Својства глинасте керамике
Структура глинасте керамике припада типу корунда, који има карактеристике јонске везе, што клизајући систем чини много мањим од метала, што доводи до недостатка одређене жилавости и пластичности. Због тога је жилавост лома ниска, што увелико ограничава широку примену глинасте керамике. Па, које су главне методе ојачавања глинасте керамике?
1 、 Затезање ламелларне структуре
Природни материјали, попут бамбуса и љуске, имају добра свеобухватна својства због слојевите структуре. Људи добијају инспирацију из ових природних структура, користећи бионичну структуру за побољшање крхкости и чврстине керамичких материјала.
Слојевити композитни керамички материјали састављени су од вишеслојних материјала. Модул еластичности и коефицијент линеарне експанзије сваког слоја су различити, што доводи до макро напрезања између слојева и притиска на површину. Под деловањем спољне силе, енергија напрезања се може апсорбовати до максимума, а пукотина се може више пута одвајати и окретати дуж интерфејса.Тако да побољшају површинска својства и укупну жилавост.
На пример, за слојевиту керамику од глинице / Ни, коефицијент линеарне експанзије никла је отприлике) времена глинице која ствара напрезање у слоју глинице и има велику одбојност према пуцању, па материјал има бољу жилавост.
Ламеларна керамика је нова врста материјала са широком перспективом, али њен главни недостатак је што ће слаби слој смањити чврстоћу материјала, а својства паралелна и окомита на правац међуслоја сасвим су различита, показујући анизотропију. Тако су стручњаци у индустрији изнијели идеју о кориштењу снажног слоја за припрему снажног слоја ЗТА / глинице. Отпорна жилавост је већа од 10мпа.м1 / 2, што је 2,8 пута ЗТА материјала и 5,6 пута глинасте керамике. Неки научници компјутерски су симулирали ламинирану композитну керамику и открили су да ако је чврстоћа материјала меког слоја превише висока или прениска, укупна жилавост ће се смањити, а ако се однос дебљине тврдог слоја према дебљини меког слоја и модула еластичности повећа, једноликост тврдог слоја може побољшати жилавост керамике. То пружа неке истраживачке идеје и оптимизациони приступи ламеларној каљеној керамики.
2 Тоу Влажно композитно учвршћивање
Резултати показују да је ефикасност учвршћивања континуираних влакана већа него код других метода учвршћивања и да је највећа жилавост керамичких серија до сада, која може достићи око 20мпа.м1 / 2, тако да је врло ефикасан начин за побољшање крхкост керамичких материјала.
У овој се методи влакна високе чврстоће и модула еластичности распршују у керамичкој матрици. Под дејством спољне силе део оптерећења композита сноси влакно, тако да се смањи оптерећење саме матрице. када је чврстоћа влакана у матрици већа од његове снаге, влакно ће се повући. Поред тога, та влакна такође имају премоштавање пукотина и одбојност у матрици да би спречили раст пукотина. Три механизма затезања заједно побољшавају жилавост керамике материјали.
Тренутно, влакна која се користе у глинено-керамичкој грађи су углавном карбонска влакна, влакна силицијум-карбида, алуминијумска силикатна влакна и тако даље. Откривено је да се очвршћавајући ефекат може побољшати повећањем односа дужине и пречника. У облику влакана, тродимензионална плетена тканина са влакнима има бољи ојачавајући ефекат. За разлику од влакана, постоји много глинасте керамике очврснуте шапама, а ефекат је јако добар. Јер виске су кратка влакна са једном кристалном структуром и врло малог пречника (обично мање више од 3 УМ). Има мало кристалних оштећења, високо уређених распореда атома, а његова снага је близу теоријске вредности силе везивања између суседних атома. Теорија и пракса доказују да може да побољша жилавост керамике. Ако је силицијум карбид виски (запремински удео до 20% - 30%) се уводи у керамику на бази глинице, жилавост сегмента може достићи 8-8.5мпа.м1 / 2.
Механизам затезања зубију није само извлачење, одступање пукотина, премошћивање и затезање пукотина, већ и висока чврстоћа. Због тога у теорији повећавање чврстоће, смањење модула еластичности и повећање пропорције виски може побољшати ефекат учвршћивања .Постанак очврснуте глинено-керамичке керамике од влакна и шмекера је у томе што је тешко обезбедити уједначеност мешања.
3 、 Самозавршавање
Такозвано самотврђење је да се пооштри и ојача фаза под одређеним технолошким условима. До одређеног степена, то елиминише физичку или хемијску неспојивост између фазе матрице и заоштрене фазе, и обезбеђује термодинамичку стабилност матричне фазе и заоштрена фаза.
Што се тиче глинасте керамике, истраживачки фокус на превазилажењу крхкости глинасте керамике је учвршћивање глинице различитим зрнима раста. Главни механизам је контролисање смера раста зрна глинице технолошким мерама, тако да могу прерасти у шипкасто обликоване и дугачак ступац обликован дуж неких кристалних површина, који има сличну улогу у учвршћивању шавова. У случају спољног оптерећења, реп пукотине ће формирати премоштајни мод, а анизотропни раст глинице такође ће произвести провлачење, одступање пукотина и друге механизме учвршћивања, што ће побољшати жилавост целе глинасте керамике.
