セラミック材料は、高硬度、耐摩耗性、熱安定性により構造用途で広く使用されています。しかし、その固有の脆性は、負荷軸受構造での使用を制限します。この記事では、構造目的のためにセラミックの強度と耐久性を高めるための実用的な方法について説明します。

素材構成変更

セラミックスの組成を調整することで、機械的特性が向上します。二次相またはドーパントを組み込むことで、靭性を高め、脆性を低下させることができます。例えば、ジルコニアをアルミナに添加すると、破壊抵抗を増加させる変形硬化機構が生まれます。

マイクロ構造制御

製造時の微細構造をコントロールすることで、セラミックの強度が影響します。最適な温度での焼結などの技術は、緻密で均一な微細構造を少ない欠陥で促進します。微細構造は、粗粒と比較して一般的に高い強度を発揮します。

補強技術

繊維または粒子が付いている陶磁器の補強は大幅に彼らの靭性を改善できます。共通の方法は次のとおりです。

  • 炭化ケイ素やカーボン繊維などの材料との繊維強化
  • 堅い陶磁器の粒子の組み込まれる
  • 複合体がストレスを分配するために使用する

表面処理

表面改質は、強度と耐摩耗性を向上し、クラックイニションに高めることができます。 艶出し、コーティング、レーザー治療などの技術は、表面欠陥を削減し、全体的な耐久性を向上させる保護層を作成します。