Kaip pagerinti silicio karbido keramikos kietumą?

Silicio karbido keramikos privalumai yra didelis kietumas, didelis stiprumas, atsparumas aukštai temperatūrai ir atsparumas korozijai, tačiau kietumas yra palyginti mažas. Toliau pateikiami keli būdai, kaip pagerinti silicio karbido keramikos kietumą:
1. Grūdinimas dalelėmis
Antrosios fazės dalelių pristatymas: į silicio karbido keramiką įpilkite kai kurių labai tvirtų dalelių, pvz., titano karbido (TiC) ir boro karbido (B₄C). Šios dalelės gali trukdyti keraminėje matricoje plisti įtrūkimams ir taip pagerinti keramikos kietumą. Pavyzdžiui, pridėjus atitinkamą TiC ​​dalelių kiekį, silicio karbido keramikos atsparumas lūžiams gali padidėti daugiau nei 20%.
Nanodalelių grūdinimas: nanodalelės pasižymi didelio specifinio paviršiaus ploto ir didelio aktyvumo savybėmis ir gali sudaryti nano masto sąsajas keraminėje matricoje, taip pagerindamos keramikos tvirtumą. Pavyzdžiui, pridedant nano silicio karbido dalelių, silicio karbido keramikos atsparumas lūžiams gali padidėti daugiau nei 30%.
2. Pluošto grūdinimas
Nuolatinis pluošto grūdinimas: į silicio karbido keramiką pridėkite ištisinio pluošto, pvz., anglies pluošto ir silicio karbido pluošto. Šie pluoštai keraminėje matricoje gali suformuoti trimatę tinklinę struktūrą, kuri efektyviai trukdo plėstis įtrūkimams ir pagerina keramikos kietumą. Pavyzdžiui, anglies pluošto pridėjimas gali padidinti silicio karbido keramikos atsparumą lūžiams daugiau nei 50%.
Trumpo pluošto grūdinimas: trumpi pluoštai taip pat gali tam tikru mastu pagerinti silicio karbido keramikos atsparumą. Trumpi pluoštai gali užtaisyti keraminės matricos įtrūkimus, taip sulėtindami įtrūkimų plėtimąsi. Pavyzdžiui, susmulkinto anglies pluošto pridėjimas gali padidinti silicio karbido keramikos atsparumą lūžiams daugiau nei 20%.
3. Fazinės transformacijos grūdinimas
Cirkonio dioksido fazės transformacijos grūdinimas: į silicio karbido keramiką dedama cirkonio (ZrO₂), o cirkonio oksido martensitinė fazinė transformacija naudojama keramikos kietumui pagerinti. Kai keramika yra veikiama išorinių jėgų, cirkonis faziškai virsta iš tetragoninės fazės į monoklininę fazę. Šis fazinės transformacijos procesas sugeria energiją, taip trukdydamas plėstis įtrūkimams ir pagerindamas keramikos tvirtumą. Pavyzdžiui, pridėjus tinkamą cirkonio oksido kiekį, silicio karbido keramikos atsparumas lūžiams gali padidėti daugiau nei 30%.
Grūdinimas naudojant kitas fazes keičiančias medžiagas: be cirkonio oksido, yra ir kitų fazių keitimo medžiagų, kurios taip pat gali būti naudojamos silicio karbido keramikos kietumui pagerinti, pavyzdžiui, bario titanatas (BaTiO₃).
4. Kompozitinis grūdinimas
Kietųjų dalelių pluošto kompozito grūdinimas: derinant dalelių grūdinimą ir pluošto grūdinimą galima dar labiau pagerinti silicio karbido keramikos kietumą. Pavyzdžiui, tuo pačiu metu į silicio karbido keramiką įdėjus titano karbido dalelių ir anglies pluošto, keramikos atsparumas lūžiams gali padidėti daugiau nei 60%.
Daugiasluoksnis kompozitinis grūdinimas: ruošiant daugiasluoksnę silicio karbido keramiką, skirtingų sluoksnių sąsajos efektas gali būti naudojamas keramikos kietumui pagerinti. Pavyzdžiui, silicio karbido ir cirkonio oksido daugiasluoksnės kompozicinės keramikos paruošimas gali padidinti keramikos atsparumą lūžiams daugiau nei 40%.
5. Paruošimo proceso optimizavimas
Sukepinimo temperatūros ir slėgio kontrolė: Tinkamai padidinus sukepinimo temperatūrą ir slėgį, galima paskatinti keramikos tankėjimą, sumažinti keramikos poras ir defektus ir taip pagerinti keramikos kietumą. Pavyzdžiui, ruošiant silicio karbido keramiką karšto presavimo sukepinimo būdu, padidinus sukepinimo temperatūrą ir slėgį, keramikos atsparumas lūžiams gali padidėti daugiau nei 20%.
Naudokite pažangias sukepinimo technologijas: tokias kaip kibirkštinis plazminis sukepinimas (SPS), sukepinimas mikrobangų krosnelėje ir kt. Šios pažangios sukepinimo technologijos gali pasiekti keramikos tankinimą per trumpesnį laiką, sumažinti keramikos defektus ir taip pagerinti keramikos kietumą. Pavyzdžiui, kai silicio karbido keramikai ruošti naudojama SPS technologija, keramikos atsparumas lūžiams gali būti padidintas daugiau nei 30%.
Norint pagerinti silicio karbido keramikos kietumą, reikia visapusiškai atsižvelgti į kelis veiksnius, naudoti kelis grūdinimo metodus ir optimizuoti paruošimo procesą. Visapusiškai taikant šiuos metodus galima efektyviai pagerinti silicio karbido keramikos kietumą ir išplėsti jos taikymo sritį.
Jei norite sužinoti, kaip pagerinti silicio karbido keramikos tvirtumą, galite susisiekti su Superior Ceramics Times, mes padarysime viską, kad jums padėtume!