Получение оксидной и смешанной инструментальной керамики

25-03-2024

Основой многочисленных видов инструментальной керамики является оксид алюминия. Наряду с достоинствами (высокая твердость, особенно при повышенных температурах, химическая инертность и, соответственно, высокая износостойкость, неограниченные сырьевые ресурсы) оксидная керамика имеет ряд недостатков — высокая хрупкость, низкая стойкость к механическим и термическим ударам. Поэтому вплоть до 20-х годов она использовалась в незначительных объемах. Изменение ситуации было вызвано рядом технологических усовершенствований, связанных с применением горячего прессования и использованием субмикронных порошков, позволивших сформировать более плотную мелкокристаллическую структуру и тем самым повысить механические характеристики материала.

Первые серьезные успехи оксидной инструментальной керамики связаны с разработкой и внедрением смешанной или «черной» керамики типа А1203 — TiC, обеспечившей резкое повышение эксплуатационных характеристик и расширение областей применения.

Следующим важным этапом развития материалов явилось создание «вязкой» керамики, получаемой добавлением к оксиду алюминия Zr02 и монокристальных волокон («усов») SiCB. И, наконец, использование горячего изостатического прессования также привело к дальнейшему улучшению структуры и повышению износостойкости материала.

Оксидную керамику можно разделить на две основные группы. Первая группа — это наиболее широко известная «белая» керамика, состоящая в основном из оксида алюминия и легирующих добавок (оксиды Mg и Zr). Вторая группа — смешанная или «черная» керамика, состоящая из оксида алюминия с добавками до 40 % карбида или нитрида титана, оксидов циркония и гафния.