Koji faktori utiču na čvrstoću silicijum karbidne keramike?

1. Sirovinski faktori
Kvalitet praha silicijum karbida: uključujući čistoću, distribuciju veličine čestica, oblik čestica, itd. Visoko čisti prah silicijum karbida obično može proizvesti keramiku veće čvrstoće. Praškovi sa ujednačenom i finom distribucijom veličine čestica pogoduju zgušnjavanju sinterovanja i poboljšanju čvrstoće. Praške pravilnog oblika čestica i dobre sferičnosti je lakše složiti tokom kalupljenja i sinterovanja, čime se poboljšava čvrstoća keramike.
Vrsta i sadržaj aditiva: Da bi se promoviralo sinteriranje keramike od silicijum karbida, često se dodaju neka pomoćna sredstva za sinterovanje. Različiti aditivi imaju različite efekte na snagu. Na primjer, neki aditivi metalnih oksida mogu formirati tečnu fazu tokom sinterovanja, promovirati difuziju materijala i rast zrna, čime se poboljšava čvrstoća; ali ako je dodana količina previše, to može dovesti do prekomjernih rezidualnih faza, što će smanjiti snagu.
2. Faktori procesa pripreme
Metoda oblikovanja: Različite metode oblikovanja će utjecati na gustinu i mikrostrukturu keramike, a time i na čvrstoću. Na primjer, livenje vrućim prešanjem obično može proizvesti keramiku od silicijum karbida visoke gustine i velike čvrstoće, jer su pod visokom temperaturom i visokim pritiskom čestice čvršće vezane. Gustoća keramike pripremljene metodama kao što je brizganje kliznim pritiskom je relativno niska, a na čvrstoću također može utjecati u određenoj mjeri.
Temperatura i vrijeme sinteriranja: Temperatura i vrijeme sinteriranja imaju važan utjecaj na čvrstoću keramike od silicijum karbida. Odgovarajuće povećanje temperature sinterovanja može potaknuti rast zrna i difuziju materijala, te poboljšati gustoću i čvrstoću keramike. Međutim, ako je temperatura previsoka, to može uzrokovati abnormalan rast zrna, defekte kao što su pore i smanjiti snagu. Predugo ili prekratko vrijeme sinteriranja također će negativno utjecati na čvrstoću.
Kontrola atmosfere: Atmosfera tokom procesa sinterovanja takođe utiče na čvrstoću keramike od silicijum karbida. Sinterovanjem u inertnoj atmosferi ili redukcionoj atmosferi može se izbjeći oksidacija silicijum karbida, što je korisno za poboljšanje čvrstoće. Sinterovanje u oksidirajućoj atmosferi može uzrokovati stvaranje oksidnog sloja na površini silicijum karbida, što utiče na vezu između čestica i smanjuje snagu.
3. Mikrostrukturni faktori
Veličina zrna: Općenito govoreći, što je manja veličina zrna, to je veća čvrstoća keramike od silicijum karbida. To je zato što finozrna keramika ima više granica zrna, što može spriječiti širenje pukotina, čime se poboljšava čvrstoća. Osim toga, sitnozrna keramika je obično gušća, što je korisno za poboljšanje čvrstoće.
Granična struktura zrna: Struktura i svojstva granica zrna imaju važan uticaj na čvrstoću keramike od silicijum karbida. Dobro vezivanje granica zrna može poboljšati čvrstoću keramike, dok će nečistoće, pore i drugi defekti na granicama zrna smanjiti čvrstoću. Kontrolom procesa sinterovanja i dodavanjem odgovarajućih aditiva može se poboljšati struktura granice zrna i poboljšati čvrstoća keramike.
Poroznost: Prisustvo pora će smanjiti čvrstoću keramike od silicijum karbida. Poroznost ne samo da će smanjiti efektivnu površinu ležišta, već će i postati tačka koncentracije naprezanja, što je lako uzrokovati širenje pukotina. Stoga je smanjenje poroznosti keramike jedan od važnih načina za poboljšanje čvrstoće.
4. Ekološki faktori upotrebe
Temperatura: Čvrstoća keramike od silicijum karbida će se promeniti sa povećanjem temperature. Unutar određenog temperaturnog raspona, jačina se može smanjiti s povećanjem temperature. To je zato što se atomska difuzija ubrzava na visokoj temperaturi, sila vezivanja na granici zrna je oslabljena i može doći do puzanja i drugih pojava, što rezultira smanjenom čvrstoćom.
Hemijska korozija: U nekim korozivnim sredinama, silicijum karbidna keramika može biti hemijski korodirana, čime se smanjuje čvrstoća. Na primjer, u jakim kiselinama, jakim alkalijama i drugim sredinama, silicijum karbid može biti podvrgnut hemijskim reakcijama, što dovodi do površinske korozije i oštećenja strukture, smanjujući čvrstoću.
Mehaničko naprezanje: Tokom upotrebe, ako je keramika od silicijum karbida izložena prekomernom mehaničkom naprezanju, kao što su udari, vibracije, itd., pukotine se mogu stvoriti i proširiti, smanjujući čvrstoću. Osim toga, dugotrajni ciklični stres također može uzrokovati oštećenje od umora i smanjiti čvrstoću keramike.
Ako želite da saznate faktore koji utiču na čvrstoću keramike od silicijum karbida, dobrodošli ste da pratite www.ceramicstimes.com!