de opprinnelige fire belastningspinnene og mulighet en fullstendig reversert belastning og påtrykkes på prøvestykket ved å veksle belastningskraften mellom de to settene av fire pinner. Stålkonstruksjonen og fastklemmingssystemet er imidlertid bare tilpasset for anvendelse ved omgivelsestemperaturer.

Fra japansk patentpublikasjon JP 61141439 er det kjent en testjigg for bøyetesting av materialer, omfattende fire øvre og fire nedre, motstående belastningstapper for fast-klemming av teststykket, en ytre og en indre ramme for, via stive belastningsstenger, montering til de ytre og indre belastningstappene. Jiggen omfatter også en ovn for opp-varming av teststykket. Belastningsstengene i denne publikasjonen er imidlertid ikke leddet og stengene omfatter heller ikke øvre og nedre seksjoner.

Vi har nå utviklet en bøyeanordning eller apparat som tar fatt i mange av problemene tilknyttet kjent teknikk. Følgelig tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en bøye-anordning for mekanisk testing av materialet, hvilken anordning omfatter: (i) i det minste fire øvre belastningspinner eller tapper, hvor hver av de øvre belastningstappene vender mot en korresponderende nedre belastningstapp hvilket resulterer i det minste i to par indre belastningstapper og i det minste to par ytre belastningstapper for å fastklemme et prøvestykke; (ii) en ytre ramme festet i forhold til de ytre belastningstappene;

(iii) en indre ramme festet i forhold til de indre belastningstappene; og

(iv) et leddet belastningsfølge for å overføre en belastningskraft på belastningstappene, hvor belastningsfølget omfatter en indre rekke som forbinder de indre belastningstappene til den indre rammen og en ytre rekke som forbinder de ytre belastningstappene til den ytre rammen.

Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkravene.

I bruk blir bøyeanordningen eller apparatet i henhold til oppfinnelsen forbundet med en mekanisk testemaskin som har innretninger for å påtrykke en reversibel belastningskraft på den ene av rammene, hvilken ramme kan beveges i forhold til den andre rammen i en retning hovedsakelig parallelt med retningen til belastningskraften. Den mekaniske tes-temaskinen har også innretninger for å måle den påtrykte belastningskraften.

Leddingen av belastningsfølget forenkler innretting av teststykket og sikrer aksial belastning.

For mekanisk testing ved forhøyede temperaturer omfatter anordningen videre oppvarmingsinnretninger hvori et teststykke blir oppvarmet i en oppvarmingssone, f eks. en elektrisk ovn, en induksjonsovn eller en kolbeovn. Temperaturene som teststykket skal oppvarmes til er primært bestemt av den termiske stabiliteten til stykket og komponen-tene til anordningen, men opptil 1500° C er vanligvis mulig. I dette tilfellet er det på fordelaktig måte tilveiebrakt en termisk sperre for å forenkle isolering av det "oppvarmede " teststykket og tilliggende komponenter fra andre deler i anordningen. Den termiske sperren omfatter fortrinnsvis en eller flere Z1O2 ringer.

Den indre rekken og/eller den ytre rekken omfatter fortrinnsvis en øvre seksjon over de øvre belastningstappene og en nedre seksjon under de nedre belastningstappene, hvor hver seksjon omfatter to eller flere leddede deler. Leddingen av de to eller flere delene til hver seksjon blir fortrinnsvis bevirket ved at det er anordnet et kuleledd eller et rulleledd mellom hver av delene.

I en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelsen omfatter den øvre og den nedre seksjonen til den indre rekken en første generelt sylindrisk del som er leddet ved et kuleledd med en andre generelt sylindrisk del, hvor den første delen er tilliggende de indre belastningstappene og den andre delen er tilliggende den indre rammen. I dette tilfellet vil når bøyeanordningen er forbundet med en mekanisk testemaskin både den første og den andre sylindriske delen ha en hovedakse som i hovedsaken er parallell til og sammenfallende med retningen til belastningskraften.

