Kaip galime įveikti aliuminio oksido medžiagoms būdingą metalizacijos trapumą naudodami stiprinimo ir grūdinimo metodus?

Dispersinis grūdinimas yra viena iš paprasčiausių ir plačiausiai naudojamų strategijų, daugiausia skirstoma į standžiųjų dalelių stiprinimą ir plastiškų dalelių stiprinimą. Į matricą pridėjus nemetalinių miltelių, pvz., TiC ir SiC, turinčių didelį tamprumo modulį, galima žymiai pagerinti kompozicinės keramikos atsparumą aukštai -temperatūrai; įvedant metalines daleles, tokias kaip Cr ir Ni, gali išsklaidyti energiją per tokius mechanizmus kaip plastinė deformacija, įtrūkimų tiltas ir deformacija, taip pagerinant medžiagos lenkimo stiprumą. Šis mikrostruktūros optimizavimas turi tiesioginę orientacinę reikšmę gerinant aukštoje temperatūroje metalizuotų keraminių relių korpusų mechaninį patikimumą.

Sluoksniuotas grūdinimas įkvėptas gamtoje esančių kriauklių mikrostruktūros. Keraminėje matricoje sukūrus kelis medžiagų sluoksnius su skirtingais tamprumo moduliais ir linijinio plėtimosi koeficientais, viduje galima suformuoti daug silpnų įtempiams statmenų sąsajų. Veikiant išorinėms apkrovoms, įtrūkimų plitimas tarp šių silpnų sąsajų apima pasikartojančius tiltelius ir deformaciją, o tai labai padidina medžiagos jautrumą defektams. Šis principas taip pat taikomas projektuojant sudėtingus aliuminio oksido relės keraminius apvalkalus elektriniams automobiliams, kad jie atlaikytų sudėtingas vibracijas ir smūgius transporto priemonės veikimo metu.

Savaiminio-grūdinimo technologija naudoja in-sudėtinius procesus, kad išaugintų lazdelės- arba adatos- formos grūdelius su dideliu kraštinių santykiu matricoje. Šis metodas efektyviai pašalina fizikinį ir cheminį nesuderinamumą tarp matricos fazės ir armavimo fazės, užtikrinant termodinaminį stabilumą. Struktūriniams komponentams, kuriems reikalingas ypatingas našumas, pvz., EV aliuminio oksido keramikos korpusas, savaime{6}}kietėjimo technologija užtikrina, kad medžiaga išlaikytų puikų bendrą stiprumą ir atsparumą įtrūkimams ekstremaliomis sąlygomis.

Atliekant mikroįtrūkimų grūdinimą, naudojamas šiluminio plėtimosi neatitikimas arba fazių transformacija, siekiant sukelti mikroįtrūkimus, išsklaidyti ir sugerti energiją įtrūkimo gale. ZrO2-grūdintoje Al2O3 sistemoje dėl dalelių ir matricos plėtimosi koeficientų skirtumo plyšio plitimo kelias yra priverstas pailgėti, o tai žymiai padidina atsparumą lūžiams. Šis mechanizmas yra labai svarbus gaminant didelio našumo EV aliuminio oksido keramikos relės korpusą, efektyviai užkertantį kelią staigiems trapiems lūžiams esant aukštam slėgiui.

Iš visų grūdinimo metodų efektyviausias yra ūsų (pluošto) grūdinimas. Išoriškai pridedami arba vietoje auginami ūsai ne tik dalijasi išorine apkrova, bet ir išsklaido daug išorinės energijos per įtrūkimų tiltelį, nukreipimą ir ištraukimo{2}}efektus. Šis didelio stiprumo{4}}konstrukcinis dizainas puikiai atitinka griežtus EV relės aliuminio oksido keraminio korpuso aukštos įtampos nuolatinės srovės keraminio kontaktoriaus reikalavimus, kad būtų atsparus lanko erozijai ir mechaniniam nuovargiui.