Trong số các ôxít có nhiệt độ nóng chảy trên 2000 ° C, gốm sứ nhôm là vật liệu dẻo và rẻ nhất. Gốm sứ Alumina là chất liệu gốm sứ với phần thân là chất nhôm (Alumin) là chính. Gốm alumin có độ bền cơ học cao, độ cứng cao, tổn hao điện môi tần số cao thấp, và do có nguồn nguyên liệu rộng, giá thành tương đối rẻ và công nghệ chế biến hoàn thiện nên nó được sử dụng rộng rãi trong điện tử, thiết bị điện, máy móc, dệt may và Hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác.

Giới thiệu về hiệu suất của vật liệu gốm Alumina

 Điều này cũng khẳng định vị thế cao của hãng trong lĩnh vực vật liệu gốm sứ. Có thông tin cho rằng gốm sứ alumin hiện là loại vật liệu gốm có hàm lượng oxit lớn nhất trên thế giới. Trong bài viết này, ban biên tập Xianji.com sẽ giới thiệu chi tiết đến các bạn về vật liệu gốm sứ alumin.

Cấu tạo của vật liệu gốm alumin thuộc loại corundum, có đặc điểm là liên kết ion nên hệ trượt kém hơn rất nhiều so với kim loại, dẫn đến thiếu độ dai và dẻo nhất định. Do đó, độ bền đứt gãy được thể hiện là thấp, điều này hạn chế đáng kể việc ứng dụng rộng rãi của gốm sứ alumin. Vậy các phương pháp tăng cường chính cho gốm sứ alumin là gì?

1. Độ dẻo dai của cấu trúc phân lớp

Các vật liệu tự nhiên như tre, nứa, vỏ sò, v.v., có hiệu suất tổng thể tốt vì cấu trúc của chúng được phân bố theo từng lớp. Con người lấy cảm hứng từ những cấu trúc tự nhiên này và sử dụng cấu trúc sinh học để cải thiện độ giòn và độ dẻo dai của vật liệu gốm.

Vật liệu gốm composite phân lớp được cấu tạo bởi nhiều lớp vật liệu. Mô đun đàn hồi và hệ số giãn nở tuyến tính của mỗi lớp là khác nhau, do đó gây ra ứng suất vĩ mô giữa các lớp và ứng suất nén trên bề mặt. Khi chịu tác động của ngoại lực, năng lượng biến dạng có thể được hấp thụ tối đa, và vết nứt có thể bị lệch và uốn cong nhiều lần dọc theo bề mặt phân cách. Nhằm đạt được mục đích cải thiện tính chất bề mặt và độ dẻo dai tổng thể.

Ví dụ: Gốm phân lớp Alumina / Ni, hệ số giãn nở tuyến tính của niken khoảng) lần so với alumin, tạo ra ứng suất trong lớp alumin và có khả năng làm lệch vết nứt lớn nên vật liệu có độ dẻo dai tốt hơn.

Gốm sứ xếp lớp là một loại vật liệu mới có triển vọng rộng, nhưng nhược điểm chính là lớp xen phủ yếu sẽ làm giảm độ bền của vật liệu, đồng thời các tính chất song song và vuông góc với lớp xen kẽ khá khác nhau và có tính dị hướng. Do đó, các chuyên gia trong ngành đã đưa ra ý tưởng sử dụng lớp xen kẽ mạnh để điều chế lớp xen kẽ mạnh ZTA / alumin với độ bền va đập hơn 10 Mpa.m1 / 2, gấp 2.8 lần so với vật liệu ZTA và 5.6 lần so với gốm sứ alumin. Một số nhà khoa học đã mô phỏng gốm composite phân lớp thông qua máy tính, và nhận thấy rằng nếu độ bền của vật liệu lớp mềm quá cao hoặc quá thấp, độ dai tổng thể sẽ bị giảm, và tỷ lệ giữa độ dày của lớp cứng và lớp mềm là mô đun đàn hồi sẽ được tăng lên, và độ đồng đều của lớp cứng sẽ đồng nhất. Có thể cải thiện độ dẻo dai của gốm sứ. Điều này cung cấp các ý tưởng nghiên cứu nhất định và các phương pháp tối ưu hóa cho gốm sứ cường lực nhiều lớp.

