Keramik úr áli er sveigjanlegasta og ódýrasta efnið meðal oxíðs með bræðslumark yfir 2000 ℃. Aluminium keramik er eins konar keramikefni með súráli sem meginhluta. Keramik úr áli er mikið notað á sviði rafeindatækni, raftækja, véla, textíl, geimferða og svo framvegis vegna mikils vélræns styrkleika, mikillar hörku og lítils rafeindataps. Þetta staðfesti einnig háa stöðu sína á sviði keramikefna. Það er greint frá því að súrál keramik sé stærsta oxíð keramik efni í heiminum.
Uppbygging súrál keramik tilheyrir kórundartegund, sem hefur einkenni jónaðs bindis, sem gerir miði kerfisins mun minni en málma, sem leiðir til skorts á ákveðinni hörku og mýkt. Þess vegna er beinbrotseigjan lítil, sem mjög takmarkar víðtæka notkun á súrálkeramik. Svo hverjar eru helstu herðaaðferðir súrálkerms?
Herða uppbyggingu á Lamellar
Náttúruleg efni, svo sem bambus og skel, hafa góða víðtæka eiginleika vegna lagskiptrar uppbyggingar þeirra. Fólk fær innblástur frá þessum náttúrulegu mannvirkjum og notar bionískan uppbyggingu til að bæta brothættleika og hörku keramikefna.
Lagbundið samsett keramikefni samanstendur af marghjúpuðum efnum. Teygjanleg stuðull og línulegur stækkunarstuðull hvers lags eru mismunandi, sem leiðir til þjóðhagsálags milli laga og þjöppunarálags á yfirborðinu. Undir verkun ytri kraftar er hægt að taka álagsorkuna upp að hámarki og sprungan getur sveigst og snúist hvað eftir annað með tengi. Svo að bæta eiginleika yfirborðsins og hörku í heild.
Til dæmis, fyrir súrál / Ni lagskipt keramik, er línuleg stækkunarstuðull nikkel um það bil) sinnum súlu súráls, sem framleiðir streitu í súráls laginu og hefur mikla sprunguhæfileika, svo efnið hefur betri hörku.
Lamellar keramik er ný tegund efnis með víðtæka möguleika, en helsti ókostur þess er að veikt millilag mun draga úr styrk efnisins, og eiginleikarnir samsíða og hornréttir á stefnu milliliðsins eru mjög mismunandi, sýna anisotropy. Svo sérfræðingar í greininni settu fram þá hugmynd að nota sterkt millilag til að undirbúa sterkt millilag ZTA / súrál. Hörkuhöggið er meira en 10mpa.m1 / 2, sem er 2,8 sinnum af ZTA efni og 5,6 sinnum af áli keramik. Sumir vísindamenn hafa hermt eftir lagskiptu samsettu leirkerfi með tölvu og komist að því að ef styrkur mjúka lagsins er of hátt eða of lágt, dregur úr heildar hörku, og ef hlutfall harða lagþykktarinnar og mjúku lagþykktarinnar og teygjanlegu stuðlinum er aukið, getur einsleitni harða lagsins bætt hörku keramiksins. Þetta veitir einhverjum rannsóknarhugmyndir og hagræðingaraðferðir fyrir lamellu hertu keramik.
Trefja samsett herða
Niðurstöðurnar sýna að herða skilvirkni stöðugrar trefjar er hærri en aðrar herðunaraðferðir og það er hæsta hörku keramikaseríanna hingað til sem getur orðið um 20mpa. m1 / 2, svo það er mjög áhrifarík leið til að bæta brothættleika keramikefna.
Í þessari aðferð eru trefjar með mikinn styrk og teygjanlegan stuðul dreifðir í keramik fylki. Undir verkun ytri krafts er hluti af álagi samsetningarinnar borinn af trefjunum, svo að draga úr álagi fylkisins sjálfs. Ennfremur, þegar styrkur trefjarinnar í fylkinu er meiri en styrkur þess, mun trefjarinn draga út. Að auki hafa þessar trefjar einnig sprungur sem eru að brúa og sveigja í fylkinu til að koma í veg fyrir vöxt sprungna. Þrír hertu aðferðirnar bæta saman hörku keramikefna.
