البنية المجهرية تملي الأداء الكلي: علم المواد في السيراميك التقني

الخصائص الاستثنائية للسيراميك الصناعي ليست عرضية، بل يتم تصميمها على المستوى المجهري.فهم العلاقة بين الهيكل الدقيق والأداء هو مفتاح للاختيار السليم للمواد.

• الحبوب الدقيقة (< 1μm):زيادة الصلابة والقوة ومقاومة التآكل (بموجب علاقة هال-بيتش). مثالية لقطع الأدوات وألواح التآكل.
• الحبوب الخشنة (1-10μm):يمكن أن تحسن صلابة الكسر ومقاومة الصدمات الحرارية. تستخدم في بعض التطبيقات الحارقة والهيكلية.
• التحكم:يتم التحكم بدقة في وقت التجفيف ودرجة الحرارة لتحقيق حجم الحبوب المستهدف.

• مسامية منخفضة (< 1%):يزيد من القوة الميكانيكية والصلابة والإرشاد الحراري
• مسامية هندسية (5-40٪):يخلق أجزاء خفيفة الوزن، عزل حراري، أو مرشحات.

صلابة الزركونيا العالية للكسر غير المعتادة للسيراميك تأتي من خدعة هيكلية صغيرة ذكية

1. يتم تثبيته فيالمرحلة التتراگونالية المتثبتةفي درجة حرارة الغرفة باستخدام إضافات مثل إيتريا.
2. عندما يخلق الصدع المتكاثر الإجهاد، تتحول الحبوب في طرف الصدع إلىالمرحلة الموحدة.
3. هذا التحول يرافقه3-5% من حجم التوسعالذي يضغط على الشق ويعيق انتشارها.

• للكثافة القصوى/الارتداء:اخترالألومينا ذو الحبيبات الدقيقة والنقاء العالي.
• للصلابة العالية والقوة:اخترالزركونيا المستقرة باليتريا (YSZ).
• المقاومة للصدمات الحرارية:اختركربيد السيليكون ذات الحبيبات الخاممع سلوك حراري عالي.

الاستنتاج:تحديد مادة السيراميك هو في الواقع تحديد بنية صغيرة المرغوب فيها.العمل مع الشركة المصنعة التي يمكن أن تنتج بشكل موثوق به أن الهيكل المجهري هو أمر بالغ الأهمية لأداء الجزء والاتساق.