Rannsachadh agus Cleachdadh Thoraidhean Gainmhich Zirconia Ùr-ghnàthach
Nuair a thig e gu stuthan gnìomhachais, is dòcha gum bi mòran dhaoine cumanta den bheachd gu bheil an cuspair sgìth, ach tha grunn rudan iom-fhillte ann dha-rìribh.zirconia, mar eisimpleir. San àm a dh’fhalbh, is dòcha nach robh daoine den bheachd gum biodh e air a chleachdadh ach airson rudan mar sgeinean ceirmeag agus fiaclan-brèige, rudeigin cruaidh is gleansach. Ach dhaibhsan againn a tha an sàs ann an rannsachadh is leasachadh stuthan agus tagraidhean gnìomhachais, ’s e ionmhas a th’ ann. Tha na toraidhean gainmhich zirconia ùr-ghnàthach a tha air nochdadh anns na bliadhnachan mu dheireadh, gu sònraichte, air fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan mòra agus a’ tabhann chothroman tagraidh iongantach.
Tha cuimhne agam a bhith an làthair aig taisbeanadh gnìomhachais dà bhliadhna air ais agus a’ cabadaich le innleadair seann shaighdear a bha air a bhith ag obair ann an stuthan teas-dhìonach airson deicheadan. Bhuail e a shliasaid agus thuirt e, “Hey, a bhràthair, chan eil thu a’ tuigsinn! Tha gnìomhachas an leaghaidh a-nis a’ cur iarrtasan uabhasach àrd air stuthan! Tha an teòthachd a’ fàs nas àirde agus nas àirde, agus tha an àrainneachd a’ sìor fhàs cruaidh. Chan urrainn do stuthan traidiseanta dèiligeadh ris. Gabh zirconia, mar eisimpleir. Tha fios aig a h-uile duine gu bheil e math - a’ seasamh an aghaidh teòthachd àrd agus seasmhach gu ceimigeach. Ach tha gainmheach zirconia a chaidh a thoirt a-mach a’ cleachdadh phròiseasan traidiseanta an dàrna cuid gann ann an purrachd, droch aonfhoirmeachd gràinean, no neo-sheasmhachd. Tha e cuideachd uabhasach daor, ga dhèanamh duilich a chleachdadh. Gu tric, tha e coltach ri ‘tha an toil ann, chan eil an comas ann.’”
Bhuail e an t-ingne air a’ cheann. ’S e seo dìreach rùn tùsail ar rannsachaidh is leasachaidh ùr-ghnàthach air gainmheach zirconia—nach e gus faighinn thairis air na seann dhùbhlain seo a th’ ann?
Mar sin càite dìreach a tha ùr-ghnàthachadh? Leig dhomh mìneachadh.
An toiseach, feumaidh an “cridhe” atharrachadh. Bha duilgheadas aig zirconia roimhe: bha an structar criostail aige neo-sheasmhach. Nuair a bha an teòthachd ag atharrachadh, b’ urrainn dha “sabaid” a-staigh, a’ cruthachadh meanbh-sgàinidhean. Thar ùine, dh’fhàs an coileanadh nas miosa. Tha an dòigh-obrach ùr againn a’ toirt a-steach ath-sgrùdaidhean mòra ann an cruthachadh agus giullachd. Le bhith a’ toirt a-steach luchd-cobhsachaidh nas adhartaiche, leithid yttrium, còmhla ri sintering aig teòthachd fìor àrd agus dòighean pronnadh is seòrsachaidh nas sofaistigichte, tha sinn air an toradh iongantach seo a choileanadh: “zirconia air a chobhsachadh gu ìre.” Ann an dòigh eile, tha e coltach ri bhith a’ togail “cnàimhneach stàilinn” taobh a-staigh mìrean an zirconia, a’ dèanamh cinnteach gu bheil iad cruaidh nuair a bhios feum orra agus ductile nuair a bhios feum orra, eu-coltach ris an stuth brisg, furasta a mhilleadh san àm a dh’fhalbh. A bharrachd air an sin, tha purrachd a’ dol am meud gu cunbhalach, le ìrean neo-ghlainead air an cumail aig ìre gu math ìosal.
San dàrna àite, feumar aire a thoirt do choltas agus cumadh cuideachd. Bidh gainmheach zirconia ùr-ghnàthach a’ cur cuideam sònraichte air coltas - chan ann a-mhàin airson farpaisean bòidhchead, ach a thaobh morf-eòlas agus sgaoileadh meud nam mìrean. Bha na mìrean “garbh” ceàrnach, neo-chothromach roimhe seo nan tubaist airson tagraidhean mionaideach. A-nis, tro phròiseasan iom-fhillte leithid bleith jet adhair agus seòrsachadh ceudrifugach, is urrainn dhuinn meanbh-phùdar zirconia cha mhòr cruinn a dhèanamh le meudan mìrean gu math èideadh. Glac dòrlach agus tha e a’ faireachdainn mar am flùr as fheàrr, ach tha a chruas gu math àrd. Tha an aonachd seo a’ tabhann buannachdan mòra: ge bith an tèid a chleachdadh mar chòmhdach no mar sgrìobach, tha na toraidhean seasmhach agus èideadh, gun tagradh neo-chothromach.
