Как да подобрим издръжливостта на синтерована керамика от алуминиев нитрид при горещо пресоване

1. Закаляване на частиците
Представяне на частици от втора фаза: Добавяне на частици от втора фаза с висока твърдост и висока якост, като силициев карбид (SiC), титанов карбид (TiC), циркониев оксид (ZrO₂) и др. към керамиката от алуминиев нитрид. Тези частици могат да възпрепятстват разпространението на пукнатини в керамичната матрица, като по този начин подобряват здравината на керамиката. Например, добавянето на подходящо количество SiC частици към керамиката от алуминиев нитрид може да увеличи якостта на счупване на керамиката с повече от 20%.
Заздравяване на наночастиците: Наночастиците имат характеристиките на голяма специфична повърхност и висока активност и могат да образуват наномащабни интерфейси в керамичната матрица, като по този начин подобряват издръжливостта на керамиката. Например, добавянето на нано частици от циркониев оксид към керамиката от алуминиев нитрид може да увеличи якостта на счупване на керамиката с повече от 30%.
2. Заздравяване на влакната
Заздравяване на непрекъснати влакна: Добавяне на непрекъснати влакна като въглеродни влакна, стъклени влакна, влакна от силициев карбид и др. към керамиката от алуминиев нитрид. Тези влакна могат да образуват триизмерна мрежеста структура в керамичната матрица, като по този начин ефективно възпрепятстват разширяването на пукнатините и подобряват издръжливостта на керамиката. Например, добавянето на въглеродни влакна към керамиката от алуминиев нитрид може да увеличи якостта на счупване на керамиката с повече от 50%.
Заздравяване на къси влакна: Късите влакна могат също да подобрят до известна степен якостта на керамиката от алуминиев нитрид. Късите влакна могат да преодоляват пукнатини в керамичната матрица, като по този начин забавят разширяването на пукнатините. Например, добавянето на нарязани стъклени влакна към керамиката от алуминиев нитрид може да увеличи якостта на счупване на керамиката с повече от 20%.
3. Фазова трансформация закаляване
Закаляване с фазова трансформация на цирконий: Характеристиките на мартензитната фазова трансформация на циркония се използват за подобряване на якостта на керамиката от алуминиев нитрид. Когато цирконийът се трансформира от тетрагонална фаза в моноклинна фаза, ще настъпи обемно разширение и напрежение на срязване, като по този начин се абсорбира енергия и възпрепятства разширяването на пукнатините. Например, добавянето на подходящо количество цирконий към керамиката от алуминиев нитрид може да повиши якостта на счупване на керамиката с повече от 40%.
Заздравяване с други материали с промяна на фазата: В допълнение към циркониевия оксид, има някои други материали с промяна на фазата, които също могат да се използват за подобряване на якостта на керамиката от алуминиев нитрид, като бариев титанат (BaTiO₃).
4. Композитно закаляване
Заздравяване на композита с частици и влакна: Комбинирането на закаляване с частици и закаляване на влакна може допълнително да подобри якостта на керамиката от алуминиев нитрид. Например добавянето на частици SiC и въглеродни влакна към керамиката от алуминиев нитрид едновременно може да увеличи якостта на счупване на керамиката с повече от 60%.
Многослойно композитно закаляване: Чрез приготвяне на керамика от алуминиев нитрид с многослойна структура, интерфейсният ефект между различните слоеве може да се използва за подобряване на издръжливостта на керамиката. Например, приготвянето на многослойна композитна керамика от алуминиев нитрид-цирконий може да увеличи якостта на счупване на керамиката с повече от 40%.
5. Оптимизиране на подготвителния процес
Контролиране на температурата и налягането на синтероване: Подходящото повишаване на температурата и налягането на синтероване може да насърчи уплътняването на керамиката, да намали порите и дефектите в керамиката и по този начин да подобри здравината на керамиката. Например, когато се приготвя керамика от алуминиев нитрид чрез горещо пресоване на синтероване, повишаването на температурата и налягането на синтероване може да увеличи якостта на счупване на керамиката с повече от 20%.
Използвайте усъвършенствана технология за синтероване: като искрово плазмено синтероване (SPS), микровълново синтероване и др. Тези усъвършенствани технологии за синтероване могат да постигнат уплътняване на керамиката за по-кратко време, да намалят дефектите в керамиката и по този начин да подобрят здравината на керамиката. Например, когато керамиката от алуминиев нитрид се приготвя чрез SPS технология, якостта на счупване на керамиката може да се увеличи с повече от 30%.
Чрез методи като закаляване на частици, закаляване на влакна, закаляване с промяна на фазата, закаляване на композита и оптимизиран процес на подготовка, издръжливостта на горещо пресованата синтерована керамика от алуминиев нитрид може да бъде ефективно подобрена, разширявайки нейното приложение в различни области.
Ако искате да знаете как да подобрите издръжливостта на горещо пресована синтерована керамика от алуминиев нитрид, можете да се свържете с Superior Ceramics Times, ние ще направим всичко възможно да ви помогнем!