સિરામિક્સના વસ્ત્રોના પ્રતિકારને પ્રભાવિત કરતા પરિબળો શું છે?
વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સિરામિક સામગ્રીનો વ્યાપકપણે ગ્રાઇન્ડીંગ અને પોલિશિંગ સામગ્રી, વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક કોટિંગ્સ, પાઈપો અથવા સાધનોના આંતરિક લાઇનિંગ અને માળખાના ભાગો વગેરેમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે અને તેમના વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક ગુણધર્મો યાંત્રિક સાધનો અને ભાગોની સલામત સેવા જીવનને સીધી રીતે નિર્ધારિત કરે છે. સામાન્ય વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સિરામિક સામગ્રીમાં ઝિર્કોનિયા, એલ્યુમિના, ક્યુબિક બોરોન નાઈટ્રાઈડ, સિલિકોન નાઈટ્રાઈડ, બોરોન કાર્બાઈડ, સિલિકોન કાર્બાઈડ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.
બહેતર વસ્ત્રો પ્રતિકાર સાથે વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સિરામિક સામગ્રી મેળવવા માટે, ઘણા વિદ્વાનોએ સિરામિક સામગ્રીના વસ્ત્રોની પદ્ધતિ અને સિરામિક્સના વસ્ત્રોના પ્રતિકારને પ્રભાવિત કરતા પરિબળોનો અભ્યાસ કર્યો છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, સિરામિક્સનો વસ્ત્રો પ્રતિકાર બે પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે, એક પોતે સામગ્રીનું માળખું છે, અને બીજું બાહ્ય પરિબળો છે જેમ કે ભાર, તાપમાન અને વાતાવરણ.
સિરામિક્સના વસ્ત્રોના પ્રતિકાર પર યાંત્રિક ગુણધર્મોની અસરો
સિરામિક સામગ્રીના વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક ગુણના પ્રારંભિક સંશોધનમાં, એવું માનવામાં આવે છે કે સિરામિક સામગ્રીની કઠિનતા વસ્ત્રોની મિલકત સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. પાછળથી જાણવા મળ્યું કે સિરામિક્સની કઠિનતા અને વસ્ત્રો વચ્ચેનો સંબંધ એટલો સ્પષ્ટ ન હતો. ઉદાહરણ તરીકે, એલ્યુમિના સિરામિક્સની કઠિનતા TZP ઝિર્કોનિયા સિરામિક્સ કરતાં વધારે છે, પરંતુ વસ્ત્રોનો પ્રતિકાર TZP સિરામિક્સ કરતાં વધુ હોવો જરૂરી નથી.
જોકે કઠિનતા અમુક હદ સુધી અનાજની સીમાની બંધન શક્તિને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે, વસ્ત્રોની સપાટીથી દૂર થતી સામગ્રીને કારણે વસ્ત્રો આખરે રચાય છે, તેથી સિરામિક સામગ્રીની કઠિનતા હવે વસ્ત્રોને માપવા માટે અનુમાનિત સૂચક તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતી નથી. કેટલાક અભ્યાસો દર્શાવે છે કે અસ્થિભંગની કઠિનતા અને સામગ્રીની કઠિનતાના સુધારણા સાથે, સિરામિક્સના વસ્ત્રોનો દર ધીમે ધીમે ઘટતો જાય છે, અને વસ્ત્રોનો પ્રતિકાર વધુ સારો થાય છે.
સિરામિક્સના વસ્ત્રોના પ્રતિકાર પર માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરની અસરો
સામાન્ય રીતે, સામગ્રીની માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર ઘણીવાર સામગ્રીના મેક્રોસ્કોપિક ગુણધર્મો પર મોટી અસર કરે છે. સિરામિક સામગ્રી એ અનાજ અને આંતર{1}}ક્રિસ્ટલનું બનેલું સિન્ટર્ડ બોડી છે, અને તેની માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર ઘણીવાર તેના મેક્રોસ્કોપિક ગુણધર્મોને નિર્ધારિત કરે છે. ઘણા અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે સિરામિક સામગ્રીનો વસ્ત્રો પ્રતિકાર અનાજના કદ, અનાજની સીમાના તબક્કાની રચના, અનાજની સીમા, છિદ્રો અને અન્ય માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ પરના તાણના વિતરણ સાથે ખૂબ જ સંબંધિત છે.
