Có một số phương pháp chính để cải thiện độ bền của gốm alumina:
1. Tăng độ bền bằng zirconia: Đây là phương pháp tăng độ bền được sử dụng phổ biến nhất. Khi thêm một lượng zirconia (ZrO2) thích hợp vào alumina, độ bền của nó có thể được cải thiện đáng kể. Hiệu quả tăng độ bền chủ yếu đến từ các cơ chế như tinh chỉnh cấu trúc hạt alumina, tăng độ bền bằng chuyển pha zirconia, tăng độ bền bằng các vết nứt nhỏ, và định hướng và phân nhánh vết nứt.
2. Gia cường bằng sợi và tinh thể dạng râu: Tinh thể dạng râu là các tinh thể đơn gốm có tỷ lệ chiều dài/đường kính cao, và chiều dài sợi dài hơn nhiều lần so với tinh thể dạng râu gốm. Chúng có thể được thêm vào gốm alumina để gia cường độ bền. Việc bổ sung tinh thể dạng râu hoặc sợi có thể làm tăng diện tích bề mặt gãy, tức là làm tăng kênh lan truyền vết nứt. Khi vết nứt lan đến các sợi (tinh thể dạng râu), hiện tượng kéo ra, tách rời và gãy các sợi (tinh thể dạng râu) sẽ xảy ra, từ đó tiêu hao năng lượng gãy và cải thiện độ bền của gốm.
3. Tăng độ bền bằng hạt: Việc thêm các hạt có mô đun đàn hồi cao (như SiC, TiC, TiN, v.v.) vào vật liệu alumina có thể làm cho các vết nứt bị lệch hướng và phân nhánh khi vật liệu bị gãy, tiêu hao năng lượng gãy, từ đó cải thiện độ bền. Mặc dù hiệu quả tăng độ bền của các hạt không tốt bằng sợi và tinh thể, nhưng việc trộn đều nguyên liệu thô và nung kết đơn giản và dễ dàng hơn so với vật liệu composite sợi và tinh thể.
4. Khả năng tự tăng cường độ bền của alumina: Gốm sứ được chế tạo từ bột alumina kích thước nano thể hiện tính siêu dẻo tuyệt vời ở nhiệt độ thấp. Vật liệu nano này có thể cải thiện hình dạng và đặc tính ranh giới hạt của các hạt gốm, do đó làm tăng độ bền của nó.
5. Đưa pha thứ hai vào: Đưa pha thứ hai vào ma trận gốm alumina sao cho nó lấp đầy các ranh giới hạt của alumina, điều này có lợi cho việc ngăn chặn sự lan truyền của các vết nứt và do đó cải thiện độ bền chống nứt của gốm. Ví dụ, alumina được gia cường bằng zirconia sử dụng phương pháp này.
6. Thêm tinh thể mầm alumina: Việc thêm tinh thể mầm alumina có thể thúc đẩy sự phát triển không đồng nhất của các hạt tinh thể và tạo thành các hạt tinh thể dạng vảy hoặc dạng cột, tương tự như sợi tinh thể, có thể gây ra hiện tượng lệch hướng vết nứt, kéo hạt ra khỏi cấu trúc và tăng cường độ bền liên kết của gốm sứ.
Các phương pháp này có thể được sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp để cải thiện độ bền của gốm alumina. Sự lựa chọn cụ thể phụ thuộc vào hiệu suất yêu cầu, chi phí và các kịch bản ứng dụng.Gốm alumina được gia cường bằng ZTASản phẩm từ nhà sản xuất gốm sứ Chemshun có thể đáp ứng hiệu quả yêu cầu về độ bền cao hơn của bạn.
Thời gian đăng bài: 10 tháng 5 năm 2024