내마모성 세라믹의 개발 역사
알루미나 세라믹 재료는 금속 재료의 높은 경도, 고온 저항, 내식성, 내마모성 및 기타 비교할 수 없는 장점의 장점이 있습니다. 다양한 원료와 저렴한 가격으로 탄화규소, 질화규소, 지르코니아 등 다른 세라믹 소재와 비교할 수 없습니다. 그것은 항공 우주, 항공, 엔진 마모 부품, 도구 및 기타 분야에서 매우 매력적인 응용 전망을 가지고 있으며 항공 우주, 항공 우주 에너지, 야금 및 기타 분야의 핵심 기술이자 선호하는 재료입니다. 그러나 Al2O3 세라믹 재료의 화학 결합은 이온 결합입니다. 방향성이 강하고 에너지 절약이 높아 소성 변형이 어렵고 부서지기 쉽고 균열에 민감합니다. 알루미나 세라믹 재료의 취성은 이 재료의 대중화와 응용을 크게 제한합니다.
따라서 세라믹 결정의 미세 구조를 최대한 미세화하기 위한 특정 조치를 취해야 하며, 그 중 가장 중요한 것은 가능한 한 입자를 미세화하는 것이며, 이는 세라믹 재료의 파괴 인성을 크게 향상시킬 것입니다. 세라믹은 취성 재료로 대부분이 결정립계에서 파단이 발생합니다. 결정립 크기가 작으면 결정립계가 큰 비율을 차지합니다. 결정립계를 따라 파단되면 균열 전파 경로가 구불구불해진다. 입자가 미세할수록 경로가 길어질수록 더 많은 에너지가 필요하고 파괴 인성이 높아집니다. 또한, 소결체의 초기 결함(크랙) 크기는 입자 크기와 동일합니다. 결정립이 미세화되면 결함(균열)의 초기 크기가 그에 따라 작아지고 파괴 인성 값이 높아집니다. 결정립의 크기가 파괴인성에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 세밀함을 유지하면서 밀도를 높여야 합니다. 미세 결정화는 세라믹 재료의 파괴 인성을 보장하는 열쇠입니다.
Al2O3 재료의 강도 및 인성 메커니즘에 대한 기본적인 이해 후 Al2O{3}}계 세라믹 재료의 취성을 줄이기 위해 고급 준비 기술을 사용하는 것 외에도 다양한 강화 방법에 대해서도 연구했습니다. SiC 위스커 강화, 섬유 강화, ZrO2 상 변형 강화, 입자 분산 강화 및 나노 물질을 사용하면 우수한 강화 효과를 얻을 수 있지만 결함의 정도가 다르며 위스커 상용화는 위스커의 독성과 매트릭스의 균일 한 분포를 해결하기 어렵습니다. 휘스커 재료가 너무 높으면 세라믹 재료의 조밀화가 어려워집니다. 좋은 섬유 강화 효과를 얻으려면 섬유가 매트릭스에 완전히 함침되고 균일하게 분포되어야 하지만 이는 공정에서 달성하기 어렵고 섬유 강화 품질을 제어하기 어렵습니다. ZrO2는 응력의 작용으로 마르텐사이트 변태 강화를 생성하고, 그 강화 효과는 온도가 증가함에 따라 급격히 감소합니다. 입자의 강인화 효과는 Al2O3 상 계면 사이의 결합 강도와 밀접한 관련이 있지만 입자 강인화의 결과 종종 세라믹 재료의 경도 및 강도가 감소하여 재료의 유전 안정성 및 열 안정성이 감소합니다. . 효과는 매우 제한적입니다.
Nano ZrO2(3Y) 전구체는 Al2O3 입자의 비정상적인 성장을 효과적으로 방지하고 미세한 입자의 세라믹 재료를 얻을 수 있습니다. 파괴 인성의 향상은 밀도의 증가, 결정립 미세화 및 nano-ZrO2 잔류 응력장의 강화에 기인합니다.
이것은 지속적인 연구 개발의 과정입니다. 및 오늘날 시장에서 일반적으로 사용되는 내마모성 세라믹 제품을 형성하는 창조물.