Hver av den øvre og nedre seksjon til den ytre rekken omfatter fortrinnsvis en første rørformet del, som omgir den første generelt sylindriske delen, og som er leddet ved et rulleledd med en andre rørformet del, som omgir den andre generelt sylindriske delen, hvor den første rørformede delen er tilliggende til de ytre belastningstappene og den andre rørformede delen er tilliggende den ytre rammen. Igjen vil når bøyeanordningen er forbundet med en mekanisk testmaskin både den første og andre rørformede delen ha en hovedakse som i hovedsaken er parallell til og sammenfallende med retningen til belastningskraften.

Rulleleddet i den øvre seksjonen av den ytre rekken omfatter fortrinnsvis første og andre ruller anordnet mellom den første og andre rørformede delen, hvor rullene har en felles rotasjonsakse som i hovedsaken er perpendikulær på hovedaksene til den første og andre rørformede delen og er atskilt en avstand som i hovedsaken er lik diameteren til den første og andre rørformede delen. Rulleleddet i den nedre seksjonen til den ytre rekken omfatter fortrinnsvis tredje og fjerde ruller anordnet mellom den første og andre rørfor-mede delen, hvor rullene har en felles rotasjonsakse hovedsakelig perpendikulær på de nevnte hovedaksene og også rotasjonsaksen til den første og andre rullen og er atskilt en avstand som i hovedsaken er lik diameteren til den første og andre rørformede delen. Følgelig kan den ytre rekken svinges i to perpendikulære retninger og anordningen av rulleleddene og kuleleddene virker som en passiv innrettingsanordning for å sikre aksial belastning på teststykket.

I bruk må det forstås at rotasjonsaksene til den første og andre rullen og tredje og fjerde rullen vil i hovedsaken være perpendikulær på retningen til belastningskraften.

For høytemperaturtesting er belastningstappene og de indre og ytre rekkene (innbefat-tende kuler og rulleleddene) tilformet av et keramisk materiale, slik som SiC, AI2O3, SijN4 eller en blanding av to eller flere av disse. I en foretrukket utførelse er belastningstappene, de indre og ytre rekkene og rulleleddet tilformet av SiC og kuleleddet tilformet av Si3N4.

Som angitt ovenfor, kan bøyeanordningen forbindes med en testmaskin som har innretninger for å påtrykke en reversibel belastningskraft og innretninger for å måle den påtrykte belastningskraften. Innretningene for å påføre den reversible belastningskraften omfatter vanligvis et syklisk reverserbart stempel eller støter som er festet til en av rammene til bøyeanordningen. Innretningen for å måle den påtrykte belastningskraften omfatter vanligvis en belastningscelle som er forbundet med den andre rammen, som beveger seg under testing.

Den foreliggende oppfinnelsen skal nå beskrives ytterligere ved hjelp av et eksempel, med henvisning til de følgende tegningene hvor: Fig. 1 er en skjematisk tverrsnittsillustrasjon av bøyeanordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen forbundet med en testmaskin; og

Fig. 2 er en tverrsnittsillustrasjon av den øvre seksjonen av fig. 1.

Med henvisning til fig. 1 er det vist en bøyeanordning eller apparat 1 (forbundet med en testmaskin) hvor et reststykke 5 er fastklemt ved hjelp av fire øvre belastningstapper 1 la, 10a, 10c og 1 lc som befinner seg på den øvre overflaten 6 til stykket 5 og fire motstående nedre belastningstapper 1 lb, 10b, 10d og 1 ld som befinner seg på den nedre overflaten 7 til stykket 5. Belastningstappen er anordnet slik at det tilveiebringes to par indre belastningstapper 10a og b og 10c og d (nærmest senteret av lengden til prø-vestykket) og to par ytre belastningstapper 1 la og b og 1 lc og d (nærmest endene av lengden til stykket). Belastningstappene 10a-d og 1 la-d er fortrinnsvis tilformet av silisiumkarbid og har størrelser og former som er skreddersydd for å unngå overdrevne høye kontaktspenninger hvilket kunne resultere i feil i teststykket 5 eller deler av anordningen 1. Som vist har belastningstappene 10a-d og 1 la-d en sylindrisk form (endeflate-ne vist på figurene) og de indre belastningstappene 10a og b og 10c og d har en større diameter enn de ytre belastningstappene 1 la og b og 1 lc og d.

