Keramikanın aşınmaya davamlılığına təsir edən amillər hansılardır?
Aşınmaya davamlı keramika materiallar-daşlama və cilalama materialları, aşınmaya davamlı örtüklər, boruların və ya avadanlıqların-daxili astarları və konstruksiya hissələri və s. sahələrində geniş istifadə olunur və onların aşınmaya davamlı xüsusiyyətləri-mexaniki avadanlıq və hissələrin təhlükəsiz istismar müddətini birbaşa müəyyən edir. Ümumi aşınmaya davamlı keramika materiallarına sirkoniya, alüminium oksidi, kub bor nitridi, silisium nitridi, bor karbid, silisium karbid və s. daxildir.
Daha yaxşı aşınma müqavimətinə malik aşınmaya davamlı keramika materialları- əldə etmək üçün bir çox alimlər keramika materiallarının aşınma mexanizmini və keramikanın aşınma müqavimətinə təsir edən amilləri tədqiq etmişlər. Ümumiyyətlə, keramikanın aşınma müqavimətinə iki amil təsir edir, biri materialın özünün quruluşu, digəri isə yük, temperatur və atmosfer kimi xarici amillərdir.
Keramikanın aşınma müqavimətinə mexaniki xassələrin təsiri
Keramika materiallarının aşınmaya davamlılıq xüsusiyyətinin-ilkin tədqiqatlarında belə hesab edilir ki, keramika materiallarının sərtliyi aşınma xüsusiyyəti ilə sıx bağlıdır. Sonradan məlum oldu ki, keramikaların sərtliyi ilə aşınması arasında əlaqə o qədər də aydın deyil. Məsələn, alüminium oksidi keramikasının sərtliyi TZP sirkoniya keramikasından daha yüksəkdir, lakin aşınma müqaviməti mütləq TZP keramikasından yüksək deyil.
Sərtlik taxıl sərhədinin bağlanma gücünü müəyyən dərəcədə əks etdirə bilsə də, aşınma nəhayət materialın aşınma səthindən qopması səbəbindən əmələ gəlir, buna görə də keramika materialının sərtliyi artıq aşınmanı ölçmək üçün proqnozlaşdırıcı göstərici kimi istifadə edilmir. Bəzi tədqiqatlar göstərir ki, sınıq möhkəmliyi və materialın sərtliyi yaxşılaşdıqda, keramikanın aşınma dərəcəsi tədricən azalır və aşınma müqaviməti daha yaxşıdır.
Mikrostrukturun keramikanın aşınma müqavimətinə təsiri
Ümumiyyətlə, materialların mikro strukturu çox vaxt materialların makroskopik xüsusiyyətlərinə böyük təsir göstərir. Keramika materialı taxıl və inter{1}}kristaldan ibarət sinterlənmiş gövdədir və onun mikro strukturu çox vaxt onun makroskopik xüsusiyyətlərini müəyyən edir. Bir çox tədqiqatlar göstərmişdir ki, keramika materiallarının aşınma müqaviməti taxılın ölçüsü, taxıl sərhədi fazasının tərkibi, taxıl sərhədində gərginliyin paylanması, məsamələr və digər mikrostrukturlarla çox bağlıdır.
Taxıl ölçüsü
Sənayedə metal materiallar taxılları təmizləyərək mexaniki xassələrini yaxşılaşdıra bilər ki, bu da incə dənəli möhkəmləndirmə adlanır. Əsas prinsip ondan ibarətdir ki, taxıl ölçüsü nə qədər kiçik olsa, taxıl sərhədinin sahəsi bir o qədər böyükdür və taxıl sərhədinin paylanması bir o qədər ziqzaqlıdır ki, bu da çatların böyümə yolunu effektiv şəkildə artıra bilər və dispers materialda gərginliyin konsentrasiyasına şərait yaradır. Müəyyən edilmişdir ki, taxıl zərifliyi keramika materiallarının aşınma müqavimətinə müəyyən təsir göstərir.
Məsaməlik
Məsaməlilik keramika xüsusiyyətlərinə çox mühüm təsir göstərir. Məsamə, gərginliyin konsentrasiyasına səbəb olacaq, çatlaqların genişlənməsini sürətləndirəcək və taxıllar arasında bağlanma gücünü azaldacaq, beləliklə, keramikanın mexaniki xüsusiyyətlərinə ciddi təsir göstərən bir qüsurun mövcudluğuna bərabərdir. Sürtünmənin təsiri altında məsamələr bir-biri ilə birləşərək materialın aşınmasını sürətləndirən çat mənbəyi əmələ gələ bilər.
Taxıl sərhədi fazası və kristallararası çirk
Keramika taxıllardan, taxıl sərhədi fazalarından və məsamələrdən ibarətdir. Sinterləmə prosesində keramikaya əlavə edilən bəzi aşqarlar və çirklər əsasən taxıl sərhədində “ikinci faza” və ya “şüşə faza” şəklində mövcuddur və onların mövcudluğu taxıllar arasında bağlanma gücünə təsir edəcəkdir. Keramika sürtünməsi və aşınması zamanı taxıl sərhədində asanlıqla çatlar yarana bilər. Taxıl sərhədlərinin aşağı yapışma gücü aşınma prosesi zamanı taxıl boyunca qırılmalara səbəb olacaq ki, bu da bütün taxılın qopmasına və ciddi aşınmaya səbəb olacaq.
Polikristal keramika əlavəsi adətən şüşə faza şəklində taxıl sərhədində mövcuddur. Sürtünmə prosesi zamanı yaranan yüksək temperatur şüşənin özlülüyünü azaldır və plastik deformasiyaya səbəb olur. Qonşu taxıl sərhədinin gərginliyi uyğun deyilsə, taxıl sərhədində çatlaqlara səbəb olacaq və ciddi aşınmaya səbəb olacaqdır.
Müvafiq miqdarda əlavələr taxıl sərhədində ikinci faza meydana gətirə bilərsə, bu, adətən materialın aşınma müqavimətinə faydalıdır. Məsələn, ZTA keramika olaraq da bilinən sirkoniya ilə bərkidilmiş alüminium keramika hazırlamaq üçün alüminium oksidinə sirkoniyanın əlavə edilməsi. T-ZrO2 stressinin səbəb olduğu kritik gərginliyin artması keramika materiallarının qırılma möhkəmliyinin və möhkəmliyinin yaxşılaşmasına şərait yaratdığından, sirkon və alüminium taxıl böyüməsini maneə törədə və aşınma müqavimətini daha da yaxşılaşdırmaq üçün mikro struktur baxımından mikro{4}}kristallaşmanın təsirinə nail ola bilər.
