Kā atrisināt oksīda keramikas trūkumu

Oksīda keramikas trausluma trūkumu var atrisināt ar šādām metodēm:
1. Daļiņu rūdīšana
Otrās fāzes daļiņu ieviešana: oksīda keramikai pievieno augstas cietības un augstas izturības otrās fāzes daļiņas, piemēram, silīcija karbīdu (SiC), titāna karbīdu (TiC), silīcija nitrīdu (Si₃N₄) utt. Šīs daļiņas var kavēt plaisu izplatīšanos keramikas matricā, tādējādi uzlabojot keramikas stingrību. Piemēram, alumīnija oksīda keramikai pievienojot atbilstošu daudzumu SiC daļiņu, var palielināt keramikas izturību pret lūzumiem par vairāk nekā 20%.
Nanodaļiņu rūdīšana: Nanodaļiņām piemīt liela īpatnējā virsma un augsta aktivitāte, un tās var veidot nanomēroga saskarnes keramikas matricā, tādējādi uzlabojot keramikas stingrību. Piemēram, nanoalumīnija daļiņu pievienošana cirkonija keramikai var palielināt keramikas izturību pret lūzumiem par vairāk nekā 30%.
2. Šķiedru rūdīšana
Nepārtraukta šķiedru rūdīšana: oksīda keramikai pievieno nepārtrauktas šķiedras, piemēram, oglekļa šķiedras, stikla šķiedras, silīcija karbīda šķiedras utt. Šīs šķiedras var veidot trīsdimensiju tīkla struktūru keramikas matricā, tādējādi efektīvi kavējot plaisu izplešanos un uzlabojot keramikas stingrību. Piemēram, oglekļa šķiedru pievienošana alumīnija oksīda keramikai var palielināt keramikas izturību pret lūzumiem par vairāk nekā 50%.
Īsu šķiedru rūdīšana: Īsas šķiedras var arī zināmā mērā uzlabot oksīda keramikas stingrību. Īsas šķiedras var izlīdzināt plaisas keramikas matricā, tādējādi palēninot plaisu izplešanos. Piemēram, cirkonija oksīda keramikai pievienojot sasmalcinātas stikla šķiedras, var palielināt keramikas izturību pret lūzumiem par vairāk nekā 20%.
3. Fāzes transformācijas rūdīšana
Cirkonija fāzes transformācijas rūdīšana: cirkonija oksīdam ir martensīta fāzes transformācijas īpašības, un tas noteiktos apstākļos var pārveidoties no tetragonālās fāzes uz monoklīnisko fāzi. Šis fāzes pārveidošanas process absorbē enerģiju, tādējādi kavējot plaisu izplešanos un uzlabojot keramikas stingrību. Piemēram, cirkonija keramikai pievienojot atbilstošu daudzumu stabilizatora, istabas temperatūrā cirkonija oksīds var saglabāties tetragonālā fāzē. Kad keramika tiek pakļauta ārējam spēkam, tetragonālais cirkonija oksīds pārvēršas monoklīniskā fāzē, tādējādi uzlabojot keramikas izturību pret lūzumiem.
Rūdīšana ar citiem fāzes maiņas materiāliem: papildus cirkonija oksīdam ir daži citi fāzes maiņas materiāli, ko var izmantot arī oksīda keramikas izturības uzlabošanai, piemēram, bārija titanāts (BaTiO₃).
4. Saliktā rūdīšana
Daļiņu-šķiedru kompozītmateriālu rūdīšana: Daļiņu rūdīšanas un šķiedru rūdīšanas apvienošana var vēl vairāk uzlabot oksīda keramikas stingrību. Piemēram, SiC daļiņu un oglekļa šķiedru pievienošana alumīnija oksīda keramikai vienlaikus var palielināt keramikas izturību pret lūzumiem par vairāk nekā 60%.
Daudzslāņu kompozītmateriālu rūdīšana: sagatavojot oksīda keramiku ar daudzslāņu struktūru, var izmantot saskarnes efektu starp dažādiem slāņiem, lai uzlabotu keramikas izturību. Piemēram, alumīnija oksīda-cirkonija oksīda daudzslāņu kompozītmateriālu keramikas sagatavošana var palielināt keramikas izturību pret lūzumiem par vairāk nekā 40%.
5. Sagatavošanas procesa optimizēšana
Saķepināšanas temperatūras un spiediena kontrole: Atbilstoši paaugstinot saķepināšanas temperatūru un spiedienu, var veicināt keramikas blīvēšanu, samazināt keramikas poras un defektus un tādējādi uzlabot keramikas stingrību. Piemēram, gatavojot alumīnija oksīda keramiku ar karstās presēšanas saķepināšanu, paaugstinot saķepināšanas temperatūru un spiedienu, keramikas izturība pret lūzumiem var palielināties par vairāk nekā 20%.
Izmantojiet progresīvu saķepināšanas tehnoloģiju: piemēram, dzirksteļošanas plazmas saķepināšanu (SPS), mikroviļņu saķepināšanu utt. Šīs uzlabotās saķepināšanas tehnoloģijas var panākt keramikas blīvēšanu īsākā laikā, samazināt keramikas defektus un tādējādi uzlabot keramikas stingrību. Piemēram, ja cirkonija keramika tiek sagatavota, izmantojot SPS tehnoloģiju, keramikas stingrību pret lūzumiem var palielināt par vairāk nekā 30%.
Izmantojot tādas metodes kā cieto daļiņu rūdīšana, šķiedru rūdīšana, fāzes maiņas rūdīšana, kompozītmateriālu rūdīšana un optimizēts sagatavošanas process, var efektīvi novērst oksīda keramikas trausluma trūkumu, kā arī uzlabot keramikas izturību un uzticamību.
Ja vēlaties uzzināt, kā novērst oksīda keramikas trausluma trūkumu, laipni lūdzam sekot vietnei www.ceramicstimes.com!