Wat sinn d'Aflossfaktoren vun der Verschleißbeständegkeet vu Keramik?
Verschleißbeständeg Keramikmaterialien gi wäit benotzt an de Beräicher vu Schleifen a Poliermaterialien, verschleißbeständeg-beschichtungen, banneschten Beleidegunge vu Päifen oder Ausrüstung, a Strukturdeeler, asw., an hir verschleißbeständeg-beständeg Eegeschafte bestëmmen direkt de séchere Liewensdauer vu mechanesche Ausrüstung an Deeler. Allgemeng verschleißbeständeg Keramikmaterialien enthalen Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid, Kubik Bornitrid, Siliziumnitrid, Borkarbid, Siliziumkarbid, etc.
Fir zouzedrécken-beständeg Keramikmaterialien mat bessere Verschleißbeständegkeet ze kréien, hu vill Wëssenschaftler de Verschleißmechanismus vu Keramikmaterialien studéiert an d'Faktoren, déi d'Verschleißbeständegkeet vu Keramik beaflossen. Allgemeng ass d'Verschleißbeständegkeet vu Keramik vun zwee Faktoren beaflosst, een ass d'Struktur vum Material selwer, an deen aneren ass extern Faktore wéi Belaaschtung, Temperatur an Atmosphär.
Effekter vu mechanesche Properties op Verschleißbeständegkeet vu Keramik
An der fréicher Fuerschung vun der Verschleiß-resistenzeigenschafte vu Keramikmaterialien gëtt ugeholl datt d'Häertheet vu Keramikmaterialien enk mat der Verschleiegenschaft verbonnen ass. Et gouf spéider festgestallt datt d'Relatioun tëscht Härtheet a Verschleiung vu Keramik net sou offensichtlech war. Zum Beispill ass d'Härheet vun Alumina Keramik méi héich wéi TZP Zirkonium Keramik, awer d'Verschleißbeständegkeet ass net onbedéngt méi héich wéi TZP Keramik.
Och wann d'Häert d'Bindungsstäerkt vun der Korngrenz zu engem gewësse Mooss reflektéiere kann, gëtt d'Verschleiung endlech geformt wéinst dem Material, deen vun der Verschleiungsfläch ofbriechen, sou datt d'Härheet vum Keramikmaterial net méi als e prévisiven Index benotzt gëtt fir Verschleiung ze moossen. E puer Studien weisen datt mat der Verbesserung vun der Frakturzähegkeet an der Hardheet vum Material d'Verschleißrate vu Keramik graduell erofgeet, an d'Verschleisbeständegkeet ass besser.
Effekter vun der Mikrostruktur op Verschleißbeständegkeet vu Keramik
Allgemeng huet d'Mikrostruktur vu Materialien dacks e groussen Impakt op d'makroskopesch Eegeschafte vu Materialien. Keramik Material ass e gesintert Kierper aus Kären an Inter-Kristall, a seng Mikrostruktur bestëmmt dacks seng makroskopesch Eegeschaften. Vill Studien hu gewisen datt d'Verschleißbeständegkeet vu Keramikmaterialien staark mat der Gréisst vum Getreid, der Zesummesetzung vun der Kärgrenzphase, der Stressverdeelung op der Kärgrenz, Poren an aner Mikrostrukturen verbonnen ass.
Grain Gréisst
An der Industrie kënnen Metallmaterialien hir mechanesch Eegeschafte verbesseren andeems d'Kären raffinéiert ginn, wat Feinkornverstäerkung genannt gëtt. Den Haaptprinzip ass datt wat méi kleng d'Korngréisst ass, dest méi grouss ass d'Gebitt vun der Kärgrenz an dest méi Zickzack d'Korngrenzverdeelung, wat effektiv de Rësswachstumswee erhéijen kann an d'Spannungskonzentratioun am dispergéierte Material förderen. Et gëtt festgestallt datt d'Verfeinerung vu Getreide e gewëssen Afloss op d'Verschleißbeständegkeet vu Keramikmaterialien huet.
Porositéit
Porositéit huet e ganz wichtegen Effekt op d'Eegeschafte vu Keramik. D'Pore entsprécht der Existenz vun engem Defekt, deen d'Stresskonzentratioun verursaachen, d'Rëssexpansioun beschleunegen an d'Bindungsstäerkt tëscht Kären reduzéieren, sou datt d'mechanesch Eegeschafte vu Keramik eescht beaflosst. Ënnert der Handlung vun der Reibung kënnen d'Pore matenee verbannen fir Rëssquell ze bilden, wat d'Materialverschleiung beschleunegt.
Grain Grenzphase an interkristallin Gëftegkeet
Keramik besteet aus Kären, Kärgrenzphasen a Poren. Am Prozess vun der Sintering existéieren e puer Zousätz an Gëftstoffer, déi zu Keramik bäigefüügt ginn, haaptsächlech op der Kärgrenz a Form vun "zweet Phase" oder "Glasphase", an hir Existenz wäert d'Bindungsstäerkt tëscht Kären beaflossen. Am Laf vu Keramik Reibung a Verschleiung kënnen Rëss einfach op der Kärgrenz optrieden. Déi geréng Bindungsstäerkt vu Getreidegrenzen verursaachen d'Fraktur laanscht de Kär während dem Verschleiungsprozess, wat d'Auszéiung vum ganze Getreid verursaachen an e seriöse Verschleiung verursaachen.
D'Additiv vu polykristalline Keramik existéiert normalerweis op der Kärgrenz a Form vun der Glasphase. Wärend dem Reibungsprozess reduzéiert déi resultéierend héich Temperatur d'Viskositéit vum Glas, wat zu plastesche Verformung féiert. Wann de Stress vun der Nopeschkorngrenz net gëeegent ass, wäert et de Rëss op der Kärgrenz verursaachen an e seriöse Verschleiung verursaachen.
Wann eng entspriechend Quantitéit vun Zousatzstoffer eng zweet Phase op der Kärgrenz bilden, ass et normalerweis fir d'Verschleißbeständegkeet vum Material gutt. Zum Beispill Zirkoniumoxid an Alumina bäizefügen fir Zirkonium gehärt Aluminiumoxid Keramik ze maachen, och bekannt als ZTA Keramik. Wéi d'Erhéijung vum T-ZrO2 Stress induzéierte kritesche Stress ass förderlech fir d'Verbesserung vun der Frakturzähegkeet a Kraaft vu Keramikmaterialien, Zirkoniumoxid an Aluminiumoxid kënnen de Getreidwachstum hemmen an den Effekt vun der Mikro-Kristalliséierung a punkto Mikrostruktur erreechen, sou datt d'Verschleisbeständegkeet weider verbessert gëtt.
