Oxidation ResistanceFor the selecti

Oxidation Resistance
For the selection of ceramics in an oxidizing high-temperature environment and, as hard materials, for working or even simply contacting metals, the oxidation resistance is an important criterion. Unfortunately, the data reported in the literature about the oxidation velocity, in particular about the rate constant, are very unreliable and show a large scattering range. This fact can be explained by either the variations in microstructures or by the particular additives and dopants which may change the chemical behavior of the ceramics significantly. Furthermore, the characterization treatments are usually different and yield values that are not comparable. Accordingly, Figure 1.11 represents only tendencies of the oxidation resistance of various ceramics. The most insensitive materials are silicon compounds such as silicon borides, molybdenum disilicide (MoSi2), silicon carbide, and silicon nitride. These materials form a relatively dense silica layer on the surface exposed to air preventing oxygen diffusion to the bulk material beneath. The stability of this oxidation layer being proved efficient in laboratory experiments is, however, in question if it is exposed to aggressive atmospheres containing alkaline volatiles, exposed to alkaline solutions, or removed by abrasive or impact wear. In this case, the material is consumed by continuous oxidation and removal of the newly formed oxidation layer. Another example may show that the weight gain as a measure for oxidation resistance must be evaluated with great care. Boron carbide, (not presented in Figure 1.11) does not exhibit a significant weight gain or weight loss when exposed to air. In reality, the weight gain by the formation of boron oxide layers and the weight loss due to the evaporation of boron oxide balance each other causing the recorded weight to remain almost constant up to 1000 °C until all the boron carbide is transformed to boron oxide. Transition metal borides and carbides undergo severe oxidation during the very first time of exposure followed by more or less parabolic time dependence.

Figure 1.11.
Time dependent oxidation behavior of non-oxides exposed at 1000 °c to air
Figure options
Chemical Reactivity
In order to minimize chemical wear at higher temperatures, reactions between materials in contact with each other and work material must be generally excluded or at least run very slowly. This means that the materials are in a thermodynamic equilibrium throughout the expected temperature range or both materials possess a very low enthalpy of formation which is a measure of the stability of compounds. In Figure 1.12, the enthalpy of formation of some more important structural materials are shown. Accordingly, zirconia and alumina are the most stable compounds followed by titanium nitride, titanium carbide, silicon nitride when compared with hard metals: WC and Co which, as an element, has a zero enthalpy of formation by definition. According to this “figure of merit”, the hard metals are less suited for a series of applications due to their high chemical wear. If the enthalpy of formation of the contact materials are known, chemical reactions can be predicted by thermodynamic calculations. Many phase diagrams have already been assessed by experimental investigations together with computer-aided thermodynamic modeling. As an example, in Figure 1.13 the ternary system B-C-Fe is presented. The dashed line shows the considered contact between a boron carbide-based cutting tool during machining steel or a comparable wear-resistant boron carbide coating a steel. This line crosses more then six multicomponent equilibria involving iron borides and iron carbides. This means that boron carbide is not stable together with iron even below 1000 °C but decomposes to form FeB + C, FeB + Fe3C + C, or other borides being rich in iron. From the same phase diagram, it can be predicted that diamond grinding grits are partially dissolved in the iron work material forming cementite if the concentration of carbon gets high enough. This is a well-known problem from drilling steel-reinforced concrete with diamond tools.

Figure 1.12.
Enthalpy of formation of various hard materials
Figure options

Figure 1.13.
Isothermal section of the B-C-Fe system; the dashed line represents the contact between boron carbide and steel
Figure options
Alumina ceramics, silicon nitride, titanium nitride, and titanium carbide react minimally with steel whereas zirconia may undergo strong chemical wear during sliding contact in spite of its high chemical stability. This is because zirconia is an excellent oxygen ion conductor and suffers therefore from a rapid oxygen transfer to the steel, i.e., zirconia is reduced and iron is oxidized. This reaction may continue to a certain critical oxygen deficiency above which zirconia degrades and forms metallic zirconium. An additional risk for cutting steel with zirconia is the adhesive interaction with manganese sulfide which may result in a build-up of the cutting edges. In contact with metals under nitrogen atmosphere, zirconia may accommodate N instead of O in the crystal lattice and therefore change its transformation behavior.
