Sejarah pembangunan seramik tahan haus
Bahan seramik alumina mempunyai kelebihan kekerasan tinggi, rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan, rintangan haus dan kelebihan bahan logam yang tiada tandingannya. Ia mempunyai pelbagai jenis bahan mentah dan harga yang rendah, yang tidak dapat ditandingi oleh bahan seramik lain seperti silikon karbida, silikon nitrida, dan zirkonia. Ia mempunyai prospek aplikasi yang sangat menarik dalam aeroangkasa, penerbangan, bahagian haus enjin, alatan dan bidang lain, dan merupakan teknologi utama dan bahan pilihan dalam aeroangkasa, tenaga aeroangkasa, metalurgi dan bidang lain. Walau bagaimanapun, ikatan kimia bahan seramik Al2O3 adalah ikatan ionik. Ia mempunyai arah yang kuat dan penjimatan tenaga yang tinggi, menjadikan ubah bentuk plastik sukar, rapuh dan sensitif retak. Kerapuhan bahan seramik alumina sangat mengehadkan pempopularan dan penggunaan bahan ini.
Oleh itu, langkah-langkah tertentu mesti diambil untuk memperhalusi struktur mikro kristal seramik sebanyak mungkin, yang paling penting adalah untuk menapis bijirin sebanyak mungkin, yang akan meningkatkan keliatan patah bahan seramik. Seramik adalah bahan rapuh, yang kebanyakannya patah berlaku pada sempadan butiran. Apabila saiz bijian kecil, sempadan bijian menyumbang sebahagian besar. Apabila retak di sepanjang sempadan bijian, laluan perambatan retakan menjadi berliku-liku. Semakin halus butiran, semakin panjang laluan, semakin besar tenaga yang diperlukan, dan semakin tinggi keliatan patah. Selain itu, saiz awal kecacatan (retak) pada badan tersinter adalah sama dengan saiz butiran. Apabila butiran ditapis, saiz awal kecacatan (retak) adalah lebih kecil dan nilai keliatan patahnya lebih tinggi. Dapat dilihat bahawa saiz butiran mempunyai pengaruh yang besar terhadap keliatan patah. Kita harus meningkatkan ketumpatan sambil mengekalkan butiran halus. Penghabluran halus adalah kunci untuk memastikan keliatan patah bahan seramik.
Selepas pemahaman asas tentang mekanisme kekuatan dan keliatan bahan Al2O3, untuk mengurangkan kerapuhan bahan seramik berasaskan Al2O3-, selain menggunakan teknologi penyediaan termaju, pelbagai kaedah pengerasan turut dikaji. Menggunakan pengetatan kumis SiC, pengerasan gentian, pengerasan transformasi fasa ZrO2, pengerasan serakan zarah dan bahan nano boleh mencapai kesan pengerasan yang baik, tetapi terdapat tahap kecacatan yang berbeza, keserasian kumis sukar untuk menyelesaikan ketoksikan misai dan pengagihan seragamnya dalam matriks; apabila bahan misai terlalu tinggi, ketumpatan bahan seramik akan menjadi sukar. Untuk mencapai kesan peneguhan gentian yang baik, gentian mesti diresapi sepenuhnya dalam matriks dan diedarkan secara seragam, tetapi ini sukar dicapai dalam proses, dan kualiti peneguhan gentian sukar dikawal. ZrO2 menghasilkan peneguhan transformasi martensit di bawah tindakan tegasan, dan kesan pengerasannya berkurangan secara mendadak dengan peningkatan suhu. Kesan mengeras zarah berkait rapat dengan kekuatan ikatan antara antara muka fasa Al2O3, tetapi hasil pengerasan zarah sering mengurangkan kekerasan dan kekuatan bahan seramik, mengakibatkan penurunan kestabilan dielektrik dan kestabilan haba bahan. . Kesannya sangat terhad.
Prekursor Nano ZrO2 (3Y) berkesan boleh menghalang pertumbuhan abnormal bijirin Al2O3 dan mendapatkan bahan seramik dengan bijirin halus. Penambahbaikan keliatan patah datang daripada pertambahan ketumpatan, penghalusan butiran dan pengerasan medan tegasan sisa nano-ZrO2.
Ini adalah proses penyelidikan dan pembangunan berterusan; dan penciptaan, yang membentuk produk seramik tahan haus yang biasa digunakan dalam pasaran hari ini.
