Nếu nhận thức của bạn về gốm sứ vẫn giới hạn ở những cốc trà tinh tế và bình thô mỏng manh, hãy chuẩn bị để những giả định của bạn bị thách thức.Các vật liệu gốm, đặc biệt là nhôm2O3) đã nổi lên như là các thành phần không thể thiếu trong các ngành công nghiệp từ cấy ghép y sinh đến điện tử tiên tiến.trí tuệ thông thường đã từ lâu bị loại bỏ alumina gốm đến "mức trung bình của sức mạnh cơ học"Nhưng liệu đánh giá này có thực sự chính xác không?
Vật liệu gốm nhôm đã đạt được sự nổi bật của họ thông qua sự kết hợp của các đặc tính đặc biệt.vì chúng không gây ra phản ứng bất lợi khi tương tác với các hệ thống sinh họcKhông kém ấn tượng là sự ổn định hóa học của chúng, cho phép chống lại môi trường ăn mòn - một đặc điểm được đánh giá cao trong các ứng dụng chế biến hóa học.Trong khi các chỉ số truyền thống đặt độ bền cơ học của nhôm dưới gốm cao hiệu suất như silicon nitride (Si3N4, ~ 900 MPa), nó vượt trội đáng kể so với các vật liệu như kẽm oxit (ZnO, ~ 100 MPa).
Điểm chuẩn 450-550 MPa, thường bắt nguồn từ các thử nghiệm uốn cong bốn điểm tiêu chuẩn (4Pt), phản ánh các phép đo từ bột nhôm cao độ tinh khiết (ví dụ:TM-DAR) được chế biến bằng cách nghiền không áp suất ở mật độ tương đối > 99%Tuy nhiên, khoa học vật liệu từ đó đã phát triển các giải pháp tổng hợp: alumina cứng zirconia (ZTA), zirconia cứng alumina (ATZ),và silicon carbide (SiC) hợp chất ơi đẩy ranh giới sức mạnh về phía 1 gigapascal (GPa)Những đổi mới này tận dụng các gia cố giai đoạn thứ hai để tăng độ bền gãy, mặc dù với sự phức tạp và chi phí sản xuất tăng lên.
Điều thú vị hơn, nghiên cứu cho thấy các loại gốm nhôm nguyên khối có thể đạt được sức mạnh đáng chú ý thông qua chế biến tỉ mỉ."sự chuẩn bị của các cơ thể màu xanh lá cây và điều kiện ngâm ảnh hưởng sâu sắc đến tính chất cơ họcNguyên tắc này đã được xác nhận bằng thí nghiệm:
Những đột phá này dựa trên ba quá trình tối ưu hóa quan trọng:
1. Hình dạng cơ thể xanh:Các phương pháp truyền thống như ép khô mang lại các khiếm khuyết vi mô cấu trúc.các hình thức pre-sintered đồng nhất hơn bằng cách loại bỏ túi không khí và cải thiện việc đóng gói hạt.
2. Sintering tiến bộ:Công nghệ HIP áp dụng nhiệt đồng thời và áp suất đồng vị để đạt được mật độ gần như lý thuyết.trong khi bầu không khí được kiểm soát (điện chân không / giảm) giảm thiểu sự bay hơi oxit.
3- Độ tinh khiết của vật liệu:Bột nhôm lớp TM-DAR tinh khiết cao (≥ 99,99%) ngăn chặn sự ức chế tăng trưởng hạt do tạp chất, một điều kiện tiên quyết cho sự dày đặc tối ưu.
Trong khi dữ liệu hiện có cho thấy tiềm năng tiềm ẩn của alumina, việc xác nhận thống kê rộng hơn vẫn cần thiết. Hầu hết các nghiên cứu kiểm tra kích thước mẫu hạn chế.Nghiên cứu hiện tại nhằm mục đích thách thức hệ thống mô hình "sức mạnh vừa phải" thông qua thử nghiệm quy mô lớn, có khả năng tái phân loại nhôm trong số các loại gốm cao độ.
Các phương hướng phát triển trong tương lai bao gồm:
Một tổng hợp các yếu tố quan trọng:
Bằng cách tiếp tục tinh chỉnh các thông số này, đồ gốm nhôm có thể sớm vượt qua những hạn chế của chúng,mở ra các ứng dụng mới trong các thành phần cấu trúc và các hệ thống chống mài mòn.