Sem stendur eru trefjarnar sem notaðar eru í súrálkeramik aðallega kolefnistrefjar, kísilkarbíðtrefjar, ál kísill trefjar og svo framvegis. Í ljós kemur að hægt er að bæta herðaáhrifin með því að auka hlutfall lengd og þvermál. Í formi trefja hefur þrívídd ofinn dúkur með trefjum betri herðaáhrif. Svipað og trefjarnir, það eru mörg súrál keramik hert með whiskers og áhrifin eru mjög góð. Vegna þess að whiskers eru stuttar trefjar með einum kristal uppbyggingu og mjög litlum þvermál (venjulega minna en 3 UM). Það hefur fáa kristallagalla, mjög skipað atóm, og styrkur hans er nálægt fræðilegu gildi tengiskraftar milli aðliggjandi atóma. Kenningin og framkvæmdin sanna að það getur bætt hörku keramik. Ef kísilkarbíðvíkur (rúmmálbrot upp í 20% - 30%) er kynnt í súrál sem byggir á keramik, getur hörkuhlutinn náð 8-8,5mpa.m1 / 2.
Fyrirkomulag harðnandi hörpu er ekki aðeins útdráttur, sveigja sprunga, sprunga brúa og festa, heldur einnig mikill styrkur. Þess vegna, í orði, að auka styrkinn, draga úr teygjanlegu stuðlinum og auka stærðarhlutfallið á whiskers getur bætt herðaáhrifin . Ókosturinn við trefjar og hörpu hertu súrálkeramik er að það er erfitt að tryggja einsleitni blöndunnar.
Sjálfstyrkjandi
Svonefnd sjálfstyrking er að vaxa hert og styrkt stig undir vissum tæknilegum aðstæðum. Í vissum mæli eyðir það eðlisfræðilegum eða efnafræðilegum ósamrýmanleika milli fylkisfasans og hertu fasans og tryggir hitafræðilega stöðugleika fylkisfasans og hertur áfangi.
Hvað varðar súrálkeramik, þá er rannsóknaráherslan á að vinna bug á brothættri súrálskermi að herða súrál með mismunandi vaxtakornum. Aðalbúnaðurinn er að stjórna vaxtar stefnu súrálkornanna með tæknilegum ráðstöfunum, svo að það geti vaxið í stöngulaga og langur súla lagaður meðfram nokkrum kristalflötum, sem gegnir svipuðu hlutverki við að herða húrra. Ef um er að ræða ytri álag mun sprunga halinn mynda brúarstillingu og anisotropic vöxtur súráls mun einnig framleiða útdrátt, sveigju á sprungum og öðrum herðaaðferðum, sem bætir hörku á öllu súrál keramikefninu.
Stífari umbreyting
Þetta er eins konar herðingarformúla sem hefur verið rannsökuð fyrr og víða. Það skapar listilega mikinn fjölda af mjög fínum sprungum í efninu til að taka upp orku og koma í veg fyrir vöxt sprungu. Flestar einblína á martensitic umbreytingu ZrO2 og ZTA, ZTM og önnur keramikefni ná árangri. ZrO2 dreifður í súrál fylki, vegna mismunandi línulegs stækkunarstuðuls þeirra, eru ZrO2 agnir háð þjöppunarálagi og umbreytingu fasans er lokað við kælingu. Þegar efnið er háð utanaðkomandi krafti, þrýstingur á ZrO2 agnunum er slakað á, tetragonal fasinn breytist í einstofna fasa og örkrakkar eru framleiddir í fylkinu eftir stækkun bindi, og orkan í aðal sprungunum frásogast til að ná hertum áhrifum. Þetta er herða vélbúnaður streituvaldandi umbreytingu.
Í herða vélbúnaðinum, til viðbótar við örvaða umbreytingarferli ZrO2, framleiðir umbreytingin rúmmálsþenslu og fyrirbæri extrusion frá sprungusvæðinu til svæðisins sem ekki er umbreyting gerir sprunguna nálægt, erfitt að stækka og bætir einnig hörku. Sumir vísindamenn komust að því að bestu herðaáhrifin fengust þegar rúmmálshlutfall ZrO2 var 20%.