Thermal Shock Resistance
The resistance against thermal shock describes the tolerance of a material against temperature-induced stresses in the microstructure. Both the isotropy of the thermal expansion of non-cubic crystalline phases as well as the variation of thermal expansion between different phases may give rise to a stress accumulation if the material is loaded with temperature gradients. The critical parameter for thermal shock is usually given as temperature difference ΔTC by which a material can be quenched without significant mechanical damage, e.g., decrease of fracture strength σc For some materials, so-called R-factors are available which give figures of merits for ranking the particular materials for certain applications. The R-factors involve elastic properties like Young’s modulus (E) Poisson ratio (v), the thermal expansion coefficient (a), the thermal conductivity (λ), and the fracture toughness (K1c). The R-factors can be calculated according to the following equations:
equation(1.2)

Turn MathJaxon

equation(1.3)

Turn MathJaxon

equation(1.4)

Turn MathJaxon

Since most of the parameters are microstructure-dependent, they are more or less the critical values for ranking. The critical temperature difference ΔTC is measured by quenching experiments using bending bars and subsequent testing of the fracture strength. In this case, additional information is given by the residual fracture strength σr even if ΔTC is exceeded. The resistance against thermal shock is higher the larger the R-factors have been calculated or the higher the temperature difference is tolerated without decrease of strength. Table 1.4 shows calculated R-values for a series of ceramics and hard materials; this yields evidence that diamond is again the best material if the thermal conductivity is considered. As described before, fracture strength and toughness of diamond or related superhard materials are not adequately known, so these figures of merit give only a tendency. Metallically-behaving, hard materials like transition metal borides and carbides have a comparatively poor figure of merit due to their high thermal expansion and in spite of their high thermal conductivity.