Керамічні матеріали відомі своєю твердістю і високою температурною стабільністю, але часто страждають від ламкості. Поліпшення їх жорсткості є важливим для розширення своїх додатків в галузях промисловості, таких як аерокосмічна, електроніка та біомедичні пристрої. Кілька практичних методів можна використовувати для підвищення міцності кераміки ефективно.

Матеріал Склад Модифікація

Регулювання складу керамічних матеріалів може істотно поліпшити їх міцність. Некорпоративні вторинні фази або допанти можуть допомогти відлякувати тріщини і поглинати енергію під час перелому. Наприклад, додавання цирконію до алюміни створює переродження, що підвищує стійкість до тріщини розмноження.

Мікроструктурний контроль

Контроль мікроструктури кераміки є ключовим методом підвищення міцності. Методики, такі як рефінансування розмірів зерна і створення керованої пористості, можуть впливати на тріщини доріжки і поглинання енергії. Відмінно гранінова кераміка, як правило, мають більш високу міцність завдяки збільшенню межи з зерном, що перешкоджає росту тріщин.

Технології обробки

Сучасні методи обробки можуть виробляти кераміка з поліпшеною міцністю. Гарячий ізостатичний пресінг (HIP) і іскро-плазма зимів (SPS) - це методи, які densify кераміка при підтримці дрібної мікроструктури. Ці методи знижують недоліки і пористість, що призводять до поліпшення механічних властивостей.

Обробка поверхонь

  • Лазерне ударне засмаги
  • Полірування поверхонь
  • Покриття додатків

Обробка поверхонь також може поліпшити міцність шляхом зменшення стисневих стресів або створення жорстких поверхневих шарів. Ці методи допомагають запобігти ініціюванню тріщин і повільному росту тріщин під впливом стресу.