Et leddet belastningsfølge er anordnet for å overføre en belastningskraft på belastningstappene 10a-d og 1 la-d og består av øvre 20 og nedre 29 sylindriske seksjoner som danner en indre rekke og en øvre 30 og nedre 39 rørformede seksjoner som danner den ytre rekke (for tydelighetens skyld er måten hvorved belastningstoget er leddet på ikke vist på fig. 1, men er beskrevet detaljert nedenfor med henvisning til fig. 2). Hovedaksene (vertikale) til seksjonene 20,29,30 og 39 er i hovedsaken sammenfallende eller flukten-de og i hovedsaken perpendikulære på den langsgående aksen til test eller prøvestykket 5. Seksjonene 20, 29, 30 og 39 er fortrinnsvis tilformet av silisiumkarbid.

Den øvre 20 og nedre 29 seksjonen som danner den indre rekken er klemt sammen ved hjelp av en indre stålramme 40 som omfatter en øvre flens 41 tilkoplet en nedre flens 42 ved hjelp av to eller flere tilkoplingsstenger, slik som vist ved 43. Likeledes er den øvre 30 og nedre 39 seksjonen som danner den ytre rekken klemt sammen ved hjelp av en ytre stålramme 50 som omfatter en øvre flens 51 tilkoplet en nedre flens 52 ved hjelp av to eller flere tilkoplingsstenger slik som vist ved 53 og 54. Som vist er den indre rammen 40 tilkoplet ved den nedre flensen 42 til et stempel 60, som tilveiebringer en syklisk reverserbar belastningskraft i retninger (som vist med pilene) hovedsakelig perpendikulært på den langsgående aksen til stykket 5. Den indre rammen 40 kan beveges i retning av belastningskraften i forhold til den ytre rammen 50, som forblir fast under testing. En belastningscelle 70 er tilkoplet den øvre flensen 51 av den ytre rammen 50 for å måle belastningen som påtrykkes stykket 5. Det må forstås at dette arrangementet kan reverseres slik at den ytre rammen 50 er tilkoplet den bevegelige delen av anordningen, dvs. stempelet 60, og den indre rammen 40 forblir fast under testing.

En oppvarmingssone 80 er vist generelt med den prikkede linjen på fig. 1 og denne mu-liggjør at mekaniske testing kan utføres ved forhøyede temperaturer.

Den øvre og nedre seksjonen til den indre og ytre rekken er hovedsakelig symmetriske og for tydeliggjøring skal den øvre seksjonen nå beskrives ytterligere med henvisning til fig. 2. Den øvre seksjonen 20 til en indre rekken omfatter en første generell sylindrisk del 21 og en andre generell sylindrisk del 22. Begge delene 21 og 22 har den samme eller en tilsvarende diameter og er tilformet av SiC. En SijN4 kuler 23 befinner seg i passende utformede halvkuleformede uttagninger 24 og 25 tilformet i de tilstøtende endene av delene 21 og 22, og danner et kuleledd som tillater dreining av delene 21 og 22. De indre belastningstappene 10a og c befinner seg i halvsylindriske uttagninger (ikke vist) tilformet i en nedre overflate 26 av delen 21. Både den første 21 og den andre 22 delen har en hoved- (vertikal) akse som er hovedsakelig parallell til og sammenfallende med retningen til belastningskraften.

Den øvre seksjonen 30 til den ytre rekken består av en første rørformet del 31, som er konsentrisk anordnet rundt den første generelt sylindriske delen 21, og en andre rørfor-met del 32, som er konsentrisk anordnet rundt den andre generelt sylindriske delen 22. Den første rørformede delen 31 tar opp reaksjonskreftene ved de ytre belastningstappene 1 la og c, som befinner seg i halvsylindriske uttagninger (ikke vist) i den nedre overflaten 36 av denne. Den første 31 og andre 32 delen har også en hoved- (vertikal) akse som er hovedsakelig parallell til og sammenfallende med retningen til belastningskraften.

