Lastnosti glinice keramike
Struktura glinice keramike spada v korundni tip, ki ima lastnosti ionske vezi, zaradi česar je drsni sistem veliko manjši kot pri kovinah, kar vodi v pomanjkanje določene žilavosti in plastičnosti. Zato je lomna žilavost nizka, kar močno omejuje široko uporabo keramike glinice. Torej, katere so glavne metode zaostritve glinice?
1 、 Okrepitev lamelarne strukture
Naravni materiali, kot sta bambus in lupina, imajo dobre celovite lastnosti zaradi svoje večplastne strukture. Ljudje dobijo navdih iz teh naravnih struktur z uporabo bionske strukture za izboljšanje krhkosti in žilavosti keramičnih materialov.
Plastni kompozitni keramični materiali so sestavljeni iz večplastnih materialov. Modul elastičnosti in linearni raztezni koeficient vsake plasti sta različna, kar vodi v makro napetost med plastmi in stiskalno napetost na površini. Pod delovanjem zunanje sile se lahko energija obremenitve absorbira v največji meri in razpoka se lahko večkrat odkloni in obrne vzdolž vmesnika.Tako da izboljšamo površinske lastnosti in splošno žilavost.
Na primer za večplastno keramiko iz glinice / Ni je koeficient linearne ekspanzije niklja približno) krat tistega glinice, ki ustvarja napetost v plasti glinice in ima veliko sposobnost odklona razpoke, zato ima material boljšo žilavost.
Lamelarna keramika je nova vrsta materiala s široko perspektivo, vendar je njegova glavna pomanjkljivost ta, da bo šibek vmesni sloj zmanjšal trdnost materiala, lastnosti, vzporedne in pravokotne na smer vmesnega sloja, pa so precej različne, kažejo anizotropijo. Tako so strokovnjaki v industriji predstavili zamisel o uporabi močnega vmesnega sloja za pripravo močnega vmesnega sloja ZTA / glinice. Udarna žilavost je več kot 10mpa.m1 / 2, kar je 2,8-krat večja količina ZTA materiala in 5,6-krat glinicev keramika. Nekateri znanstveniki so računalniško simulirali laminirano kompozitno keramiko in ugotovili, da je trdnost materiala iz mehkega sloja preveč visoka ali prenizka, se bo zmanjšala splošna žilavost in če se poveča razmerje med debelino trdega sloja in debelino mehkega sloja in modulom elastičnosti, lahko enakomernost trdega sloja izboljša žilavost keramike. To zagotavlja nekaj raziskovalne ideje in optimizacijski pristopi za lamelno kaljeno keramiko.
2 Tou Stiskanje vlaken iz kompozita
Rezultati kažejo, da je ojačitev neprekinjenih vlaken večja kot pri drugih metodah kaljenja in je najvišja žilavost keramičnih serij doslej, ki lahko doseže približno 20mpa.m1 / 2, zato je zelo učinkovit način za izboljšanje krhkost keramičnih materialov.
Pri tej metodi se vlakna z visoko trdnostjo in modulom elastičnosti razpršijo v keramični matrici. Pod delovanjem zunanje sile del bremena kompozita prevzame vlakno, da se zmanjša obremenitev same matrice. ko je trdnost vlaken v matrici večja od njegove trdnosti, se vlakna izvlečejo. Poleg tega imajo ta vlakna tudi prekrivanje razpok in odklon v matrici, da preprečijo rast razpok. Trije zategovalni mehanizmi skupaj izboljšujejo žilavost keramike materiali.
Trenutno so vlakna, uporabljena v glinasti keramiki, večinoma ogljikova vlakna, vlaknina silicijevega karbida, aluminija silikatna vlakna in tako naprej. Ugotovljeno je, da je mogoče okrepitev učinek izboljšati s povečanjem razmerja dolžine in premera. V obliki vlaken oz. tridimenzionalna tkanina z vlakninami ima boljši učinek kaljenja. Podobno kot vlakno ima veliko aluminijeve keramike, ki jo ostrižijo, učinek pa je zelo dober. Ker so mušniki kratka vlakna z enokristalno strukturo in zelo majhnim premerom (običajno manj kot 3 UM). Ima malo napak na kristalih, zelo urejeno razporeditev atomov, njegova moč pa je blizu teoretične vrednosti vezivne sile med sosednjimi atomi. Teorija in praksa dokazujeta, da lahko izboljša žilavost keramike. Če je silicijev karbid viski (volumski delež do 20% - 30%) se vnesejo v keramiko na osnovi glinice, žilavost segmenta lahko doseže 8-8,5mpa.m1 / 2.
