Jak możemy przezwyciężyć wrodzoną kruchość metalizacji materiałów z tlenku glinu, stosując metody wzmacniania i hartowania?

Hartowanie dyspersyjne jest jedną z najprostszych i najczęściej stosowanych strategii, dzieli się głównie na wzmacnianie cząstkami sztywnymi i wzmacnianie cząstkami plastycznymi. Dodanie do matrycy proszków nie-metalicznych, takich jak TiC i SiC o wysokim module sprężystości, może znacznie poprawić-odporność na pękanie w wysokiej temperaturze ceramiki kompozytowej; wprowadzenie cząstek metalicznych, takich jak Cr i Ni, może rozproszyć energię poprzez mechanizmy takie jak odkształcenie plastyczne, mostkowanie pęknięć i ugięcie, poprawiając w ten sposób wytrzymałość materiału na zginanie. Ta optymalizacja mikrostruktury ma bezpośrednie znaczenie przewodnie dla poprawy niezawodności mechanicznej metalizowanych w wysokich temperaturach ceramicznych obudów przekaźników.

Hartowanie warstwowe inspirowane jest mikrostrukturą muszli w naturze. Konstruując wiele warstw materiałów o różnych modułach sprężystości i współczynnikach rozszerzalności liniowej w obrębie osnowy ceramicznej, można wewnętrznie utworzyć wiele słabych interfejsów prostopadłych do naprężeń. Pod wpływem obciążeń zewnętrznych propagacja pęknięć pomiędzy tymi słabymi powierzchniami styku wiąże się z powtarzającym się mostkowaniem i uginaniem, co znacznie zwiększa wrażliwość materiału na defekty. Zasada ta ma również zastosowanie przy projektowaniu złożonych osłon ceramicznych z tlenku glinu do samochodów elektrycznych, aby wytrzymać złożone wibracje i uderzenia podczas pracy pojazdu.

Technologia-samoutwardzania wykorzystuje-procesy kompozytowe in situ w celu wyhodowania ziaren w kształcie pręta-lub igieł-o dużych współczynnikach kształtu w matrycy. Metoda ta skutecznie eliminuje niezgodność fizykochemiczną pomiędzy fazą osnowy i fazą wzmacniającą, zapewniając stabilność termodynamiczną. W przypadku elementów konstrukcyjnych wymagających ekstremalnych parametrów, takich jak obudowy ceramiczne z tlenku glinu EV, technologia-samohartowania zapewnia, że ​​materiał zachowuje doskonałą ogólną wytrzymałość i odporność na pękanie w ekstremalnych warunkach.

Hartowanie mikropęknięć wykorzystuje niedopasowanie rozszerzalności cieplnej lub transformację fazową w celu wywołania mikropęknięć, rozpraszając i pochłaniając energię na końcu pęknięcia. W układzie Al2O3 wzmocnionym ZrO2-ze względu na różnicę współczynników rozszerzalności pomiędzy cząstkami a osnową, droga propagacji pęknięcia wymuszona jest wydłużeniem, co znacznie zwiększa odporność na pękanie. Mechanizm ten jest kluczem do wytworzenia wysokowydajnej ceramicznej obudowy przekaźnika EV z tlenku glinu, skutecznie zapobiegającej nagłemu, kruchemu pękaniu pod wysokim ciśnieniem.

Spośród wszystkich metod hartowania najskuteczniejsze jest hartowanie wąsów (włókna). Dodane zewnętrznie lub-wąsy wyhodowane in situ nie tylko dzielą obciążenie zewnętrzne, ale także rozpraszają dużą ilość energii zewnętrznej poprzez mostkowanie pęknięć, uginanie i-efekty wyciągania. Ta-wytrzymała konstrukcja konstrukcyjna doskonale spełnia rygorystyczne wymagania stawiane wysokonapięciowemu stycznikowi ceramicznemu prądu stałego z aluminiową obudową przekaźnika EV, zapewniając odporność na erozję łukową i zmęczenie mechaniczne.