میکروساخت ها عملکرد ماکرو را تعیین می کنند: علم مواد سرامیک فنی

خواص استثنایی سرامیک های صنعتی تصادفی نیستند؛ آنها در سطح میکروسکوپی طراحی شده اند.درک ارتباط بین میکروساخت و عملکرد، کلید انتخاب مناسب مواد است.

• دانه های نازک (<1μm):افزایش سختی، قدرت و مقاومت در برابر فرسایش (به دنبال رابطه هال-پچ). ایده آل برای برش ابزار و صفحات فرسایش.
• دانه های خشن تر (1-10μm):می تواند مقاومت در برابر شکستگی و مقاومت در برابر شوک حرارتی را بهبود بخشد. در برخی از کاربردهای آتش شکن و ساختاری استفاده می شود.
• کنترل:زمان سینتر و دمای آن به دقت کنترل می شود تا به اندازه دانه مورد نظر برسد.

• خشکی کم (< 1٪):قدرت مکانیکی، سفتی و رسانایی حرارتی را به حداکثر می رساند.
• حفره سازی مهندسی شده (5-40٪):قطعات سبک وزن، عایق حرارتی یا فیلترها را ایجاد می کند.

زرکونیا" مقاومت شکستگی بالا" غیرمعمول برای سرامیک" از یک ترفند میکروسروشی هوشمندانه حاصل می شود:

1. در یکفاز تترگونال متاستابیلدر دمای اتاق با استفاده از افزودنی هایی مانند یتریا.
2. وقتی یک شکاف در حال گسترش ایجاد استرس، دانه ها در نوک شکاف تبدیل به یکفاز تک کلینیکی.
3. این تحول همراه با یک3-5% افزایش حجم، که شکاف را فشرده می کند و مانع از گسترش آن می شود.

• برای حداکثر سختی/پوشیدن:انتخاب کنآلومینیوم ذرات نازک و با خالصیت بالا.
• برای سختی و قدرت بالا:انتخاب کنزرکونیا یتریا-استقرار یافته (YSZ).
• برای مقاومت در برابر ضربه های حرارتی:انتخاب کنکربید سیلیکون با دانه های ضخیمبا رسانایی حرارتی بالا

نتیجه گیری:مشخص کردن یک ماده سرامیکی در واقع در مورد مشخص کردن یک میکروساخت مورد نظر است.کار با یک سازنده که می تواند به طور قابل اعتماد تولید که میکروسروکتوری حیاتی برای عملکرد و سازگاری قطعات است.