2. Tăng cường độ cứng của sợi composite

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hiệu quả dẻo dai của sợi liên tục trên gốm sứ lớn hơn các phương pháp tăng cường độ cứng khác và đây là độ bền cao nhất mà dòng gốm có thể đạt được cho đến nay, có thể đạt khoảng 20Mpa.m1 / 2, vì vậy nó là một cách rất hiệu quả để cải thiện độ giòn của vật liệu gốm.

Phương pháp này phân tán các sợi có độ bền và mô đun đàn hồi cao hơn trong một nền gốm. Dưới tác dụng của ngoại lực, một phần tải trọng của vật liệu composite do sợi quang chịu, để giảm tải trọng của chính ma trận. Hơn nữa, khi sợi quang trong ma trận bị đứt khi mang lực lớn hơn sức của nó, sợi sẽ có cơ chế kéo ra. Ngoài ra, các sợi này còn có cầu nứt và độ võng trong ma trận để ngăn chặn sự lan truyền vết nứt. Ba cơ chế tăng cường này hoạt động cùng nhau để cải thiện đáng kể độ dẻo dai của vật liệu gốm.

Hiện nay, sợi được sử dụng cho gốm sứ nhôm chủ yếu bao gồm sợi carbon, sợi silic cacbua, sợi nhôm silicat, v.v. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc tăng tỷ lệ chiều dài trên đường kính của sợi có thể cải thiện hiệu quả dẻo dai. Ở dạng sử dụng sợi, bện ba chiều bằng sợi có tác dụng tạo độ dai tốt hơn. Tương tự như sợi, có thêm râu để làm cứng sứ nhôm, và hiệu quả cũng rất tốt. Vì râu là những sợi ngắn có cấu trúc đơn tinh thể và đường kính rất nhỏ (thường nhỏ hơn 3 um). Nó có ít khuyết tật về tinh thể, sự sắp xếp nguyên tử có trật tự cao và độ bền của nó gần với giá trị lý thuyết của lực liên kết giữa các nguyên tử liền kề. Lý thuyết và thực tiễn đã chứng minh rằng việc áp dụng nó vào việc tăng cường độ dẻo dai của gốm sứ có tác dụng nhất định trong việc nâng cao độ dẻo dai. Nếu râu cacbua silic (phần thể tích lên đến 20% -30%) được đưa vào gốm sứ làm từ nhôm, độ dai của phân đoạn có thể đạt 8-8.5 Mpa.m1 / 2.

Ngoài các cơ chế tăng cường độ cứng của râu, chẳng hạn như kéo ra, làm lệch vết nứt, cầu nối vết nứt và ghim, độ bền cao của chính nó cũng là một lý do. Do đó, về lý thuyết, việc tăng độ bền của râu, giảm mô đun đàn hồi và tăng tỷ lệ khung hình có thể cải thiện hiệu quả dẻo dai. Nhược điểm của sứ alumin cường lực sợi và ria là khó đảm bảo độ đồng đều khi trộn.

3, tự cường hóa

Cái gọi là tự dẻo dai đề cập đến sự phát triển của các giai đoạn cường lực và gia cố trong các điều kiện công nghệ nhất định. Nó loại bỏ sự không tương thích vật lý hoặc hóa học giữa pha nền và pha cứng ở một mức độ nhất định, và đảm bảo sự ổn định nhiệt động học của pha nền và pha cứng.

Đối với gốm sứ alumin, hạt alumin cứng cáp được trồng dị hướng đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu trong việc khắc phục tính giòn của gốm sứ alumin. Cơ chế chính là điều khiển hướng sinh trưởng của hạt tinh thể alumin thông qua các biện pháp công nghệ, để nó phát triển thành hình que, cột dài theo mặt phẳng tinh thể nhất định, có tác dụng làm dai tương tự như râu ria. Khi chịu tải trọng bên ngoài, ở đuôi vết nứt xảy ra phương pháp bắc cầu; và các alumin phát triển dị hướng này cũng sẽ tạo ra các cơ chế tăng cường độ cứng như kéo ra và làm lệch vết nứt, giúp cải thiện độ dẻo dai của toàn bộ gốm alumin.