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ต้านทานการออกซิเดชันสำหรับการเลือกเครื่องเคลือบในอุณหภูมิสูงเติมออกซิเจน และ เป็นวัสดุแข็ง ทำงานหรือแม้แต่เพียงแค่ติดต่อโลหะ ต้านออกซิเดชันเป็นเกณฑ์สำคัญ อับ ข้อมูลรายงานในวรรณคดีเกี่ยวกับความเร็วการออกซิเดชัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เกี่ยวกับค่าคงอัตรา มีไม่มาก และแสดงช่วง scattering ขนาดใหญ่ สามารถอธิบายข้อเท็จจริงนี้ โดยรูปแบบใดใน microstructures หรือสารเฉพาะและ dopants ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของเซรามิกส์เคมีอย่างมาก นอกจากนี้ การรักษาจำแนกมักจะแตกต่างกัน และค่าที่ไม่สามารถเปรียบเทียบผลตอบแทน ตาม รูป 1.11 แสดงถึงแนวโน้มเฉพาะต้านออกซิเดชันของเครื่องเคลือบต่าง ๆ วัสดุสุดซ้อนคือ สารประกอบซิลิคอน เช่นซิลิคอน borides โมลิบดีนัม disilicide (MoSi2), ซิลิคอน silicon nitride วัสดุเหล่านี้ฟอร์มชั้นซิลิก้าค่อนข้างหนาแน่นบนพื้นผิวที่สัมผัสกับอากาศที่ป้องกันออกซิเจนแพร่การวัสดุจำนวนมากใต้ เสถียรภาพของชั้นการออกซิเดชันนี้กำลังพิสูจน์ประสิทธิภาพในห้องปฏิบัติการทดลองไม่ อย่างไรก็ตาม ถ้าจะสัมผัสกับบรรยากาศก้าวร้าวประกอบด้วยด่าง volatiles สัมผัสกับด่างโซลูชั่น หรือเอาออก โดยใส่ทรายหรือผลกระทบ ในกรณีนี้ มีใช้วัสดุเกิดออกซิเดชันอย่างต่อเนื่องและเอาของชั้นการเกิดออกซิเดชันที่มีรูปแบบใหม่ อีกตัวอย่างหนึ่งอาจแสดงว่า ต้องประเมินน้ำหนักเป็นตัววัดความต้านทานการออกซิเดชันกับดูแลที่ดี คาร์ไบด์โบรอน, (ไม่แสดงในรูปที่ 1.11) ไม่แสดงน้ำหนักที่สำคัญหรือการสูญเสียน้ำหนักเมื่อสัมผัสกับอากาศ ในความเป็นจริง น้ำหนัก โดยการก่อตัวของชั้นออกไซด์โบรอนและการสูญเสียน้ำหนักเนื่องจากการระเหยของโบรอนออกไซด์อื่น ๆ ทำให้เกิดน้ำหนักบันทึกคงเกือบขึ้นถึง 1000 ° C จนกว่าจะมีแปลงการโบรอนออกไซด์คาร์ไบด์โบรอนรับ โลหะทรานซิชัน borides และ carbides รับออกซิเดชันอย่างรุนแรงในช่วงแรกของการสัมผัสตามพึ่งพาเวลามากกว่า หรือน้อยกว่าจาน รูปที่ 1.11 เวลาเกิดออกซิเดชันขึ้นกับลักษณะการทำงานของออกไซด์ไม่สัมผัสที่ 1000 ° c อากาศตัวเลือกรูปเกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อลดการสึกหรอเคมีที่อุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาระหว่างวัสดุกับแต่ละอื่น ๆ และวัสดุทำงานต้องถูกแยกออกโดยทั่วไป หรือน้อย ทำงานช้ามาก หมายความ ว่า วัสดุอยู่ในสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ตลอดอุณหภูมิคาด หรือวัสดุทั้งสองมีความร้อนแฝงที่น้อยมากของผู้แต่งซึ่งเป็นการวัดความเสถียรของสารประกอบ ในรูปที่ 1.12 ความร้อนแฝงของการก่อตัวของวัสดุโครงสร้างบางสิ่งที่สำคัญที่จะแสดงขึ้น ตาม zirconia และอลูมินาเป็นสารมีเสถียรภาพมากที่สุดตาม ด้วยไทเทเนียม nitride ไททาเนียมคาร์ไบด์ silicon nitride เมื่อเทียบกับโลหะหนัก: สุขา และ Co ซึ่ง เป็นองค์ประกอบ การความร้อนแฝงเป็นศูนย์ของผู้แต่งโดยมีคำจำกัดความ ตามนี้ "รูปบุญ" โลหะหนักมีน้อยเหมาะสำหรับใช้งานเนื่องจากเครื่องแต่งกายเคมีของพวกเขาสูง ถ้าทราบว่าความร้อนแฝงของการก่อตัวของวัสดุที่ติดต่อ สามารถทำนายปฏิกิริยาเคมี โดยคำนวณทางอุณหพลศาสตร์ มีการประเมินหลายเฟสไดอะแกรม โดยทดลองตรวจสอบร่วมกับการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยจำลองขอบ เป็นตัวอย่าง ในรูป 1.13 ระบบสาม B-C-Fe มีการนำเสนอ เส้นประแสดงติดต่อพิจารณาระหว่างเครื่องมือตัดคาร์ไบด์โบรอนอยู่ในระหว่างการตัดเฉือนเหล็กหรือการเทียบเคียงสวมทนโบรอนคาร์ไบด์เคลือบเหล็ก บรรทัดนี้ข้ามเพิ่มเติมแล้วหก multicomponent equilibria borides เหล็กและเหล็ก carbides หมายความ ว่า คาร์ไบด์โบรอนไม่มั่นคงกับเหล็กด้านล่าง 1000 ° C แม้ แต่ decomposes แบบฟอร์มก.