เราจะเอาชนะความเปราะโดยธรรมชาติของการทำให้เป็นโลหะในวัสดุอลูมินาโดยใช้วิธีการเสริมความแข็งแกร่งและการทำให้แกร่งได้อย่างไร

การทำให้แข็งตัวในการกระจายตัวเป็นหนึ่งในกลยุทธ์ที่ง่ายที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด โดยส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นการเสริมความแข็งแกร่งของอนุภาคแข็งและการทำให้อนุภาคเหนียวมากขึ้น การเติมผงที่ไม่ใช่โลหะ- เช่น TiC และ SiC ที่มีโมดูลัสยืดหยุ่นสูงลงในเมทริกซ์สามารถปรับปรุงความเหนียวแตกหักที่อุณหภูมิสูง-ของเซรามิกคอมโพสิตได้อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่การแนะนำอนุภาคโลหะ เช่น Cr และ Ni สามารถกระจายพลังงานผ่านกลไกต่างๆ เช่น การเสียรูปของพลาสติก การเชื่อมรอยร้าว และการโก่งตัว ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความแข็งแรงดัดงอของวัสดุ การเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างจุลภาคนี้มีความสำคัญโดยตรงในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือทางกลของกล่องรีเลย์เซรามิกเคลือบโลหะอุณหภูมิสูง

การเสริมความแข็งแกร่งแบบหลายชั้นได้รับแรงบันดาลใจจากโครงสร้างจุลภาคของเปลือกหอยในธรรมชาติ ด้วยการสร้างวัสดุหลายชั้นด้วยโมดูลัสยืดหยุ่นที่แตกต่างกันและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นภายในเมทริกซ์เซรามิก อินเทอร์เฟซที่อ่อนแอจำนวนมากที่ตั้งฉากกับความเค้นสามารถเกิดขึ้นภายในได้ เมื่ออยู่ภายใต้แรงภายนอก การแพร่กระจายของรอยแตกร้าวระหว่างส่วนต่อประสานที่อ่อนแอเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเชื่อมและการโก่งตัวซ้ำ ๆ ซึ่งจะทำให้วัสดุมีความไวต่อข้อบกพร่องมากขึ้นอย่างมาก หลักการนี้ยังใช้ได้กับการออกแบบซองเซรามิกรีเลย์อลูมินาที่ซับซ้อนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเพื่อให้ทนทานต่อการสั่นสะเทือนและการกระแทกที่ซับซ้อนระหว่างการทำงานของยานพาหนะ

เทคโนโลยี-การเสริมความแข็งแกร่งด้วยตนเองใช้-กระบวนการคอมโพสิตในแหล่งกำเนิดเพื่อปลูก-เมล็ดพืชที่มีรูปทรงคล้ายแท่งหรือเข็ม-ที่มีอัตราส่วนกว้างยาวภายในเมทริกซ์ วิธีการนี้จะกำจัดความไม่เข้ากันทางเคมีกายภาพระหว่างเฟสเมทริกซ์และเฟสเสริมแรงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ สำหรับส่วนประกอบโครงสร้างที่ต้องการประสิทธิภาพขั้นสูงสุด เช่น โครงสร้างเซรามิกอลูมินา EV เทคโนโลยีการแกร่งตัวเอง-ทำให้มั่นใจได้ว่าวัสดุจะรักษาความแข็งแรงโดยรวมและความต้านทานการแตกร้าวได้ดีเยี่ยมภายใต้สภาวะที่รุนแรง

การเสริมความแข็งแกร่งของรอยแตกร้าวขนาดเล็กใช้การขยายตัวทางความร้อนที่ไม่ตรงกันหรือการเปลี่ยนเฟสเพื่อกระตุ้นให้เกิดรอยแตกขนาดเล็ก กระจายและดูดซับพลังงานที่ปลายรอยแตกร้าว ในระบบ Al2O3 ที่เสริมความแข็งแกร่งด้วย ZrO2- เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวระหว่างอนุภาคและเมทริกซ์ต่างกัน ทำให้เส้นทางการแพร่กระจายของรอยแตกถูกบังคับให้ยาวขึ้น ส่งผลให้ความต้านทานการแตกหักเพิ่มขึ้นอย่างมาก กลไกนี้เป็นกุญแจสำคัญในการผลิตตัวเรือนรีเลย์เซรามิกอลูมินา EV ประสิทธิภาพสูง ซึ่งป้องกันการแตกหักเปราะฉับพลันภายใต้แรงดันสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในบรรดาวิธีการเสริมความแข็งแกร่งทั้งหมด การเสริมความแข็งแกร่งด้วยวิสเกอร์ (ไฟเบอร์) เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด หนวดที่เพิ่มจากภายนอกหรือในแหล่งกำเนิด-ไม่เพียงแต่แบ่งปันภาระภายนอกเท่านั้น แต่ยังกระจายพลังงานภายนอกจำนวนมากผ่านการเชื่อมรอยร้าว การโก่งตัว และเอฟเฟกต์การดึงออก- การออกแบบโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง-นี้ตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของคอนแทคเตอร์เซรามิก DC แรงดันสูงที่หุ้มอะลูมินาเซรามิกของรีเลย์ EV เพื่อต้านทานการกัดเซาะของส่วนโค้งและความล้าทางกล