Mehanizem zategovanja klopov ni samo izvleka, preusmeritev razpoke, premostitev in zapenjanje razpok, ampak tudi visoka trdnost. Zato lahko teoretično povečanje jakosti, zmanjšanje elastičnega modula in povečanje razmerja stranic viskov izboljša učinek zaostritve .Pomanjkljivost kaljene glinice iz keramike z vlakni in žlico je, da je težko zagotoviti enakomernost mešanja.
3 、 Samotrdljanje
Tako imenovano samoostrjevanje je, da se pod določenimi tehnološkimi pogoji okrepijo in okrepijo faze. Do določene mere odpravi fizično ali kemično nezdružljivost med fazo matriksa in kaljeno fazo ter zagotovi termodinamično stabilnost matrične faze in zaostrena faza.
Kar zadeva glinico-keramiko, je raziskovalni cilj premagovanja krhkosti glinice-keramike krepitev glinice z različnimi rastnimi zrni. Glavni mehanizem je nadziranje smeri rasti zrn glinice s tehnološkimi ukrepi, tako da lahko preraste v obliki palice in dolg steber, oblikovan vzdolž nekaterih kristalnih površin, ki ima podobno vlogo pri zaostritvi viskov. Pri zunanji obremenitvi bo rep razpoke oblikoval premostitveni način, anizotropna rast glinice pa bo povzročila tudi premik, odbojnost razpoke in druge zaostritvene mehanizme, kar bo izboljšalo žilavost celotne glinice.
4 、 stopnjevanje fazne transformacije
To je nekakšna zaostritev formula, ki je bila preučena prej in na široko. Umetno ustvarja veliko število izjemno drobnih razpok v materialu, da absorbira energijo in prepreči rast razpok. Večina se jih osredotoči na martenzitno preobrazbo ZrO2 in ZTA, ZTM in drugi keramični materiali so uspešni. ZrO2 se razprši v matriksu glinice, ker imajo različni linearni koeficient raztezanja delci ZrO2 pod pritiskom stiskanja, fazna pretvorba pa se med hlajenjem blokira. Takrat, ko je material izpostavljen zunanji sili, pritisk na delcih ZrO2 je sproščeno, tetragonalna faza se spremeni v monoklinično fazo, v matriki se po ekspanziji volumna pojavijo mikrorake, energija glavnih razpok pa se absorbira, da doseže poostren učinek. To je mehanizem zaostritve, ki ga povzroča stres preobrazba.
V mehanizmu zaostritve poleg induciranega mehanizma transformacije ZrO2 transformacija povzroči ekspanzijo volumna, pojav iztisnitve iz območja razpoke v območje, ki ni preoblikovanje, pa razpoko zapre, se težko razširi in izboljša tudi žilavost. Nekateri raziskovalci so ugotovili, da je bil najboljši okrepitveni učinek dosežen, ko je volumenski delež ZrO2 znašal 20%.
Keramična tehnologija za kaljenje bo v prihodnosti še dolgo vroča tehnologija na materialnem področju. Če se lastnosti, ki so povezane s keramičnimi materiali, kot so visoka trdnost, visoka temperaturna odpornost in nizek koeficient ekspanzije, lahko kombiniramo z visoko žilavostjo, bo visokozmogljivi materiali, o katerih sanja materialno polje, in uporabno polje je zelo obsežno. Poglejmo na kratko nekaj aplikacij glinice keramike.