พ. + C, FeB + Fe3C + C หรือ borides อื่น ๆ อุดมไปด้วยเหล็ก จากแผนภาพเฟสเดียว จึงสามารถจะคาดการณ์ว่า ไดมอนด์บด grits มีบางส่วนละลายในวัสดุงานเหล็กขึ้นรูป cementite ถ้าความเข้มข้นของคาร์บอนสูงพอ นี่คือปัญหารู้จักจากเจาะคอนกรีตเสริมเหล็ก ด้วยเครื่องมือเพชร รูป 1.12 การ ความร้อนแฝงของการก่อตัวของวัสดุต่าง ๆ ยากตัวเลือกรูป รูปที่ 1.13 การ ส่วนระบบ B-C-Fe; isothermal เส้นประแสดงการติดต่อระหว่างโบรอนคาร์ไบด์และเหล็กตัวเลือกรูปอลูมินาเซรามิกส์ silicon nitride ไทเทเนียม nitride และไททาเนียมคาร์ไบด์ทำปฏิกิริยาผ่ากับเหล็กขณะ zirconia อาจรับเครื่องแต่งกายเคมีแข็งแรงระหว่างเลื่อนติดต่อแม้ความเสถียรภาพทางเคมีสูง ทั้งนี้เนื่องจากมีการนำไอออนออกซิเจนดี zirconia และ suffers ดังนั้นจากการโอนย้ายออกซิเจนอย่างรวดเร็วกับเหล็ก เช่น zirconia จะลดลง และถูกออกซิไดซ์เหล็ก ปฏิกิริยานี้อาจยังมีบางอย่างออกซิเจนสำคัญขาดข้าง zirconia ที่เสื่อม และแบบโลหะเซอร์โคเนียม มีความเสี่ยงเพิ่มเติมสำหรับตัดเหล็กกับ zirconia เป็นโต้ตอบกาวกับแมงกานีสซัลไฟด์ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดขอบตัด กับโลหะภายใต้บรรยากาศไนโตรเจน zirconia อาจรองรับ N แทน O ในโครงตาข่ายประกอบคริสตัลจึง เปลี่ยนลักษณะการทำงานของการเปลี่ยนแปลงได้ต้านทานความร้อนช็อกต้านทานกับความร้อนไล่อธิบายเผื่อวัสดุเทียบกับอุณหภูมิทำให้เกิดความเครียดในการต่อโครงสร้างจุลภาค ทั้ง isotropy ขยายระยะผลึกลูกบาศก์ไม่เป็นรูปแบบของการขยายตัวระหว่างระยะแตกต่างกันอาจให้สูงขึ้นเพื่อสะสมความเครียดถ้าวัสดุถูกโหลด ด้วยการไล่ระดับสีอุณหภูมิ พารามิเตอร์ที่สำคัญการไล่ความร้อนมักจะกำหนดเป็น ΔTC ความแตกต่างอุณหภูมิที่วัสดุสามารถถูก quenched โดยความเสียหายทางกลสำคัญ เช่น ลดของ σc แรงทำให้วัสดุบาง R-ปัจจัยที่เรียกว่ามีที่ให้ตัวเลขบุญสำหรับจัดอันดับวัสดุเฉพาะสำหรับโปรแกรมประยุกต์ R-ปัจจัยเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติยืดหยุ่นเช่นอัตราส่วนของปัวซองโมดูลัส (E) ของหนุ่มสาว (v), การขยายความร้อนสัมประสิทธิ์ (a), (λ) การนำความร้อน และนึ่งทำ (K1c) R-ปัจจัยสามารถคำนวณได้ตามสมการต่อไปนี้:equation(1.2) เปิด MathJaxon equation(1.3) เปิด MathJaxon equation(1.4) เปิด MathJaxon เนื่องจากส่วนใหญ่ของพารามิเตอร์จะขึ้นอยู่กับการต่อโครงสร้างจุลภาค จะน้อยค่าวิกฤตสำหรับการจัดอันดับ ΔTC ความแตกต่างสำคัญอุณหภูมิได้ โดยการชุบด้วยทดลองใช้ดัดแถบวัด และภายหลังการทดสอบความแข็งแรงของกระดูก ในกรณีนี้ ข้อมูลเพิ่มเติมถูกกำหนด โดย σr แรงทำให้ส่วนที่เหลือถ้าเกิน ΔTC ต้านทานกับช็อคร้อนจะสูงใหญ่มาก R-ปัจจัยมีการคำนวณ หรือความแตกต่างอุณหภูมิสูงเป็นอภัยโทษโดยไม่ลดความแข็งแรง