Første 33 og andre 34 SiC ruller er anordnet mellom den første 31 og den andre 32 rør-formede delen for å danne et rulleledd, og således tillates den første 31 og den andre 32 rørformede delen å dreies. Rullene 33 og 34 befinner seg på en diameter av den første 31 og andre 32 rørformede delen og har en felles rotasjonsakse, som er hovedsakelig perpendikulær på retningen til belastningskraften og hovedsakelig parallelt til den langsgående aksen til stykket 5. Rulleleddet i den nedre seksjonen 39 av den ytre rekken (ikke vist) omfatter et tilsvarende arrangement, men de to rullene har en felles rotasjonsakse hovedsakelig perpendikulært på både retningen til belastningskraften og rotasjonsaksen til den første 33 og den andre 34 rullen, dvs. at rullene i den nederste seksjonen roteres over omtrent 90° i et plan perpendikulært på retningen til belastningskraften. Den ytre rekken kan derfor dreies i to perpendikulære retninger. Sammen med Si3N4 kulene hvilke disse to settene av SiC ruller som passiv innrettingsanordning og sikrer at belastningen av teststykket i hovedsaken er aksial.

I anordningen eller apparatet illustrert på fig. 2 er en første varmebarriere eller sperre-ring 90 av ZrC"2 anordnet mellom den øvre overflaten 27 til den andre sylindriske delen 22 og en nedre overflate 22 av et første AI2O3 forlengelsesrør 91 som strekker seg opptil og er i kontakt med den indre rammen 40. På tilsvarende måte er den andre varmesper-rering 93 av Z1O2 anordnet mellom den øvre overflaten 37 til den andre rørformede delen 32 og en nedre overflate 95 til et andre AI2O3 forlengelsesrør 94 som strekker seg opp til og er i kontakt med den ytre rammen 50. Det andre forlengelsesrøret 94 er anordnet konsentrisk rundt det første forlengelsesrøret 91. Flenser 40 og 50 har en sylindrisk uttagning (ikke vist) i deres respektive nedre overflater som har litt større diameter enn diameteren til henholdsvis det første 91 og det andre 94 forlengelsesrøret. Det første 91 og det andre 94 forlengelsesrøret er følgelig fastklemt på plass. Den lave termiske konduktiviteten til Z1O2 sammenlignet med silisiumkarbid reduserer varmetap langs belastningsaksen. Forlengelsesrørene 91 og 94 av alumina eller aluminiumoksid tillater at varmen fra varmesonen 80 (ikke vist på fig. 2) på grunn av ledning gjennom det keramiske materialet forsvinner ut i den omgivende luften, og begrenser temperaturen til stålrammene 40 og 50 til et akseptabelt nivå. Følgelig forenkler den første 90 og den andre 93 varmesperreringen sammen med det første 91 og det andre 94 forlengelsesrøret isolasjonen av (det oppvarmede) stykket 5 og tilliggende komponenter fra de gjenværende delene av apparatet eller anordningen.

Det refereres igjen til fig. 1. Den relative bevegelsen av den indre rekken i forhold til den ytre rekken ved bevegelse av stempelet 60 resulterer i at en firepunkts bøyebelast-ning blir påtrykt stykket 5. De indre tappene 10a-d belaster stykket 5 i et sentralt områ-de, mens de ytre tappene 1 la-d opplagrer stykket inntil dets ender og tar opp reaksjonskreftene. Ved å påtrykke en vekslende belastning oppnås en fullstendig reversert firepunkts bøyebelastning på stykket 5, hvilket resulterer i en spenningsfordeling som for-andrer fortegn hver halve periode, men som ikke endrer seg mellom periodene. Nøytral-planet migrerer heller ikke fra dets opprinnelige posisjon ved senteret av stykket 6, og spenningsfordelingen blir i hovedsaken homogen mellom de indre belastningstappene 10a og bog 10c og d.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer bøyetetthetsbelastning med et negativt belastningsforhold og en rommelig konstant spenningsfordeling mellom de indre belastningstappene ved høye temperaturer. Den utvider betydelig testområdet som dekkes av det vanlige firepunkts bøyeapparatet, og muliggjør generering av pålitelige høytempera-turtretthetsdata som kan anvendes for vurdering og utvikling av posisjonsmaterialer. Opptak av termiske dimensjonsendringer i teststykket og apparatet under testing ved høye temperaturer er også besørget.