Keramikherðingartækni verður heit tækni á efnissviði í langan tíma í framtíðinni. Ef felast í eiginleikum keramikefna, svo sem hár styrkur, hár hiti viðnám og lítill stækkunarstuðull, er hægt að sameina það með mikilli hörku, þá verður það afkastamikil efni sem efnissviðið dreymir um og notkunarsviðið er mjög umfangsmikið. Við skulum kynna stuttlega nokkur forrit af súrálskeramik.
Vélrænn
Beygjuþol sindraðs súráls keramikafurða getur náð 250Mpa, og það af heitpressuðum vörum getur náð 500MPa.The Mohs hörku súrál keramik er allt að 9. Að auki hefur það framúrskarandi slitþol, svo það er mikið notað í framleiðslu á skurðarverkfærum, kúluventlum, mala hjólum, keramik neglum, legum o.fl., þar á meðal eru súrál keramik klippa verkfæri og iðnaðar lokar mest notaðir.
Keramik skútu úr áli
Besti skurðarhraði á súrál keramik tól er hærri en hjá algengu sementuðu karbít tólinu, sem getur bætt skurðunarvirkni mismunandi efna. Með miklum rannsóknum vísindamanna, súrál fylkisins samsettu keramik og styrktu leirkerfi sem er samsett úr tvo áfanga með því að bæta við öðrum efnisþáttum eða eru til í fylkinu í formi fastrar lausnar. Þessi tækni bætir upp annmarka á hreinu súrálskeramik og bætir þannig skorið afköst þess og endingu.
Rafrænt / afl
Hvað varðar rafeindatækni og rafmagn, þá eru til ýmsar súrplötur úr áli, keramikfilmur, gegnsætt keramik og ýmis súrál keramik einangrunar keramik, rafræn efni, segulmagnaðir efni o.fl., þar af eru súrál gegnsæ keramik og undirlag mest notað.
Gler gegnsætt keramik
Sem stendur eru gegnsæ keramik mikilvæg landamæri á sviði rannsókna og notkunar efna. Sem nýtt efni hefur gegnsætt keramik ekki aðeins mikið úrval af ljósgjöfum, heldur hefur það einnig ýmsa kosti, svo sem mikla hitaleiðni, litla leiðni , hár hörku, hár styrkur, lítið dielectric stöðugur og dielectric tap, gott slitþol og tæringarþol.
Keramik undirlag úr áli
Keramikhráefni úr áli hefur kosti háan vélrænan styrk, góða einangrun og mikla ljósþol, sem er mikið notað í marghliða raflögn keramik undirlags, rafrænna umbúða og undirþéttni umbúða.
Efnaiðnaður
Við efnafræðilega notkun hefur súrál keramik margs konar notkun, svo sem súrál keramik efna áfyllingarkúlu, ólífræn örsíunarhimna, tæringarþolið húðun osfrv., Þar á meðal súrál keramik himna og húðun er mest rannsakað og beitt.
Læknisfræðilegt
Í læknisfræði er súrál meira notað til að búa til gervi bein, gervi liðum, gervitennur og svo framvegis. Keramik úr áli hefur framúrskarandi lífsamrýmanleika, líffræðilega tregðu, eðlisfræðilegan og efnafræðilegan stöðugleika, mikla hörku og slitþol, og eru tilvalin efni til framleiðslu tilbúins bein og gervi samskeyti. Hins vegar hefur það sömu ókosti og önnur keramik efni, svo sem mikil brothætt, hörð hörku, hörð tækni við vinnslu tækni, flókin tækni osfrv., svo það þarf frekari rannsóknir og notkun.
Arkitektúr / hreinlætisaðstaða / keramik
Á sviði byggingar hreinlætis keramik má sjá vörur alls staðar, svo sem súrál keramik fóður múrsteinn, mala miðill, vals, keramik hlífðarrör og eldföst áli. Ásamt þeim er súrál kúlufræsimiðill mest notaður.
Heilla efnisvísinda liggur í því að læra hvert af öðru sterkum atriðum til að bæta upp hvert annað og veikleika og skapa ákjósanleg efni. Auk ofangreindra nota eru súrálkeramik einnig mikið notuð á öðrum hátæknigreinum, svo sem lofthelgi, iðnaðarofnar við háhita, samsett styrking og önnur svið. Með stöðugri þróun herða tækni mun súráls keramik efni hafa betri eiginleika og víðtækari notkunarsvið.