ตาราง 1.4 แสดง R คำนวณค่าของเซรามิกส์และวัสดุหนัก นี้ทำให้หลักฐานที่ว่า เพชรเป็นอีกวัสดุที่ดีหากพิจารณาการนำความร้อน เป็นกระดูกอธิบายก่อน ความแข็งแรงและนึ่งของเพชรหรือวัสดุ superhard ที่เกี่ยวข้องไม่เพียงพอทราบว่า ดังนั้นตัวเลขเหล่านี้บุญให้เท่าแนวโน้ม สังเกต metallically หนักวัสดุเช่นโลหะทรานซิชัน borides และ carbides ได้รูปดีดีอย่างหนึ่งของบุญเนื่อง จากการขยายตัวสูง และแม้ ว่าการนำความร้อนสูง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ออกซิเดชันต้านทาน
สำหรับการเลือกของเซรามิกในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงออกซิไดซ์และเป็นวัสดุที่ยากสำหรับการทำงานหรือแม้กระทั่งเพียงแค่ติดต่อโลหะต้านทานการเกิดออกซิเดชันเป็นเกณฑ์ที่สำคัญ แต่น่าเสียดายที่ข้อมูลที่รายงานในวรรณคดีเกี่ยวกับความเร็วของการเกิดออกซิเดชันโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับการคงอัตราที่ไม่น่าเชื่อถือมากและแสดงให้เห็นช่วงกระเจิงขนาดใหญ่ ความจริงเรื่องนี้สามารถอธิบายได้ด้วยรูปแบบทั้งในจุลภาคหรือสารเติมแต่งและโดยเฉพาะอย่างยิ่งสารเจือซึ่งอาจมีการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมทางเคมีของเซรามิกส์อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้การรักษามักจะมีลักษณะที่แตกต่างกันและค่านิยมที่มีอัตราผลตอบแทนเทียบไม่ได้ ดังนั้นรูปที่ 1.11 แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มของความต้านทานเพียงการเกิดออกซิเดชันของเซรามิกส์ต่างๆ วัสดุที่ตายส่วนใหญ่เป็นสารซิลิกอนเช่นซิลิกอน borides โมลิบดีนัม disilicide (MoSi2) ซิลิกอนคาร์ไบด์และซิลิกอนไนไตรด์ วัสดุเหล่านี้ในรูปแบบชั้นซิลิกาค่อนข้างหนาแน่นบนพื้นผิวที่สัมผัสกับอากาศการป้องกันการแพร่กระจายออกซิเจนไปยังกลุ่มวัสดุใต้ ความมั่นคงของการเกิดออกซิเดชันชั้นนี้ถูกพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการทดลองในห้องปฏิบัติการคืออย่างไรในคำถามหากมีการสัมผัสกับบรรยากาศในเชิงรุกที่มีสารระเหยอัลคาไลน์สัมผัสกับโซลูชั่นอัลคาไลน์หรือลบออกโดยการสึกหรือผลกระทบ ในกรณีนี้วัสดุที่มีการบริโภคอย่างต่อเนื่องโดยการเกิดออกซิเดชันและการกำจัดของชั้นออกซิเดชันที่จัดตั้งขึ้นใหม่ อีกตัวอย่างหนึ่งอาจแสดงให้เห็นว่าน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นเป็นตัวชี้วัดความต้านทานการเกิดออกซิเดชันจะต้องได้รับการประเมินที่มีการดูแลที่ดี คาร์ไบด์โบรอน (ไม่ได้นำเสนอในรูปที่ 1.11) ไม่แสดงน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหรือการสูญเสียน้ำหนักเมื่อสัมผัสกับอากาศ ในความเป็นจริงการเพิ่มน้ำหนักโดยการก่อตัวของชั้นโบรอนออกไซด์และการสูญเสียน้ำหนักเนื่องจากการระเหยของความสมดุลออกไซด์โบรอนแต่ละอื่น ๆ ที่ก่อให้เกิดน้ำหนักที่บันทึกไว้จะยังคงอยู่เกือบตลอดถึง 1000 องศาเซลเซียสจนโบรอนคาร์ไบด์จะเปลี่ยนโบรอนออกไซด์ . การเปลี่ยนโลหะ borides