Esistono diversi metodi principali per migliorare la tenacità delle ceramiche di allumina:
1. Rinforzo con zirconia: Questo è il metodo di rinforzo più comunemente utilizzato. Quando una quantità appropriata di zirconia (ZrO2) viene aggiunta all'allumina, la sua tenacità può essere notevolmente migliorata. L'effetto di rinforzo deriva principalmente da meccanismi quali l'affinamento della matrice granulare dell'allumina, il rinforzo per trasformazione di fase della zirconia, il rinforzo per microfratture e la deviazione e biforcazione delle cricche.
2. Rinforzo con baffi e fibre: I baffi sono monocristalli ceramici con un elevato rapporto d'aspetto e la loro lunghezza è diverse volte superiore a quella dei baffi ceramici. Possono essere aggiunti alle ceramiche di allumina come rinforzi per aumentarne la tenacità. L'aggiunta di baffi o fibre può aumentare la superficie di frattura, ovvero incrementare il canale di propagazione della cricca. Quando la cricca si estende fino alle fibre (baffi), si verificano l'estrazione, il distacco e la frattura delle fibre (baffi), consumando così l'energia di frattura e migliorando la tenacità della ceramica.
3. Rinforzo con particelle: l'aggiunta di particelle con elevato modulo elastico (come SiC, TiC, TiN, ecc.) ai materiali di allumina può provocare la deviazione e la biforcazione delle cricche durante la frattura del materiale, dissipando l'energia di frattura e migliorandone così la tenacità. Sebbene l'effetto di rinforzo delle particelle non sia paragonabile a quello dei baffi e delle fibre, la miscelazione uniforme delle materie prime e la densificazione tramite sinterizzazione risultano più semplici e facili rispetto ai compositi con fibre e baffi.
4. Auto-rinforzo dell'allumina: le ceramiche preparate con polvere di allumina su scala nanometrica mostrano un'eccellente superplasticità a basse temperature. Questo nanomateriale può migliorare la forma e le proprietà dei bordi dei grani ceramici, aumentandone così la tenacità.
5. Introduzione della seconda fase: Introdurre la seconda fase nella matrice della ceramica di allumina in modo che riempia i bordi dei grani di allumina, il che è vantaggioso per bloccare la propagazione delle crepe e quindi migliorare la tenacità alla frattura della ceramica. Ad esempio, l'allumina rinforzata con zirconia utilizza questo metodo.
6. Aggiunta di cristalli germinativi di allumina: L'aggiunta di cristalli germinativi di allumina può promuovere la crescita anisotropa dei grani cristallini e formare grani cristallini lamellari o colonnari, simili a baffi, che possono causare deviazione delle crepe, estrazione dei grani e indurimento della connessione della ceramica.
Questi metodi possono essere utilizzati singolarmente o in combinazione per migliorare la tenacità delle ceramiche di allumina. La scelta specifica dipende dalle prestazioni richieste, dai costi e dagli scenari applicativi.Ceramiche di allumina rinforzate ZTAIl produttore di ceramiche Chemshun può soddisfare efficacemente i vostri requisiti di maggiore tenacità
Data di pubblicazione: 10 maggio 2024