Chì sò i Fattori Influenti di a Resistenza à l'Usura di a Ceramica?
I materiali ceramichi resistenti à l'usura - sò largamente usati in i campi di materiali di sgrossatura è lucidatura, rivestimenti resistenti à l'usura-, rivestimenti interni di tubi o attrezzature, è parti di struttura, etc., è e so proprietà resistenti à l'usura- determinanu direttamente a vita di serviziu sicura di l'equipaggiu meccanicu è di e parti. I materiali ceramichi resistenti à l'usura cumuni - include zirconia, allumina, nitruru di boru cubicu, nitruru di siliciu, carburu di boru, carburu di siliciu, etc.
Per ottene materiali ceramichi resistenti à l'usura -con una migliore resistenza à l'usura, assai studiosi anu studiatu u mecanismu di usu di i materiali ceramichi è i fatturi chì influenzanu a resistenza à l'usura di a ceramica. In generale, a resistenza à l'usura di a ceramica hè affettata da dui fattori, unu hè a struttura di u materiale stessu, è l'altru hè fattori esterni cum'è a carica, a temperatura è l'atmosfera.
Effetti di e proprietà meccaniche nantu à a resistenza à l'usura di a ceramica
In a prima ricerca di l'usura -resistente a pruprietà di i materiali ceramichi, si crede chì a durezza di i materiali ceramichi hè strettamente ligata à a pruprietà di usura. Hè statu dopu trovu chì a relazione trà durezza è usura di a ceramica ùn era micca cusì evidenti. Per esempiu, a durezza di a ceramica d'alumina hè più altu ch'è a ceramica di zirconia TZP, ma a resistenza à l'usura ùn hè micca necessariamente più altu di a ceramica TZP.
Ancu s'è a durezza pò riflette a forza di ligame di u cunfini di granu à una certa misura, l'usura hè infine furmata per via di u materiale chì si rompe da a superficia di usura, cusì a durezza di u materiale ceramicu ùn hè più utilizatu com'è indice predittivu per misurà l'usura. Certi studii mostranu chì cù a migliione di a durezza di a frattura è a durezza di u materiale, a rata di usura di a ceramica diminuisce gradualmente, è a resistenza à l'usura hè megliu.
Effetti di a microstruttura nantu à a resistenza à l'usura di a ceramica
In generale, a microstruttura di i materiali spessu hà un grande impattu nantu à e proprietà macroscòpiche di i materiali. U materiale ceramicu hè un corpu sinterizatu cumpostu di granu è inter-cristalli, è a so microstruttura spessu determina e so proprietà macroscòpiche. Parechji studii anu dimustratu chì a resistenza à l'usura di i materiali ceramichi hè assai ligata à a dimensione di u granu, a cumpusizioni di a fase di frontiera di granu, a distribuzione di stress nantu à u cunfini di granu, i pori è altre microstrutture.
Grandezza di granu
In l'industria, i materiali metallichi ponu migliurà e so proprietà meccaniche raffinendu i grani, chì hè chjamatu rinforzamentu di granu fini. U principiu principale hè chì u più chjucu u granu di granu, u più grande l'area di u cunfini di u granu è u più zigzag a distribuzione di u granu di granu, chì pò aumentà in modu efficace u percorsu di crescita di crack è conduce à a concentrazione di stress in u materiale dispersu. Hè truvatu chì u raffinamentu di granu hà una certa influenza nantu à a resistenza à l'usura di i materiali ceramichi.
Porosità
A porosità hà un effettu assai impurtante nantu à e proprietà di a ceramica. U poru hè equivalente à l'esistenza di un difettu, chì pruvucarà a cuncentrazione di stress, accelerà l'espansione di crack è riduce a forza di ligame trà i grani, affettendu cusì seriamente e proprietà meccaniche di a ceramica. Sutta l'azzione di attritu, i pori ponu cunnette cù l'altri per furmà a fonte di crack, chì accelera l'usura di u materiale.
Fase di cunfine di granu è impurità intercristallina
A ceramica hè cumposta di grani, fasi di cunfini di granu è pori. In u prucessu di sinterizzazione, certi additivi è impurità aghjuntu à a ceramica esistinu principalmente à u cunfini di granu in a forma di "seconda fase" o "fase di vetru", è a so esistenza affettarà a forza di ligame trà i grani. In u cursu di a frizione ceramica è l'usura, i cracke ponu facilmente accade à u cunfini di granu. A forza di ligame bassu di e fruntiere di granu pruvucarà a frattura longu à u granu durante u prucessu di usura, chì pruvucarà l'estrazione di u granu sanu è causanu un usu seriu.
L'additivu di a ceramica policristallina esisti generalmente nantu à u cunfini di granu in a forma di a fase di vetru. Duranti u prucessu di attritu, a temperatura elevata risultante riduce a viscosità di u vetru, purtendu à a deformazione plastica. Se u stress di u cunfini di granu adiacente ùn hè micca adattatu, pruvucarà u crack à u cunfini di granu è pruvucarà un usu seriu.
Se una quantità approprita di additivi pò furmà una seconda fase à u cunfini di granu, hè di solitu benefica per a resistenza à l'usura di u materiale. Per esempiu, aghjunghjendu zirconia à l'alumina per fà a ceramica d'alumina dura di zirconia, cunnisciuta ancu com'è ceramica ZTA. Siccomu l'aumentu di u stress criticu indottu da T-ZrO2 hè favurevule à a migliione di a resistenza à a frattura è a forza di i materiali ceramichi, a zirconia è l'alumina ponu inibisce a crescita di granu è uttene l'effettu di a micro-cristalizazione in termini di microstruttura, in modu di migliurà ulteriormente a resistenza à l'usura.
