Existem vários métodos principais para melhorar a tenacidade das cerâmicas de alumina:
1. Endurecimento com zircônia: Este é o método de endurecimento mais comumente utilizado. Quando uma quantidade adequada de zircônia (ZrO2) é adicionada à alumina, sua tenacidade pode ser significativamente melhorada. O efeito de endurecimento provém principalmente de mecanismos como o refinamento da matriz de grãos de alumina, o endurecimento por transformação de fase da zircônia, o endurecimento por microfissuras e o direcionamento e bifurcação de fissuras.
2. Reforço com fibras e whiskers: Whiskers são monocristais cerâmicos com alta relação de aspecto, e seu comprimento é várias vezes maior que o dos whiskers cerâmicos. Eles podem ser adicionados a cerâmicas de alumina como reforços para aumentar sua tenacidade. A adição de whiskers ou fibras pode aumentar a superfície de fratura, ou seja, aumentar o canal de propagação da trinca. Quando a trinca se propaga até as fibras (whiskers), ocorre o arrancamento, a delaminação e a fratura das fibras (whiskers), consumindo energia de fratura e melhorando a tenacidade da cerâmica.
3. Endurecimento por partículas: A adição de partículas com alto módulo de elasticidade (como SiC, TiC, TiN, etc.) a materiais de alumina pode fazer com que as trincas se desviem e se bifurquem quando o material fratura, consumindo energia de fratura e, assim, melhorando a tenacidade. Embora o efeito de endurecimento por partículas não seja tão bom quanto o de fibras e whiskers, a mistura uniforme das matérias-primas e a densificação por sinterização são mais simples e fáceis do que em compósitos de fibras e whiskers.
4. Autoendurecimento da alumina: Cerâmicas preparadas a partir de pó de alumina em nanoescala apresentam excelente superplasticidade em baixas temperaturas. Esse nanomaterial pode melhorar a forma e as propriedades dos contornos de grão dos grãos cerâmicos, aumentando assim sua tenacidade.
5. Introduzir a segunda fase: Introduza a segunda fase na matriz da cerâmica de alumina de forma a preencher os contornos de grão da alumina, o que é benéfico para bloquear a propagação de fissuras e, assim, melhorar a tenacidade à fratura da cerâmica. Por exemplo, a alumina reforçada com zircônia utiliza este método.
6. Adição de cristais de alumina como sementes: A adição de cristais de alumina como sementes pode promover o crescimento anisotrópico dos grãos cristalinos e formar grãos cristalinos em forma de flocos ou colunares, semelhantes a fibras, que podem causar deflexão de trincas, arrancamento de grãos e endurecimento da conexão em cerâmicas.
Esses métodos podem ser usados isoladamente ou em combinação para melhorar a tenacidade de cerâmicas de alumina. A escolha específica depende do desempenho exigido, do custo e dos cenários de aplicação.Cerâmica de alumina reforçada ZTAOs produtos da Chemshun Ceramics podem atender com eficácia às suas exigências de maior resistência.
Data da publicação: 10 de maio de 2024