4, thay đổi giai đoạn cứng rắn

Đây là công thức tạo độ cứng đã được nghiên cứu tương đối sớm và phổ biến. Nó tạo ra một số lượng lớn các vết nứt rất nhỏ trên vật liệu một cách nhân tạo để hấp thụ năng lượng và ngăn chặn sự lan truyền vết nứt. Trong số đó, trọng tâm chính là sự biến đổi mactenxit của ZrO2 và các vật liệu gốm thành công hơn như ZTA và ZTM. ZrO2 được phân tán trong ma trận alumin. Do hệ số giãn nở tuyến tính của cả hai khác nhau, trong quá trình làm mát, các hạt ZrO2 phải chịu ứng suất nén và sự thay đổi pha bị cản trở. Sau đó, khi vật liệu chịu tác động của ngoại lực, áp lực lên các hạt ZrO2 được giãn ra, pha tứ giác được chuyển thành pha đơn tà và các vết nứt nhỏ được tạo ra trong ma trận sau khi giãn nở thể tích và năng lượng của vết nứt chính là hấp thụ để đạt được hiệu quả dẻo dai. Đây là cơ chế tăng cường độ cứng chuyển đổi giai đoạn do ứng suất gây ra.

Trong cơ chế dẻo dai, ngoài cơ chế chuyển pha cảm ứng ZrO2, quá trình chuyển pha tạo ra sự giãn nở thể tích, còn hiện tượng ép chặt từ vùng nứt sang vùng không chuyển pha làm cho vết nứt đóng lại, khó lan truyền, có thể cũng cải thiện độ dẻo dai. Một số nhà nghiên cứu đã sử dụng ZrO2 với phần thể tích từ 10% đến 30% để chế tạo gốm sứ ZTA và nhận thấy rằng khi phần trăm thể tích của ZrO2 là 20% thì hiệu quả dẻo dai là tốt nhất.

Công nghệ cường lực Ceramic sẽ là một công nghệ hot trong ngành vật liệu trong thời gian dài trong tương lai. Nếu độ bền cao vốn có, khả năng chịu nhiệt độ cao, hệ số giãn nở thấp và các đặc tính khác của vật liệu gốm có thể được kết hợp với độ dẻo dai cao, thì nó sẽ là một vật liệu hiệu suất cao được ngành công nghiệp vật liệu thèm muốn và nó sẽ được sử dụng trong một loạt các lĩnh vực. Dưới đây là giới thiệu sơ lược về một số ứng dụng của gốm sứ alumin.

(1) Các khía cạnh cơ học

Độ bền uốn của các sản phẩm nung kết bằng gốm alumina có thể đạt 250MPa và các sản phẩm được ép nóng có thể đạt 500MPa. Độ cứng Mohs của gốm sứ alumin có thể đạt tới 9, cộng với khả năng chống mài mòn tuyệt vời nên nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất dụng cụ, bóng vans, bánh mài, đinh gốm, vòng bi, v.v., trong số đó có dụng cụ gốm nhôm và công nghiệp vans được sử dụng Rộng nhất.

Dụng cụ gốm Alumina

Tốc độ cắt tối ưu của dụng cụ gốm alumin cao hơn so với các dụng cụ bằng cacbua xi măng thông thường, điều này có thể cải thiện đáng kể hiệu quả cắt của các vật liệu khác nhau. Với rất nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học, các thành phần khác được thêm vào để tạo thành hai pha hoặc tồn tại ở dạng dung dịch rắn trong gốm composite nền alumin và gốm gia cường râu. Những công nghệ này bù đắp những thiếu sót của gốm sứ nhôm nguyên chất, do đó cải thiện hiệu suất cắt và độ bền của nó.

(2) Điện tử / điện

Về điện tử và điện, có nhiều tấm đế bằng gốm alumin, đế, màng gốm, gốm trong suốt và gốm cách điện bằng gốm alumin khác nhau, vật liệu điện tử, vật liệu từ tính, v.v., trong đó gốm và đế trong suốt bằng alumin được sử dụng. rộng nhất.