અનાજનું કદ
ઉદ્યોગમાં, ધાતુની સામગ્રી અનાજને શુદ્ધ કરીને તેમના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે, જેને ફાઇન ગ્રેઇન મજબૂતીકરણ કહેવામાં આવે છે. મુખ્ય સિદ્ધાંત એ છે કે અનાજનું કદ જેટલું નાનું છે, અનાજની સીમાનું ક્ષેત્રફળ જેટલું મોટું છે અને અનાજની સીમાનું વિતરણ વધુ ઝિગઝેગ છે, જે ક્રેક વૃદ્ધિના માર્ગને અસરકારક રીતે વધારી શકે છે અને વિખરાયેલી સામગ્રીમાં તણાવની સાંદ્રતા માટે અનુકૂળ છે. એવું જાણવા મળ્યું છે કે અનાજના શુદ્ધિકરણનો સિરામિક સામગ્રીના વસ્ત્રો પ્રતિકાર પર ચોક્કસ પ્રભાવ છે.
છિદ્રાળુતા
સિરામિક્સના ગુણધર્મો પર છિદ્રાળુતાની ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ અસર છે. છિદ્ર એક ખામીના અસ્તિત્વની સમકક્ષ છે, જે તાણ એકાગ્રતાનું કારણ બનશે, ક્રેકના વિસ્તરણને વેગ આપશે અને અનાજ વચ્ચેના જોડાણની શક્તિને ઘટાડે છે, આમ સિરામિક્સના યાંત્રિક ગુણધર્મોને ગંભીર અસર કરે છે. ઘર્ષણની ક્રિયા હેઠળ, છિદ્રો એકબીજા સાથે જોડાઈને ક્રેક સ્ત્રોત બનાવે છે, જે સામગ્રીના વસ્ત્રોને વેગ આપે છે.
અનાજની સીમાનો તબક્કો અને આંતરસ્ફટિકીય અશુદ્ધિ
સિરામિક્સ અનાજ, અનાજની સીમાના તબક્કાઓ અને છિદ્રોથી બનેલા હોય છે. સિન્ટરિંગની પ્રક્રિયામાં, સિરામિક્સમાં ઉમેરવામાં આવેલા કેટલાક ઉમેરણો અને અશુદ્ધિઓ મુખ્યત્વે અનાજની સીમા પર "બીજા તબક્કા" અથવા "કાચના તબક્કા" ના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને તેમનું અસ્તિત્વ અનાજ વચ્ચેના જોડાણની મજબૂતાઈને અસર કરશે. સિરામિક ઘર્ષણ અને વસ્ત્રો દરમિયાન, અનાજની સીમા પર સરળતાથી તિરાડો પડી શકે છે. અનાજની સીમાઓની નીચી બંધન શક્તિને કારણે વસ્ત્રો પ્રક્રિયા દરમિયાન અનાજની સાથે અસ્થિભંગ થશે, જે આખા અનાજને બહાર ખેંચી લેવાનું કારણ બનશે અને ગંભીર વસ્ત્રોનું કારણ બનશે.
પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિરામિક્સનું ઉમેરણ સામાન્ય રીતે કાચના તબક્કાના સ્વરૂપમાં અનાજની સીમા પર હાજર હોય છે. ઘર્ષણ પ્રક્રિયા દરમિયાન, પરિણામી ઉચ્ચ તાપમાન કાચની સ્નિગ્ધતા ઘટાડે છે, જે પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ તરફ દોરી જાય છે. જો સંલગ્ન અનાજની સીમાનો તાણ યોગ્ય ન હોય, તો તે અનાજની સીમામાં તિરાડનું કારણ બનશે અને ગંભીર ઘસારોનું કારણ બનશે.
જો યોગ્ય માત્રામાં ઉમેરણો અનાજની સીમા પર બીજા તબક્કાની રચના કરી શકે છે, તો તે સામાન્ય રીતે સામગ્રીના વસ્ત્રો પ્રતિકાર માટે ફાયદાકારક છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઝિર્કોનિયાને સખત એલ્યુમિના સિરામિક્સ બનાવવા માટે એલ્યુમિનામાં ઝિર્કોનિયા ઉમેરીને, જે ZTA સિરામિક્સ તરીકે પણ ઓળખાય છે. ટી
