Bagaimana untuk menyelesaikan kelemahan seramik oksida

Kelemahan seramik oksida yang rapuh boleh diselesaikan dengan kaedah berikut:
1. Pengerasan zarah
Memperkenalkan zarah fasa kedua: Menambah zarah fasa kedua kekerasan tinggi dan keliatan tinggi seperti silikon karbida (SiC), titanium karbida (TiC), silikon nitrida (Si₃N₄), dll. pada seramik oksida. Zarah-zarah ini boleh menghalang perambatan retak dalam matriks seramik, dengan itu meningkatkan keliatan seramik. Sebagai contoh, menambah jumlah zarah SiC yang sesuai kepada seramik alumina boleh meningkatkan keliatan patah seramik lebih daripada 20%.
Pengerasan zarah nano: Nanozarah mempunyai ciri-ciri luas permukaan khusus yang besar dan aktiviti yang tinggi, dan boleh membentuk antara muka skala nano dalam matriks seramik, dengan itu meningkatkan keliatan seramik. Sebagai contoh, menambah zarah nano-alumina pada seramik zirkonia boleh meningkatkan keliatan patah seramik lebih daripada 30%.
2. Mengeraskan serat
Pengukuhan gentian berterusan: Menambah gentian berterusan seperti gentian karbon, gentian kaca, gentian silikon karbida, dll. pada seramik oksida. Gentian ini boleh membentuk struktur rangkaian tiga dimensi dalam matriks seramik, dengan itu berkesan menghalang pengembangan retak dan meningkatkan keliatan seramik. Sebagai contoh, menambah gentian karbon kepada seramik alumina boleh meningkatkan keliatan patah seramik lebih daripada 50%.
Pengukuhan gentian pendek: Gentian pendek juga boleh meningkatkan keliatan seramik oksida pada tahap tertentu. Gentian pendek boleh merapatkan rekahan dalam matriks seramik, dengan itu memperlahankan pengembangan retakan. Sebagai contoh, menambah gentian kaca cincang pada seramik zirkonia boleh meningkatkan keliatan patah seramik lebih daripada 20%.
3. Pengukuhan transformasi fasa
Pengukuhan transformasi fasa zirkonia: Zirkonia mempunyai ciri-ciri transformasi fasa martensit dan boleh berubah daripada fasa tetragonal kepada fasa monoklinik dalam keadaan tertentu. Proses transformasi fasa ini menyerap tenaga, dengan itu menghalang pengembangan rekahan dan meningkatkan keliatan seramik. Contohnya, menambah jumlah penstabil yang sesuai kepada seramik zirkonia boleh mengekalkan zirkonia dalam fasa tetragon pada suhu bilik. Apabila seramik tertakluk kepada daya luar, zirkonia tetragonal akan berubah menjadi fasa monoklinik, dengan itu meningkatkan keliatan patah seramik.
Mengeras dengan bahan perubahan fasa lain: Selain zirkonia, terdapat beberapa bahan perubahan fasa lain yang juga boleh digunakan untuk meningkatkan keliatan seramik oksida, seperti barium titanate (BaTiO₃).
4. Pengukuhan komposit
Pengukuhan komposit gentian zarah: Penggabungan pengerasan zarah dan pengerasan gentian boleh meningkatkan lagi keliatan seramik oksida. Sebagai contoh, menambah zarah SiC dan gentian karbon kepada seramik alumina pada masa yang sama boleh meningkatkan keliatan patah seramik lebih daripada 60%.
Pengukuhan komposit berbilang lapisan: Dengan menyediakan seramik oksida dengan struktur berbilang lapisan, kesan antara muka antara lapisan yang berbeza boleh digunakan untuk meningkatkan keliatan seramik. Sebagai contoh, penyediaan seramik komposit berbilang lapisan alumina-zirkonia boleh meningkatkan keliatan patah seramik lebih daripada 40%.
5. Mengoptimumkan proses penyediaan
Mengawal suhu dan tekanan pensinteran: Meningkatkan suhu dan tekanan pensinteran dengan sewajarnya boleh menggalakkan ketumpatan seramik, mengurangkan liang dan kecacatan pada seramik, dan dengan itu meningkatkan keliatan seramik. Sebagai contoh, apabila menyediakan seramik alumina dengan pensinteran menekan panas, meningkatkan suhu dan tekanan pensinteran boleh meningkatkan keliatan patah seramik lebih daripada 20%.
Gunakan teknologi pensinteran termaju: seperti pensinteran plasma percikan (SPS), pensinteran gelombang mikro, dsb. Teknologi pensinteran termaju ini boleh mencapai ketumpatan seramik dalam masa yang lebih singkat, mengurangkan kecacatan pada seramik, dan dengan itu meningkatkan keliatan seramik. Sebagai contoh, apabila seramik zirkonia disediakan menggunakan teknologi SPS, keliatan patah seramik boleh ditingkatkan lebih daripada 30%.
Melalui kaedah seperti mengeras zarah, mengeras gentian, mengeras perubahan fasa, mengeras komposit dan proses penyediaan yang optimum, kelemahan seramik oksida yang rapuh dapat diselesaikan dengan berkesan, dan keliatan dan kebolehpercayaan seramik dapat dipertingkatkan.
Jika anda ingin tahu bagaimana untuk menyelesaikan kelemahan seramik oksida yang rapuh, anda dialu-alukan untuk mengikuti www.ceramicstimes.com!