（1） Mehanski
Moč sintranih keramičnih izdelkov iz sintranega glinice lahko doseže 250 Mpa, toplotno stisnjenih izdelkov pa 500MPa. Mohsova glinica-keramika je do 9. Poleg tega ima odlično odpornost proti obrabi, zato se široko uporablja pri izdelavi rezalnega orodja, krogelnih ventilov, brusnih koles, keramičnih žebljev, ležajev itd., med katerimi se najbolj pogosto uporabljajo rezalna orodja iz glinice in keramike ter industrijski ventili.
Keramični rezalnik glinice
Optimalna hitrost rezanja keramičnega orodja iz glinice je višja od hitrosti običajnega cementiranega karbidnega orodja, kar lahko znatno izboljša učinkovitost rezanja različnih materialov. Z veliko raziskavami znanstvenikov, kompozitne keramike z matrico aluminijevega oksida in keramike, ojačene s šipo, ki je sestavljena iz dve fazi z dodajanjem drugih komponent ali obstajata v matrici v obliki trdne raztopine. Te tehnologije nadomeščajo pomanjkljivosti čiste glinice keramike in tako izboljšajo njene rezalne lastnosti in trajnost.
（2） elektronika / napajanje
Glede elektronike in električne energije obstajajo različne aluminijeve keramične plošče, podloge, keramične folije, prozorna keramika in različne glineno-keramične električne izolacijske keramike, elektronski materiali, magnetni materiali itd., Od katerih je najbolj razširjena prozorna keramika in podlage iz glinice rabljen.
Prozorna keramika iz glinice
Trenutno je prozorna keramika pomembna meja na področju raziskovanja in uporabe materialov. Kot nov material ima prozorna keramika ne le širok razpon prepustnosti svetlobe, ampak ima tudi vrsto prednosti, kot so visoka toplotna prevodnost, nizka prevodnost , visoka trdota, velika trdnost, nizka dielektrična konstanta in dielektrična izguba, dobra odpornost proti obrabi in proti koroziji.
Keramična podlaga iz glinice
Keramična podlaga iz aluminijevega oksida ima prednosti visoke mehanske trdnosti, dobre izolacije in visoke odpornosti na svetlobo, kar se pogosto uporablja pri večplastnih ožičenju keramične podlage, elektronski embalaži in embalaži visoke gostote.
（3） Kemična industrija
Pri kemični uporabi ima aluminijeva keramika široko paleto uporabe, na primer kemično polnilno kroglico iz glinice, aluminijasto mikrofiltracijsko membrano, proti korozijo odporno prevleko itd., Med katerimi je najbolj raziskana in uporabljena glineno-keramična membrana in prevleka.
（4） Medicinsko
V medicini se glinica uporablja bolj za izdelavo umetnih kosti, umetnih sklepov, umetnih zob in tako naprej. Alumina keramika ima odlično biokompatibilnost, biološko inertnost, fizično in kemično stabilnost, visoko trdoto in odpornost proti obrabi, in so idealni materiali za pripravo umetnih kost in umetni sklep. Kljub temu ima enake pomanjkljivosti kot drugi keramični materiali, kot so visoka krhkost, nizka žilavost pri lomu, velika težava obdelovalne tehnologije, zapletena tehnologija itd., zato potrebuje nadaljnje raziskave in uporabo.
（5） Arhitektura / sanitarna oprema / keramika
Na področju gradnje sanitarne keramike je mogoče povsod videti izdelke, kot so opečna obloga iz glinice, keramika, brusilni medij, valj, zaščitna cev iz keramike in ognjevzdržna glinica. Med njimi je najbolj pogosto uporabljen rezkalni aparat glinice.
Čar znanosti o materialih je v tem, da se drug od drugega naučijo močnih točk, da si medsebojno nadomeščajo šibke točke in ustvarjajo idealne materiale. Poleg zgoraj omenjenih aplikacij se aluminijeva keramika pogosto uporablja tudi na drugih visokotehnoloških področjih, kot so zrakoplovstvo, visokotemperaturne industrijske peči, kompozitne armature in druga polja. Ob nenehnem razvoju tehnologije kaljenja bodo aluminijevi keramični materiali imeli boljše lastnosti in obsežnejša področja uporabe.
