Cerámica a base de alúminatienen alto punto de fusión, alta resistencia, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión y otras propiedades. Son ampliamente utilizados en metalurgia, maquinaria, aviación, aeroespacial y otros campos. Sin embargo, la resistencia al choque térmico de las cerámicas Al2O3 es pobre. La tasa de retención de resistencia del material después de un único choque térmico con una diferencia de temperatura de 300 ℃ es solo de aproximadamente el 22 %, lo que limita su campo de aplicación. En la práctica, la resistencia al choque térmico de las cerámicas Al2O3 juega un papel decisivo.
Factores que afectan la resistencia al choque térmico de las cerámicas Al2O3.
Los factores que afectan la resistencia al choque térmico de las cerámicas Al2O3 son principalmente las características de la microestructura, las condiciones de la superficie y las dimensiones geométricas de las cerámicas.
1. Influencia de la microestructura cerámica Al2O3.
Las características de la microestructura de las cerámicas de Al2O3, como el tamaño de grano, las microfisuras, la porosidad y la distribución de los poros, tendrán una influencia importante en su resistencia al choque térmico. Tomando el tamaño de grano como ejemplo, para las cerámicas de Al2O3 con alta densidad, las cerámicas de Al2O3 de grano fino dentro de un rango de grano pequeño tienen una mejor resistencia al choque térmico; Las cerámicas de Al2O3 de grano grueso dentro de un rango de grano amplio tienen una mejor resistencia al choque térmico. Actualmente, los investigadores creen que 10 μm es el límite entre los granos gruesos y finos de Al2O3.
Además, la distribución no uniforme de los poros encerámica de alúminaTiene una mayor reducción en la resistencia y el módulo de Young de las cerámicas que el efecto causado por la distribución uniforme de los poros en las cerámicas. Las microfisuras en las cerámicas mismas no siempre causan inmediatamente la fractura del material en un entorno de choque térmico, lo que a menudo es causado por la supresión del núcleo de la fisura por choque térmico mediante los poros. La presencia de una cantidad adecuada de microfisuras puede mejorar la tenacidad de las cerámicas a través del mecanismo de endurecimiento de microfisuras, mejorando así la resistencia al choque térmico de las cerámicas de Al2O3.
2. Influencia de las condiciones de la superficie.
Las cerámicas de Al2O3 generalmente deben tratarse con algunos métodos de procesamiento mecánico antes de su uso, como esmerilado, pulido, fresado, etc., lo que provoca cambios en la rugosidad de la superficie. Se investigó la resistencia al choque térmico de las cerámicas de Al2O3 después del esmerilado y pulido. Los resultados mostraron que las cerámicas de Al2O3 después del rectificado tenían una mejor resistencia al choque térmico. La diferencia crítica de temperatura de choque térmico de las cerámicas de Al2O3 después del esmerilado y pulido fue de 235 ℃ y 185 ℃ respectivamente. Esto se debe a que la mayor densidad de defectos inicial en la superficie de molienda permite que la energía elástica generada por el choque térmico se distribuya en más grietas y la extensión de cada grieta es relativamente pequeña.
3. Efecto de las dimensiones geométricas.
La resistencia al choque térmico de las cerámicas Al2O3 también se ve afectada por las dimensiones geométricas de las cerámicas. Generalmente, reducir el espesor de la cerámica puede aumentar la diferencia crítica de temperatura de choque térmico de la cerámica, que se debe principalmente al impulso de flexión interno generado por la tensión de flexión.