Alumina gốm sứ trong suốt

Hiện nay, gốm sứ trong suốt là một bình phong quan trọng trong việc nghiên cứu và ứng dụng vật liệu. Là một vật liệu mới nổi, gốm sứ trong suốt, ngoài khả năng truyền ánh sáng rộng, còn có độ dẫn nhiệt cao, độ dẫn điện thấp, độ cứng cao, độ bền cao, hằng số điện môi thấp và tổn thất điện môi, chống mài mòn và chống ăn mòn Một loạt các ưu điểm chẳng hạn như tình dục tốt.

Nền gốm Alumina

Nền gốm Alumina có các đặc tính tuyệt vời như độ bền cơ học cao, cách nhiệt tốt và khả năng chống ánh sáng cao, và được sử dụng rộng rãi trong nền gốm đi dây nhiều lớp, bao bì điện tử và chất nền đóng gói mật độ cao.

(3) Công nghiệp hóa chất

Trong các ứng dụng hóa học, gốm sứ alumin cũng có nhiều mục đích sử dụng, chẳng hạn như các quả bóng làm đầy hóa chất gốm sứ alumina, màng vi lọc vô cơ, và các lớp phủ chống ăn mòn. Trong số đó, màng và lớp phủ sứ alumina được nghiên cứu và ứng dụng nhiều nhất.

(4) Các khía cạnh y tế

Trong y học, alumina được sử dụng nhiều hơn để làm xương nhân tạo, khớp nhân tạo, răng nhân tạo, v.v. Gốm nhôm có tính tương hợp sinh học tuyệt vời, tính trơ sinh học, tính ổn định vật lý và hóa học, độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao, là vật liệu lý tưởng để chế tạo xương nhân tạo và khớp nhân tạo. Tuy nhiên, nó cũng có những khuyết điểm giống như các vật liệu gốm khác như độ giòn cao, độ dai đứt gãy thấp, độ khó công nghệ gia công cao, công nghệ phức tạp nên cần được nghiên cứu và ứng dụng thêm.

(5) Kiến trúc / Vệ sinh / Gốm sứ

Trong lĩnh vực gốm sứ vệ sinh xây dựng, các sản phẩm có thể được nhìn thấy ở khắp mọi nơi, chẳng hạn như gạch lót bằng sứ nhôm, vật liệu mài, con lăn, ống bảo vệ bằng sứ và vật liệu chịu lửa nhôm. Trong số đó, phương tiện phay bi nhôm được sử dụng rộng rãi nhất.

Sức hấp dẫn của khoa học vật liệu là học hỏi từ thế mạnh của nhau và tạo ra những vật liệu lý tưởng. Ngoài các ứng dụng trên, gốm sứ alumin còn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghệ cao khác, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, lò công nghiệp nhiệt độ cao, gia cố composite và các lĩnh vực khác. Trong sự phát triển không ngừng của công nghệ gia cường, vật liệu gốm alumina chắc chắn sẽ có hiệu suất tốt hơn, lĩnh vực ứng dụng sẽ rộng rãi hơn.

Liên kết đến bài viết này : Giới thiệu về tính năng của vật liệu gốm alumin

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Giới thiệu về hiệu suất của vật liệu gốm AluminaTấm kim loại, berili, thép cacbon, magiê, 3D in, độ chính xác Cơ khí CNC dịch vụ cho các ngành thiết bị nặng, xây dựng, nông nghiệp và thủy lực. Thích hợp cho nhựa và hiếm gia công hợp kim. Nó có thể biến các bộ phận có đường kính lên đến 15.7 inch. Các quy trình bao gồm gia công thụy sĩ, chuốt, tiện, phay, doa và ren. Nó cũng cung cấp đánh bóng kim loại, sơn, mài bề mặt và thân cây dịch vụ ép tóc. Phạm vi sản xuất lên đến 50,000 chiếc. Thích hợp cho vít, khớp nối, mang, bơm, bánhhộp đựng, máy sấy thùng phuy và các ứng dụng van cấp liệu quay .PTJ sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả về chi phí nhất nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( [email protected] ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *