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Mechanical properties of replicated cellular Zn and Zn1.5Mg in uniaxial compression

Résumé

We present here a study of the mechanical behavior of cellular Zn and Zn1.5Mg with densities between 11.9 and 24.5%, produced by replication processing using NaCl as a spaceholder. Cellular Zn and Zn1.5Mg deform homogeneously during quasi-static compression. The plateau stress scales with the relative density according to a power-law of exponent of 2.8 for both materials; recorded values are 6.0 +/- 0.6 MPa for cellular Zn of relative density 24% and 10.0 +/- 0.5 MPa for cellular Zn1.5Mg of relative density 23%. In ambient-temperature creep tests with loads up to 50% of the plateau stress, after more than 70 h deformation remains negligible (in the range of experimental error). This observation, coupled with other measured mechanical properties, indicates that replicated cellular Zn and Zn1.5Mg are viable materials in the context of their application as a low load-bearing implant material.

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Concepts associés (33)
Résistance des matériaux
vignette|Essai de compression sur une éprouvette de béton, une pression croissante est appliquée verticalement sur l'échantillon pendant que deux appareils mesurent les déformations longitudinales et transversales de l'éprouvette. vignette|À l'issue du test, l'éprouvette s'est rompue. Notez la cassure longitudinale. La résistance des matériaux (RDM) est une discipline particulière de la mécanique des milieux continus, permettant le calcul des contraintes et déformations dans les structures des différents matériaux (machines, génie mécanique, bâtiment et génie civil).
Compression (physique)
vignette|426x426px|La compression uniaxiale. En mécanique, la compression est l'application de forces équilibrées vers l'intérieur (« pousser ») à différents points sur un matériau ou une structure, c'est-à-dire des forces sans somme nette ou couple dirigé de manière à réduire sa taille dans une ou plusieurs directions. C'est le contraire de la tension, ou traction, qui est l'application de forces équilibrées vers l'extérieur (« tirant ») ; et des forces de cisaillement, dirigées de manière à déplacer les couches du matériau parallèlement l'une à l'autre.
Viscoplasticité
La viscoplasticité est la théorie en mécanique des milieux continus qui décrit le comportement inélastique dépendant de la vitesse de déformation des solides. La dépendance à la vitesse de déformation, dans ce contexte signifie que les déformations sont proportionnelles à la vitesse de chargement. Le comportement inélastique dans le cas de la viscoplasticté est un comportement plastique ce qui signifie que le matériau subit des déformations irréversibles quand un certain niveau de chargement est atteint.
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