Ano ang mga Nakakaimpluwensyang Salik ng Paglaban sa Pagsuot ng mga Keramik?
Malawakang ginagamit ang-mga materyales na ceramic na lumalaban sa pagsusuot sa mga larangan ng mga materyales sa paggiling at pag-polish,-mga coating na lumalaban sa pagsusuot, mga panloob na lining ng mga tubo o kagamitan, at mga bahagi ng istruktura, atbp., at ang mga katangiang lumalaban sa pagsusuot ng mga ito-direktang tinutukoy ang ligtas na buhay ng serbisyo ng mekanikal na kagamitan at mga bahagi. Kasama sa karaniwang -mga materyales na ceramic na lumalaban sa pagsusuot ang zirconia, alumina, cubic boron nitride, silicon nitride, boron carbide, silicon carbide, atbp.
Upang makakuha ng -wear resistance na ceramic na materyales na may mas mahusay na wear resistance, pinag-aralan ng maraming iskolar ang mekanismo ng pagsusuot ng mga ceramic na materyales at ang mga salik na nakakaimpluwensya sa wear resistance ng mga ceramics. Sa pangkalahatan, ang paglaban sa pagsusuot ng mga keramika ay apektado ng dalawang mga kadahilanan, ang isa ay ang istraktura ng materyal mismo, at ang isa ay panlabas na mga kadahilanan tulad ng pagkarga, temperatura, at kapaligiran.
Mga epekto ng mekanikal na katangian sa wear resistance ng mga keramika
Sa maagang pananaliksik ng wear-resisting property ng mga ceramic na materyales, pinaniniwalaan na ang tigas ng mga ceramic na materyales ay malapit na nauugnay sa wear property. Nang maglaon ay natagpuan na ang kaugnayan sa pagitan ng katigasan at pagsusuot ng mga keramika ay hindi gaanong halata. Halimbawa, ang tigas ng alumina ceramics ay mas mataas kaysa sa TZP zirconia ceramics, ngunit ang wear resistance ay hindi kinakailangang mas mataas kaysa sa TZP ceramics.
Bagaman ang katigasan ay maaaring sumasalamin sa lakas ng pagbubuklod ng hangganan ng butil sa isang tiyak na lawak, ang pagsusuot ay sa wakas ay nabuo dahil sa pagkahiwalay ng materyal mula sa ibabaw ng pagkasuot, kaya ang katigasan ng materyal na seramik ay hindi na ginagamit bilang isang predictive index upang sukatin ang pagkasuot. Ipinakikita ng ilang pag-aaral na sa pagpapabuti ng tibay ng bali at katigasan ng materyal, unti-unting bumababa ang rate ng pagsusuot ng mga keramika, at mas mahusay ang paglaban sa pagsusuot.
Mga epekto ng microstructure sa wear resistance ng ceramics
Sa pangkalahatan, ang microstructure ng mga materyales ay madalas na may malaking epekto sa mga macroscopic na katangian ng mga materyales. Ang ceramic material ay isang sintered body na binubuo ng butil at inter{1}}crystal, at kadalasang tinutukoy ng microstructure nito ang mga macroscopic na katangian nito. Maraming mga pag-aaral ang nagpakita na ang wear resistance ng mga ceramic na materyales ay lubos na nauugnay sa laki ng butil, ang komposisyon ng yugto ng hangganan ng butil, ang pamamahagi ng stress sa hangganan ng butil, mga pores at iba pang microstructure.
Laki ng butil
Sa industriya, ang mga metal na materyales ay maaaring mapabuti ang kanilang mga mekanikal na katangian sa pamamagitan ng pagpino ng mga butil, na tinatawag na fine grain strengthening. Ang pangunahing prinsipyo ay ang mas maliit na sukat ng butil, mas malaki ang lugar ng hangganan ng butil at mas zigzag ang pamamahagi ng hangganan ng butil, na maaaring epektibong mapataas ang landas ng paglaki ng crack at nakakatulong sa konsentrasyon ng stress sa dispersed na materyal. Napag-alaman na ang pagpipino ng butil ay may isang tiyak na impluwensya sa paglaban ng pagsusuot ng mga ceramic na materyales.
Porosity
Ang porosity ay may napakahalagang epekto sa mga katangian ng keramika. Ang butas ng butas ay katumbas ng pagkakaroon ng isang depekto, na magiging sanhi ng konsentrasyon ng stress, mapabilis ang pagpapalawak ng crack at bawasan ang lakas ng pagbubuklod sa pagitan ng mga butil, kaya seryosong nakakaapekto sa mga mekanikal na katangian ng mga keramika. Sa ilalim ng pagkilos ng friction, ang mga pores ay maaaring kumonekta sa isa't isa upang bumuo ng crack source, na nagpapabilis sa pagsusuot ng materyal.
Butil boundary phase at intercrystalline impurity
Ang mga keramika ay binubuo ng mga butil, mga yugto ng hangganan ng butil, at mga pores. Sa proseso ng sintering, ang ilang mga additives at impurities na idinagdag sa mga keramika ay pangunahing umiiral sa hangganan ng butil sa anyo ng "ikalawang bahagi" o "bahagi ng salamin", at ang kanilang pag-iral ay makakaapekto sa lakas ng pagbubuklod sa pagitan ng mga butil. Sa kurso ng ceramic friction at wear, ang mga bitak ay madaling mangyari sa hangganan ng butil. Ang mababang lakas ng pagbubuklod ng mga hangganan ng butil ay magiging sanhi ng pagkabali sa kahabaan ng butil sa panahon ng proseso ng pagsusuot, na magiging sanhi ng pagbunot ng buong butil at magdulot ng malubhang pagkasira.
Ang additive ng polycrystalline ceramics ay karaniwang umiiral sa hangganan ng butil sa anyo ng glass phase. Sa panahon ng proseso ng friction, ang nagreresultang mataas na temperatura ay binabawasan ang lagkit ng salamin, na humahantong sa plastic deformation. Kung hindi angkop ang diin ng katabing hangganan ng butil, magdudulot ito ng bitak sa hangganan ng butil at magdudulot ng malubhang pagkasira.
Kung ang isang naaangkop na dami ng mga additives ay maaaring bumuo ng pangalawang yugto sa hangganan ng butil, kadalasang ito ay kapaki-pakinabang sa wear resistance ng materyal. Halimbawa, ang pagdaragdag ng zirconia sa alumina upang makagawa ng zirconia toughened alumina ceramics, na kilala rin bilang ZTA ceramics. Dahil ang pagtaas ng T-ZrO2 stress induced critical stress ay nakakatulong sa pagpapabuti ng fracture toughness at lakas ng ceramic materials, maaaring pigilan ng zirconia at alumina ang paglaki ng butil at makamit ang epekto ng micro-crystallization sa mga tuntunin ng microstructure, upang higit pang mapabuti ang wear resistance.
