Shear Localization and Comminution of Granular and Fragmented Silicon Carbide

Abstract
Granular and pre-fractured bulk silicon carbide were subjected to high strain, high-strain-rate deformation by radial symmetric collapse of a thick-wall cylinder. Profuse shear-band formation was observed, indicating the deformation had inhomogeneous characteristics. The granular silicon carbide had lower shear-band displacement, spacing between shear bands and thickness of shear bands than the pre-factured silicon carbide. Bimodal particle size distribution was seen inside the shear bands for both materials. The shear localization in the granular silicon carbide was primarily due to particle break-up (comminution) and rearrangement of the comminuted particles. The shear bands in the pre-fractured silicon carbide were formed through the incorporation of fragments from the shear-band interfaces and the erosion of fragments inside the shear band.

Résumé
Des échantillons de carbure de silice pré-fragmentés et granulaires ont été soumis à des hautes déformations à hautes vitesses par l'implosion symétrique d'un cylindre à parois épaisses. La formation de bandes de cisaillement a été observée, indiquant que la déformation est inhomogéne. Le cisaillement dans les bandes la distance entre les bandes et l'épaisseur des bandes étaient plus faibles pour le carbure de silice granulé. Une distribution de taille de poudre bimodale a été observée dans les bandes pour les deux materiaux. La formation de bandes de cisaillement a été produite principalement par la fragmentation des poudres et la réorganisation des particules pulvérisées. Les bandes de cisaillement dans le materiau pre-fissuré sont formées par l'addition de fragments à partir des interfaces de la bande de cisaillement et par l'érosion des fragments l'intérieur de la bande de cisaillement.