และคาร์ไบด์ได้รับการออกซิเดชั่อย่างรุนแรงในระหว่างการเป็นครั้งแรกของการเปิดรับตามมาด้วยการพึ่งพาอาศัยเวลาเป็นรูปโค้งมากหรือน้อย. รูปที่ 1.11. เวลาขึ้นอยู่กับพฤติกรรมการเกิดออกซิเดชันของออกไซด์ซึ่งไม่ถูกเปิดเผยที่ 1000 ° C ถึงอากาศรูปที่ตัวเลือกการเกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อลด สวมใส่สารเคมีที่อุณหภูมิสูงปฏิกิริยาระหว่างวัสดุในการติดต่อกับแต่ละอื่น ๆ และวัสดุที่ทำงานจะต้องได้รับการยกเว้นโดยทั่วไปหรือที่ทำงานน้อยช้ามาก ซึ่งหมายความว่าวัสดุที่อยู่ในสมดุลความร้อนตลอดช่วงอุณหภูมิที่คาดหวังหรือวัสดุที่มีทั้งเอนทัลปีที่ต่ำมากของการก่อตัวซึ่งเป็นตัวชี้วัดของความมั่นคงของสาร ในรูปที่ 1.12, เอนทัลปีของการก่อตัวของวัสดุโครงสร้างที่สำคัญมากขึ้นมีการแสดง ดังนั้นเซอร์โคเนียและอลูมิเนียมเป็นสารที่มีเสถียรภาพมากที่สุดตามด้วยไนไตรด์ไทเทเนียมคาร์ไบด์ไททาเนียมซิลิคอนไนไตรด์เมื่อเทียบกับโลหะหนัก: ห้องสุขาและผู้ร่วมซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีศูนย์เอนทัลปีของการพัฒนาโดยความหมาย ตามนี้ "ร่างของบุญ" โลหะหนักมีความเหมาะสมน้อยสำหรับชุดของการใช้งานเนื่องจากการสึกหรอของสารเคมีที่สูงของพวกเขา ถ้าเอนทัลปีของการก่อตัวของวัสดุที่ติดต่อเป็นที่รู้จักกันเกิดปฏิกิริยาทางเคมีสามารถทำนายได้จากการคำนวณทางอุณหพลศาสตร์ แผนภาพเฟสหลายคนที่ได้รับการประเมินโดยการตรวจสอบการทดลองร่วมกับการสร้างแบบจำลองทางอุณหพลศาสตร์คอมพิวเตอร์ช่วย ตัวอย่างเช่นในรูปที่ 1.13 ระบบ ternary BC-FE จะนำเสนอ เส้นประแสดงให้เห็นถึงการพิจารณาการติดต่อระหว่างเครื่องมือตัดคาร์ไบด์ที่ใช้ในช่วงโบรอนเหล็กเครื่องจักรกลหรือโบรอนทนต่อการสึกหรอเปรียบคาร์ไบด์เคลือบเหล็ก บรรทัดนี้ข้ามมากขึ้นแล้วหกสมดุลหลายองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับ borides เหล็กและเหล็กคาร์ไบด์ ซึ่งหมายความว่าคาร์ไบด์โบรอนไม่มั่นคงร่วมกับเหล็กแม้ด้านล่าง 1,000 ° C แต่สลายตัวในรูปแบบ ก.พ. + C + ก.พ. Fe3C + C หรือ borides อีกคนที่อุดมไปด้วยธาตุเหล็ก จากแผนภาพเฟสเดียวกันก็สามารถคาดการณ์ได้ว่าเพชรบดปลายข้าวละลายบางส่วนในการทำงานวัสดุเหล็กขึ้นรูป cementite ถ้าความเข้มข้นของคาร์บอนที่ได้รับสูงพอ ปัญหานี้เป็นปัญหาที่รู้จักกันดีจากเหล็กเสริมคอนกรีตที่มีการขุดเจาะเครื่องมือเพชร. รูปที่ 1.12. เอนทัลปีของการก่อตัวของวัสดุแข็งต่างๆตัวเลือกรูปที่รูปที่ 1.13. isothermal ส่วนของระบบ BC-เฟ; เส้นประแสดงถึงการติดต่อระหว่างคาร์ไบด์โบรอนและเหล็กรูปตัวเลือกเซรามิกอลูมิไนไตรด์ซิลิกอนไนไตรด์ไทเทเนียมและไทเทเนียมคาร์ไบด์ตอบสนองน้อยที่สุดด้วยสแตนเซอร์โคเนียในขณะที่อาจได้รับการสวมใส่สารเคมีที่แข็งแกร่งในช่วงเลื่อนการติดต่อในทั้งๆที่มีเสถียรภาพทางเคมีสูง นี้เป็นเพราะเซอร์โคเนียเป็นตัวนำออกซิเจนไอออนที่ดีและได้รับความทุกข์ดังนั้นจากการถ่ายโอนออกซิเจนอย่างรวดเร็วกับเหล็กเช่นเซอร์โคเนียจะลดลงและเหล็กออกซิไดซ์ ปฏิกิริยานี้อาจจะยังคงการขาดออกซิเจนที่สำคัญบางอย่างข้างต้นซึ่ง Zirconia degrades และรูปแบบโลหะเซอร์โคเนียม ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นสำหรับการตัดเหล็กที่มีเซอร์โคเนียเป็นกาวปฏิสัมพันธ์กับซัลไฟด์แมงกานีสซึ่งอาจส่งผลในการสร้างขึ้นจากขอบตัด เมื่อสัมผัสกับโลหะภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนเซอร์โคเนียอาจรองรับไม่มีข้อความแทนของ O ในผลึกตาข่ายและดังนั้นจึงเปลี่ยนพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงของ. ช็อกความต้านทานความร้อนความต้านทานต่อการช็อกความร้อนอธิบายความอดทนของวัสดุกับความเครียดอุณหภูมิที่เกิดขึ้นในจุลภาค ทั้ง isotropy ของการขยายตัวทางความร้อนของผลึกขั้นตอนที่ไม่ลูกบาศก์เช่นเดียวกับรูปแบบของการขยายตัวทางความร้อนระหว่างขั้นตอนที่แตกต่างกันอาจจะก่อให้เกิดการสะสมความเครียดถ้าวัสดุที่จะเต็มไปด้วยการไล่ระดับสีอุณหภูมิ พารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการช็อกความร้อนจะได้รับมักจะเป็นความแตกต่างของอุณหภูมิΔTCโดยที่วัสดุที่สามารถดับโดยไม่มีความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญทางกลเช่นการลดลงของความแข็งแรงแตกหักσcสำหรับวัสดุบางอย่างที่เรียกว่า R-ปัจจัยที่มีความสามารถที่จะให้ตัวเลขของประโยชน์สำหรับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการจัดอันดับวัสดุสำหรับการใช้งานบางอย่าง R-ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติยืดหยุ่นเช่นโมดูลัสของยัง (E) อัตราส่วนปัวซอง (V) สัมประสิทธิ์การขยายตัวร้อน () การนำความร้อน (λ) และแตกหัก (K1c) R-ปัจจัยที่สามารถคำนวณได้ตามสมการต่อไปนี้: สมการ (1.2) เปิด MathJaxon สมการ (1.3) เปิด MathJaxon สมการ (1.4) เปิด MathJaxon เนื่องจากส่วนใหญ่ของพารามิเตอร์ที่มีจุลภาคขึ้นอยู่กับพวกเขาจะมากหรือน้อยกว่าค่าที่สำคัญสำหรับ การจัดอันดับ ความแตกต่างที่สำคัญΔTCอุณหภูมิวัดได้จากการทดลองใช้ดับบาร์ดัดและการทดสอบความแข็งแรงที่ตามมาของการแตกหัก ในกรณีนี้ข้อมูลเพิ่มเติมจะได้รับจากความแข็งแรงของกระดูกหักที่เหลือσrแม้ว่าΔTCเกิน ความต้านทานต่อการช็อกความร้อนสูงที่มีขนาดใหญ่ R-ปัจจัยได้รับการคำนวณหรือแตกต่างของอุณหภูมิที่สูงขึ้นเป็นที่ยอมรับโดยไม่มีการลดลงของความแข็งแรง ตารางที่ 1.4 แสดงให้เห็นว่า R-คำนวณค่าสำหรับชุดของเซรามิกและวัสดุแข็ง; อัตราผลตอบแทนนี้หลักฐานที่แสดงว่าเพชรเป็นอีกครั้งที่วัสดุที่ดีที่สุดถ้าการนำความร้อนที่เป็นที่ยอมรับว่า ตามที่อธิบายไว้ก่อนที่จะมีความแข็งแรงและความทนทานแตกหักของเพชรหรือที่เกี่ยวข้องกับวัสดุ superhard จะไม่เป็นที่รู้จักอย่างเพียงพอเพื่อให้ตัวเลขเหล่านี้บุญให้เพียงแนวโน้ม Metallically-พฤติกรรมวัสดุแข็งเช่นการเปลี่ยนแปลง borides โลหะและคาร์ไบด์มีตัวเลขที่ไม่ดีเมื่อเทียบกับบุญเกิดจากการขยายตัวของความร้อนสูงและทั้งๆที่มีค่าการนำความร้อนของพวกเขาสูง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การต้านทาน
สำหรับการเลือกเซรามิกในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงและออกซิไดซ์ เป็นวัสดุแข็ง เพื่อทำงาน หรือแม้แต่เพียงการติดต่อโลหะ ต้านทานออกซิเดชันเป็นเกณฑ์สำคัญ ขออภัย ข้อมูลที่รายงานในวรรณกรรมเกี่ยวกับปฏิกิริยาความเร็ว โดยเฉพาะเรื่องอัตราคงที่ , มั่นคงมาก และแสดงขนาดใหญ่กระจายช่วงข้อเท็จจริงนี้สามารถอธิบายได้โดยการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างจุลภาคหรือปรุงแต่งโดยเฉพาะและคุณภาพซึ่งอาจเปลี่ยนพฤติกรรมทางเคมีของเซรามิกส์ อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ การรักษามักจะแตกต่างกันและค่าผลผลิตที่ไม่เทียบเท่า ตามรูปที่ 1.11 เป็นเพียงแนวโน้มของการต้านทานของเซรามิกต่าง ๆวัสดุตายส่วนใหญ่เป็นสารประกอบ เช่น ซิลิคอน ซิลิคอน borides โมลิบดีนัม disilicide ( MoSi2 ) , ซิลิคอน , ซิลิคอนไนไตรด์ . วัสดุเหล่านี้รูปแบบค่อนข้างหนาแน่นซิลิกาเลเยอร์บนพื้นผิวสัมผัสกับอากาศป้องกันการแพร่กระจายออกซิเจนไปเป็นกลุ่มวัสดุใต้ เสถียรภาพออกซิเดชันชั้นนี้ถูกพิสูจน์ประสิทธิภาพในการทดลองในห้องปฏิบัติการสำหรับในคำถาม ถ้ามันสัมผัสกับบรรยากาศที่ก้าวร้าวที่มีด่างสารระเหย , สัมผัสกับด่าง โซลูชั่น หรือลบออกโดยขัดหรือกระแทกใส่ ในกรณีนี้วัสดุที่ใช้ออกซิเจนอย่างต่อเนื่อง และการกำจัดของรูปแบบใหม่แบบชั้น อีกตัวอย่างหนึ่งที่อาจแสดงให้เห็นว่าน้ำหนักเป็นตัวต้านทานออกซิเดชันต้องถูกประเมินด้วยการดูแลที่ดีโบรอนคาร์ไบด์ ( นำเสนอในรูปที่ 1.11 ) ไม่แสดงน้ำหนักอย่างมีนัยสำคัญได้รับหรือการสูญเสียน้ำหนักเมื่อสัมผัสกับอากาศ ในความเป็นจริง , เพิ่มน้ำหนักโดยการก่อตัวของชั้นโบรอนออกไซด์และการสูญเสียน้ำหนักเนื่องจากการระเหยดุลโบรอนออกไซด์แต่ละอื่น ๆที่ก่อให้เกิดการบันทึกน้ำหนักยังคงอยู่คงที่เกือบถึง 1000 องศา C จนโบรอนคาร์ไบด์เป็นแปลงโบรอนออกไซด์การเปลี่ยนโลหะคาร์ไบด์ borides ผ่านออกซิเดชันและรุนแรงในช่วงเวลาแรกของการเปิดรับมากขึ้นหรือน้อยลง ตามด้วยโค้งเวลาพึ่งพา

รูปที่ 1.11 .
เวลาขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของปฏิกิริยาออกไซด์ที่ 1000 องศา C ไม่สัมผัสกับอากาศ


รูปที่ตัวเลือกเพื่อลดปฏิกิริยาทางเคมีใส่สารเคมีที่อุณหภูมิสูงปฏิกิริยาระหว่างวัสดุในการติดต่อกับแต่ละอื่น ๆและวัสดุงานต้องโดยทั่วไปจะแยกออกหรืออย่างน้อยก็วิ่งช้ามาก หมายความว่า วัสดุที่มีในอุณหพลศาสตร์สมดุลตลอดช่วงอุณหภูมิที่คาดหวังหรือวัสดุทั้งสองมีความร้อนต่ำมากการเกิด ซึ่งเป็นตัวชี้วัดเสถียรภาพของสารประกอบ รูปที่ 1.12 ,เอนของการพัฒนาของวัสดุโครงสร้างบางอย่างที่สำคัญจะแสดง ตาม , เซอร์โคเนีย และอลูมินาเป็นสารประกอบที่มีเสถียรภาพมากที่สุด รองลงมาคือ ไทเทเนียมไนไตรด์ ไทเทเนียมคาร์ไบด์ซิลิกอนไนไตรด์เมื่อเทียบกับฮาร์ดดิสก์โลหะ : ห้องสุขาและ Co ซึ่งเป็นองค์ประกอบ มีศูนย์เอนทัลปีของการพัฒนา โดยนิยาม ตามนี้ " รูปบุญ "โลหะหนักไม่เหมาะกับชุดของการใช้งานเนื่องจากการใส่สารเคมีของพวกเขาสูง ถ้าเอนทัลปีของการพัฒนาของวัสดุสัมผัสว่า ปฏิกิริยาทางเคมีที่สามารถทำนายโดยการคำนวณอุณหพลศาสตร์ แผนภาพเฟสหลายแห่งได้ถูกประเมินโดยการตรวจสอบทดลองร่วมกับคอมพิวเตอร์แบบอุณหพลศาสตร์ เป็นตัวอย่างในรูปที่ 1