مواد سرامیکی به طور گسترده ای در کاربردهای ساختاری به دلیل سختی بالا، مقاومت سایش و ثبات حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند، با این حال، شکننده بودن ذاتی آنها استفاده از آنها را در ساختارهای بارگیری محدود محدود می کند.این مقاله روش های عملی برای افزایش قدرت و دوام سرامیک برای اهداف ساختاری را بررسی می کند.

ترکیب مواد اصلاح

تنظیم ترکیب سرامیک می تواند خواص مکانیکی خود را بهبود بخشد.اضافه کردن فازهای ثانویه یا dopants می تواند سختی را افزایش دهد و شکننده بودن را کاهش دهد.به عنوان مثال، اضافه کردن zirconia به alumina یک مکانیسم سخت کننده تبدیل ایجاد می کند که مقاومت شکستگی را افزایش می دهد.

کنترل ساختار Microstructure Control

کنترل ساختار میکروساختار در طول ساخت بر قدرت سرامیک ها تأثیر می گذارد. تکنیک هایی مانند گناه در دمای بهینه، ساختارهای کوچک متراکم و یکنواخت را با نقص های کمتر ترویج می کند.ساختارهای کوچک به طور کلی قدرت بالاتری نسبت به دانه های ضخیم نشان می دهند.

تکنیک های تقویت

تقویت سرامیک با فیبر یا ذرات می تواند به طور قابل توجهی سختی آنها را بهبود بخشد.

  • تقویت فیبر با مواد مانند کاربید سیلیکون یا فیبر کربن
  • ادغام ذرات سرامیکی سخت
  • استفاده از مردانریک کامپوزیت برای توزیع استرس

درمان های سطحی

تغییرات سطح می تواند قدرت و مقاومت در برابر شروع ترک را افزایش دهد. تکنیک هایی مانند glazing، روکش یا لیزر درمانی یک لایه محافظ ایجاد می کنند که نقص های سطح را کاهش می دهد و دوام کلی را بهبود می بخشد.