4 тоу Затезање фазне трансформације
Ово је својеврсна заоштравајућа формула која је раније и широко проучавана. Вештачки ствара велики број изузетно финих пукотина у материјалу да би апсорбовали енергију и спречили раст пукотина. Већина њих се фокусира на мартензитну трансформацију ЗрО2 и ЗТА, ЗТМ и други керамички материјали су успешни. ЗрО2 се диспергује у матриксу глинице, због различитог коефицијента линеарне експанзије, честице ЗрО2 су подложне притиску притиска и фазна трансформација се блокира током хлађења. Тада, када је материјал изложен спољној сили, притиску на честицама ЗрО2 је опуштено, тетрагонална фаза се мења у моноклиничку фазу и после пуштања волумена настају микропукотине у матрици, а енергија главних пукотина се апсорбује да би се постигао очврснути ефекат. То је механизам учвршћивања стреса трансформација.
У механизму затезања, поред индуцираног механизма трансформације ЗрО2, трансформација ствара експанзију волумена, а феномен истискивања из подручја пукотине у подручје не-трансформације чини пукотину близу, тешко је проширити, а такође побољшава жилавост. Неки истраживачи су открили да је најбољи заоштравајући ефекат добијен када је запреминска фракција ЗрО2 20%.
Керамичка технологија очвршћивања ће у будућности дуго бити врућа технологија на пољу материјала. Ако се својствене карактеристике керамичких материјала, као што су висока чврстоћа, отпорност на високе температуре и низак коефицијент експанзије, могу комбиновати са великом жилавошћу, биће материјали високих перформанси о којима материјално поље сања, а поље примене веома је опсежно. Погледајмо укратко неке примене глинасте керамике.
（1） Механички
Чврстоћа савијања синтерираних глинено-керамичких производа може достићи 250Мпа, а чврсто вруће прешани производи могу достићи 500МПа. Мохсова тврдоћа глинасте керамике је до 9. Поред тога, има одличну отпорност на хабање, па се широко користи у производњи резних алата, кугличних вентила, брусних точкова, керамичких чавала, лежајева итд., међу којима су најраширенији алати за резање глинице и индустријски вентили.
Керамичка секача глинице
Оптимална брзина сечења глинено-керамичког алата већа је од уобичајеног алата за цементирање карбида, који може у великој мери побољшати ефикасност сечења различитих материјала. Уз велико истраживање научника, матрикс композитне керамике од глинице и ојачане керамике која је састављена од две фазе додавањем других компоненти или постоје у матрици у облику чврстог раствора. Ове технологије надокнађују недостатке чисте глинасте керамике, побољшавајући на тај начин њене резање и трајност.
） 2） Електронски / напајање
У погледу електронике и електричне енергије, постоје различите алуминијеве керамичке плоче, подлоге, керамичке фолије, провидна керамика и различите глинасте керамике, електрична изолациона керамика, електронски материјали, магнетни материјали, итд., Од којих је најраширенија провидна керамика и подлоге од глинице. користи.
Прозирна керамика од глинице
Тренутно је прозирна керамика важна граница на пољу истраживања и примене материјала. Као нови материјал, прозирна керамика не само да има широк спектар пропусности светлости, већ има и низ предности, као што су висока топлотна проводљивост, ниска проводљивост , велика тврдоћа, велика чврстоћа, ниска диелектрична константа и диелектрични губици, добра отпорност на хабање и отпорност на корозију.
Керамичка подлога од глинице
Керамичка подлога од глинице има предности високе механичке чврстоће, добре изолације и велике отпорности на светлост, која се широко користи у вишеслојном ожичењу керамичке подлоге, електроничкој амбалажи и амбалажи високе подлоге.
） 3） Хемијска индустрија
У хемијској примени, глинено-керамичка има широк спектар употребе, као што су хемијско-керамичка кугла за пуњење глинице, мембрана неорганске микрофилтрације, премаз отпоран на корозију итд., Међу којима су гимназијска керамичка мембрана и премаз највише проучавани и примењени.
（4） Медицински
У медицини се глиница употребљава за израду вештачких костију, вештачких зглобова, вештачких зуба итд. Алумина керамика има одличну биокомпатибилност, биолошку инерцију, физичку и хемијску стабилност, високу тврдоћу и отпорност на хабање и идеални су материјали за припрему вештачких кости и вештачки зглоб. Међутим, он има исте недостатке као и остали керамички материјали, попут велике крхкости, мале жилавости лома, велике тешкоће обраде, сложене технологије, итд., па су му потребна додатна истраживања и примена.
（5） Архитектура / санитарна опрема / керамика
У области израде санитарне керамике, производи се могу видети свуда, као што су цигла од облога од глинице и керамике, брусни медијум, ваљак, заштитна цев од керамике и ватростална глиница. Међу њима се најчешће користи глодалица за глодање глинице.
Шарм науке о материјалима лежи у учењу једних од других снажних тачака да надокнаде слабе тачке једни другима и стварању идеалних материјала. Поред горе наведених примена, глинаста керамика се такође широко користи у другим областима високе технологије, као што су ваздухопловство, високотемпературне индустријске пећи, композитна арматура и друга поља. Уз континуирани развој ојачавајуће технологије, глинено-керамички материјали ће имати боља својства и опсежнија поља примене.