Chan eil feum air bruidhinn mòr; feumar leasachadh a chur gu feum practaigeach. Tha na rudan ùr-ghnàthach seo.gainmheach zirconiatha iarrtas mòr orra a-nis ann an grunn raointean àrd-inbhe.
An toiseach agus gu cudromach, tha tilgeadh mionaideach deatamach, gu h-àraidh airson pàirtean superalloy iom-fhillte le ballachan tana leithid lannan einnseanan itealain agus lannan roth-uidheam gas. Bidh teòthachd an tilgeadh a’ ruighinn còrr air 1,000 ceum Celsius, a’ cur iarrtasan fìor àrd air stuth slige a’ mholltair. Bidh còtaichean-mullaich air an dèanamh leis a’ ghainmhich zirconia ùr seo a’ tabhann seasmhachd sàr-mhath agus co-èifeachd leudachaidh teirmeach co-ionnan. Bidh seo a’ leasachadh crìochnachadh uachdar nan tilgeadh gu mòr, a’ dèanamh uireasbhaidhean leithid togail gainmhich agus burrs cha mhòr do-fhaicsinneach, a’ lughdachadh cosgais crìochnachaidh às deidh sin gu mòr. Tha luchd-ciùird eòlach ag ràdh, “Le bhith a’ cleachdadh a’ ghainmhich ùir seo, tha an obair dha-rìribh iongantach!”
Is e tagradh eile àrd-inbhebleith agus snasadhFeumaidh glainne ar fònaichean-làimhe, lionsa a’ chamara, agus diofar wafers leth-chonnsachaidh uachdaran air leth rèidh; eadhon an sgrìob as lugha bidh e ag adhbhrachadh sgrìobadh. Tha micropùdar ocsaid sirconium ùr, leis a’ chruas àrd aige, meud gràinean èideadh, agus feartan ceimigeach is meacanaigeach sàr-mhath, na lionn snasail air leth èifeachdach. Tha an ìre toirt air falbh air a smachdachadh gu mionaideach, agus tha an aghaidh sgrìoban glè bheag, a’ coileanadh uachdar rèidh dha-rìribh aig ìre nanoscale no eadhon aig ìre atamach. Gu sìmplidh, tha scrion do fhòn a’ faireachdainn cho rèidh le taing dha.
Tha còmhdach bacaidh teirmeach ann cuideachd. Ciamar as urrainn do einnseanan aerospace agus roth-uidheaman gas seasamh an aghaidh teòthachd cho cruaidh? Tha prìomh phàirtean air an spraeadh le “seacaid inslithe teirmeach.” Is e ceirmeag stèidhichte air ocsaid sirconium aon de na prìomh stuthan a thathas a’ cleachdadh san t-seacaid seo. Is e gainmheach ùr-ghnàthach ocsaid sirconium, leis an aghaidh teòthachd àrd agus an seasmhachd ìre sàr-mhath aige, am prìomh stuth amh airson na pùdar còmhdaich àrd-ìre seo ullachadh, a tha ceangailte gu dìreach ri èifeachdas agus fad-beatha einnseanan.
A bharrachd air sin, gheibhear e ann an ceirmeag structarail airson àrainneachdan cruaidh, stuthan teas-dhìonach adhartach, agus eadhon bith-stuthan meidigeach. Tha na tagraidhean aige a’ leudachadh.
San àm ri teachd, tha mi a’ creidsinn gum bi an t-slighe airson gainmheach zirconia ùr-ghnàthach eadhon nas fharsainge. Leis na h-adhartasan luath ann an gnìomhachasan leithid photovoltaics, sliseagan leth-chonnsachaidh, agus aerospace, cha bhith na riatanasan coileanaidh airson stuthan ach a’ sìor fhàs nas dùbhlanaiche. Gun teagamh, thèid toraidhean gainmhich zirconia le feartan nas glaine, nas mìne, nas cunbhalaiche, agus coileanadh nas smachdail a leasachadh. Is dòcha aon latha, gun deàrrs e ann an raointean nach urrainn dhuinn eadhon smaoineachadh an-dràsta.
Mar sin, na dèanaibh dì-meas air na gràinean beaga gainmhich seo. Tha gliocas mòr annta agus faodaidh iad cumhachd a thoirt do ghnìomhachasan mòra. Tha luach ùr-ghnàthachaidh na laighe ann a bhith a’ leigeil ma sgaoil làn chomas stuth gus coinneachadh ri iarrtasan dùbhlanach ar linn.