چگونه می‌توانیم بر شکنندگی ذاتی متالیزاسیون در مواد آلومینا با استفاده از روش‌های تقویت و سخت‌کننده غلبه کنیم؟

سخت شدن پراکندگی یکی از ساده ترین و پرکاربردترین استراتژی ها است که عمدتاً به تقویت ذرات صلب و تقویت ذرات انعطاف پذیر تقسیم می شود. افزودن پودرهای غیر فلزی مانند TiC و SiC با مدول الاستیک بالا به ماتریس می‌تواند به طور قابل‌توجهی چقرمگی شکست در دمای بالا سرامیک‌های کامپوزیتی را بهبود بخشد. در حالی که معرفی ذرات فلزی مانند کروم و نیکل می تواند انرژی را از طریق مکانیسم هایی مانند تغییر شکل پلاستیک، پل ترک و انحراف هدر دهد و در نتیجه استحکام خمشی مواد را بهبود بخشد. این بهینه سازی ریزساختار دارای اهمیت هدایت کننده مستقیم برای بهبود قابلیت اطمینان مکانیکی کیس های رله سرامیکی متالایزه شده با دمای بالا است.

سفت شدن لایه ای از ریزساختار صدف های دریایی در طبیعت الهام گرفته شده است. با ساخت چندین لایه از مواد با مدول‌های الاستیک مختلف و ضرایب انبساط خطی در ماتریس سرامیکی، می‌توان رابط‌های ضعیف متعدد عمود بر تنش را در داخل تشکیل داد. هنگامی که تحت بارهای خارجی قرار می گیرد، انتشار ترک بین این رابط های ضعیف شامل پل زدن و انحراف مکرر است که حساسیت مواد را به عیوب بسیار افزایش می دهد. این اصل همچنین برای طراحی پاکت‌های سرامیکی رله آلومینا برای خودروهای الکتریکی برای مقاومت در برابر ارتعاشات و ضربه‌های پیچیده در حین کارکرد وسیله نقلیه قابل اجرا است.

فناوری خود سفت شونده از فرآیندهای کامپوزیت درجا برای رشد دانه‌های میله‌ای-یا سوزنی{3}} با نسبت ابعاد بزرگ در ماتریس استفاده می‌کند. این روش به طور موثر ناسازگاری فیزیکوشیمیایی بین فاز ماتریس و فاز تقویت کننده را حذف می کند و ثبات ترمودینامیکی را تضمین می کند. برای اجزای ساختاری که نیاز به عملکرد فوق‌العاده دارند، مانند محفظه سرامیکی آلومینای EV، فناوری خود{6}}سخت‌شوندگی تضمین می‌کند که این ماده استحکام کلی عالی و مقاومت در برابر ترک را در شرایط شدید حفظ می‌کند.

سخت شدن میکروترک از عدم تطابق انبساط حرارتی یا تبدیل فاز برای ایجاد ریزترک ها، پراکندگی و جذب انرژی در نوک ترک استفاده می کند. در سیستم ZrO2-سخت شده Al2O3، به دلیل تفاوت در ضرایب انبساط بین ذرات و ماتریس، مسیر انتشار ترک مجبور به طولانی‌تر شدن می‌شود که به طور قابل توجهی مقاومت به شکست را افزایش می‌دهد. این مکانیزم برای ساخت محفظه رله سرامیکی EV آلومینا با کارایی بالا کلیدی است و به طور موثر از شکستگی شکننده ناگهانی تحت فشار بالا جلوگیری می کند.

در بین تمام روش های سخت کردن، سفت کردن ویسکر (الیاف) موثرترین است. سبیل‌های اضافه شده خارجی یا رشد یافته در محل، نه تنها بار خارجی را به اشتراک می‌گذارند، بلکه مقدار زیادی انرژی خارجی را از طریق پل زدن ترک، انحراف، و اثرات بیرون کشیدن- از بین می‌برند. این طراحی ساختاری با استحکام بالا، کاملاً الزامات سختگیرانه کنتاکتور سرامیکی سرامیکی مسکن رله EV رله ولتاژ بالا DC برای مقاومت در برابر فرسایش قوس الکتریکی و خستگی مکانیکی را برآورده می‌کند.