Claims (15)

1. Bøyeanordning for mekanisk testing av materialer, karakterisert ved at den omfatter: (i) i det minste fire øvre belastningstapper, hvor hver av de øvre belastningstappene er motstående til en korresponderende nedre belastningstapp, hvilket resulterer i det minste i to par indre belastningstapper og i det minste to par ytre belastningstapper for å fastklemme et teststykke; (ii) en ytre ramme som er fastgjort i forhold til de ytre belastningstappene; (iii) en indre ramme som er fastgjort i forhold til de indre belastningstappene; og (iv) et leddet belastningsfølge for å overføre en belastningskraft på belastningstappene, hvor belastningsfølget omfatter en indre rekke som forbinder de indre belastningstappene med den indre rammen og en ytre rekke som forbinder de ytre belastningstappene med den ytre rammen, hvor både den indre rekken og den ytre rekken omfatter en øvre seksjon over de øvre belastningstappene og en nedre seksjon under de nedre belastningstappene, hvor hver seksjon omfatter to eller flere leddede deler; og (v) oppvarmingsinnretninger for å oppvarme teststykket.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at en termisk sperre er anordnet for å forenkle isolasjon av det oppvarmede teststykket og tilliggende komponenter fra andre deler av apparatet.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert v e d at leddingen av de to eller flere delene til hver seksjon blir bevirket ved anordningen av et kuleledd mellom hver av delene.

4. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert v e d at leddingen av de to eller flere delene til hver seksjon blir bevirket ved anordningen av et rulleledd mellom hver av delene.

5. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at hver av den øvre og nedre seksjonen til den indre rekken omfatter en første generelt sylindrisk del som er leddet ved et kuleledd med en andre generelt sylindrisk del, hvor den første delen er tilliggende til de indre belastningstappene og den andre delen er tilliggende til den indre rammen.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at hver av den øvre og nedre seksjonen til den ytre rekken omfatter en første rørformet del, som omgir den første generelt sylindriske delen, leddet ved et rulleledd med en andre rørformet del, som omgir den andre generelt sylindriske delen, hvor den første rørfor-mede delen er tilliggende til de ytre belastningstappene og den andre rørformede delen er tilliggende til den ytre rammen.

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at rulleleddet i den øvre seksjonen til den ytre rekken omfatter første og andre ruller anordnet mellom den første og andre rørformede delen, hvor rullene har en felles rotasjonsakse hovedsakelig perpendikulært på hovedaksene til den første og andre rørfor-mede delen og er atskilt en avstand som i hovedsaken er lik diameteren til den første og den andre rørformede delen, og hvor rulleleddet i den nedre seksjonen til den ytre rekken omfatter tredje og fjerde ruller anordnet mellom den første og andre rørformede delen, hvor rullene har en felles rotasjonsakse hovedsakelig perpendikulær på de nevnte hovedaksene og også rotasjonsaksen til den første og andre rullen og er atskilt en avstand som i hovedsaken er lik diameteren til den første og andre rørformede delen.

8. Anordning som angitt i et hvilket som helst av de forutgående kravene, karakterisert ved at belastningstappene og den indre og ytre rekken er tilformet av et keramisk materiale.

9. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 3 og 5 til 10, karakterisert ved at kuleleddet er tilformet av et keramisk materiale.

10. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 4 og 6 til 11, karakterisert ved at rulleleddet er tilformet av et keramisk materiale.

11. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 8 til 10, karakterisert ved at det keramiske materialet er SiC, AI2O3, SijN4 eller en blanding av to.eller flere av disse.

12. Anordning som angitt i et hvilket som helst av de forutgående kravene, karakterisert ved at den videre omfatter innretninger for å påtrykke en reverserbar belastningskraft på den ene av rammene, hvilken ramme er bevegbar i forhold til den ytre rammen i en retning hovedsakelig parallelt med retningen til belastningskraften.

13. Anordning som angitt i krav 12, karakterisert ved at den videre omfatter innretninger for å måle den påtrykte belastningskraften.

14. Anvendelse av anordningen som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 13 til mekanisk testing av stive og/eller sprø konstruksjonsmaterialer.

15. Fremgangsmåte for mekanisk testing av stive og/eller sprø konstruksjonsmaterialer, karakterisert ved de følgende trinn: (a) å tilveiebringe et apparat som angitt i krav 13; (b) å fastklemme en prøve av materialet som skal testes mellom i det minste fire øvre belastningstapper og i det minste fire nedre belastningstapper i anordningen; (c) å påtrykke en reverserbar belastningskraft på den indre rammen eller den ytre rammen; og (d) å måle den påtrykte belastningskraften.