ประวัติการพัฒนาของเซรามิกที่ทนต่อการสึกหรอ

ประวัติการพัฒนาของเซรามิกที่ทนต่อการสึกหรอ

วัสดุเซรามิกอลูมินามีข้อดีของความแข็งสูงทนต่ออุณหภูมิสูงทนต่อการกัดกร่อนความต้านทานการสึกหรอและข้อดีอื่น ๆ ที่หาที่เปรียบมิได้ของวัสดุโลหะ มีวัตถุดิบหลากหลายประเภทและราคาต่ําซึ่งไม่มีใครเทียบได้กับวัสดุเซรามิกอื่น ๆ เช่นซิลิคอนคาร์ไบด์ซิลิคอนไนไตรด์และเซอร์โคเนีย มีแนวโน้มการใช้งานที่น่าสนใจมากในด้านการบินและอวกาศการบินชิ้นส่วนการสึกหรอของเครื่องยนต์เครื่องมือและสาขาอื่น ๆ และเป็นเทคโนโลยีที่สําคัญและวัสดุที่ต้องการในการบินและอวกาศพลังงานการบินและอวกาศโลหะวิทยาและสาขาอื่น ๆ อย่างไรก็ตามพันธะเคมีของวัสดุเซรามิก Al2O3 เป็นพันธะไอออนิก มีทิศทางที่แข็งแกร่งและประหยัดพลังงานสูงทําให้การเปลี่ยนรูปพลาสติกทําได้ยากเปราะและแตกร้าว ความเปราะบางของวัสดุเซรามิกอลูมินา จํากัด ความนิยมและการใช้วัสดุนี้อย่างมาก

ดังนั้นจึงต้องใช้มาตรการบางอย่างเพื่อปรับแต่งโครงสร้างจุลภาคของผลึกเซรามิกให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ซึ่งสําคัญที่สุดคือการปรับแต่งธัญพืชให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความเหนียวแตกหักของวัสดุเซรามิกได้อย่างมาก เซรามิกเป็นวัสดุเปราะซึ่งส่วนใหญ่การแตกหักเกิดขึ้นที่ขอบเขตของเมล็ดพืช เมื่อขนาดเกรนมีขนาดเล็กขอบเขตของเมล็ดพืชจะมีสัดส่วนมาก เมื่อแตกหักตามขอบเขตของเมล็ดพืชเส้นทางการขยายพันธุ์รอยแตกจะคดเคี้ยว ยิ่งเกรนละเอียดมากเท่าไหร่เส้นทางก็จะยิ่งยาวขึ้นพลังงานที่ต้องการก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นและความเหนียวในการแตกหักก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ขนาดเริ่มต้นของข้อบกพร่อง (รอยแตก) ในร่างกายเผาจะเหมือนกับขนาดของเมล็ดข้าว เมื่อธัญพืชได้รับการขัดเกลาขนาดเริ่มต้นของข้อบกพร่อง (รอยแตก) จะเล็กลงตามลําดับและค่าความเหนียวแตกหักจะสูงขึ้น จะเห็นได้ว่าขนาดของเมล็ดข้าวมีอิทธิพลอย่างมากต่อความเหนียวแตกหัก เราควรเพิ่มความหนาแน่นในขณะที่ยังคงความละเอียด การตกผลึกแบบละเอียดเป็นกุญแจสําคัญเพื่อให้แน่ใจว่าความเหนียวแตกหักของวัสดุเซรามิก

หลังจากความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับกลไกความแข็งแรงและความเหนียวของวัสดุ Al2O3 เพื่อลดความเปราะบางของวัสดุเซรามิกที่ใช้ Al2O3 นอกเหนือจากการใช้เทคโนโลยีการเตรียมขั้นสูงแล้วยังมีการศึกษาวิธีการเพิ่มความแกร่งที่หลากหลาย การใช้ความเหนียวของหนวดเครา SiC, การทําให้แข็งด้วยเส้นใย, การเปลี่ยนเฟส ZrO2, การทําให้แกร่งการกระจายตัวของอนุภาคและวัสดุนาโนสามารถบรรลุผลการแกร่งที่ดี แต่มีข้อบกพร่องที่แตกต่างกัน, ความเข้ากันได้ของหนวดเคราเป็นเรื่องยากที่จะแก้ปัญหาความเป็นพิษของหนวดและการกระจายที่สม่ําเสมอในเมทริกซ์ เมื่อวัสดุหนวดสูงเกินไปการทําให้วัสดุเซรามิกแตกตัวจะกลายเป็นเรื่องยาก เพื่อให้ได้ผลการเพิ่มความเหนียวของเส้นใยที่ดีเส้นใยจะต้องชุบอย่างเต็มที่ในเมทริกซ์และกระจายอย่างสม่ําเสมอ แต่สิ่งนี้ยากที่จะบรรลุในกระบวนการและคุณภาพของการชุบแข็งของเส้นใยนั้นควบคุมได้ยาก ZrO2 ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมาร์เทนซิติกที่แกร่งขึ้นภายใต้การกระทําของความเครียดและผลการทําให้แกร่งของมันลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ผลการทําให้แกร่งของอนุภาคมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความแข็งแรงในพันธะระหว่างอินเทอร์เฟซเฟส Al2O3 แต่ผลของการทําให้อนุภาคแกร่งขึ้นมักจะลดความแข็งและความแข็งแรงของวัสดุเซรามิกส่งผลให้ความเสถียรของอิเล็กทริกและความเสถียรทางความร้อนของวัสดุลดลง ผลที่ได้มี จํากัด มาก

นี่เป็นกระบวนการของการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และการสร้างสรรค์ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เซรามิกที่ทนต่อการสึกหรอที่ใช้กันทั่วไปในตลาดปัจจุบัน