hrvatski

Mehanizam erozijskog trošenja kompozitne keramike na bazi Al2O3–ZrO2 oblikovane lijevanjem suspenzije

U ovom radu pripravljene su visokokoncentrirane 70 %-tne vodene Al2O3 i Al2O3–t-ZrO2 suspenzije, a za stabilizaciju korišten je disperzant DOLAPIX CE64. Na osnovi mjerenja viskoznosti suspenzijama određena je minimalna potrebna količina disperzanta (DOLAPIX CE64). Sirovci su oblikovani lijevanjem u gipsani kalup, te su nakon sušenja sinterirani na temperaturi od 1650 °C. Sinteriranim uzorcima monolitne Al2O3 i kompozitne Al2O3–t-ZrO2 keramike (sastava 95 % Al2O3 – 5 % t- ZrO2 i 90 % Al2O3 – 10 % t-ZrO2) izmjerena je Arhimedova gustoća. SEM-EDS analizom utvrđena homogena raspodjela ZrO2 u matrici Al2O3. Otpornost na erozijsko trošenje sinteriranih uzoraka monolitne (Al2O3) i kompozitne (Al2O3−t- ZrO2) keramike određena je: (i) SEM analizom morfologije površine uzoraka prije i poslije trošenja, (ii) mjerenjem parametara hrapavosti (Ra, Rmax, Rz) prije i poslije trošenja, te (iii) mjerenjem mase uzoraka prije i poslije trošenja pri različitom kutu (30°, 60° i 90°) upada erodenta (SiO2). Dobiveni rezultati pokazuju da vrijednosti parametara hrapavosti (Ra, Rz i Rmax, ) rastu nakon erozijskog trošenja, a najveći porast zabilježen je za monolitnu Al2O3 keramiku. Promjena vrijednosti parametara hrapavosti smanjuje se s porastom udjela ZrO2 u kompozitnoj keramici. Analizom morfologije površine nakon trošenja vidljivo je da su tragovi trošenja na površini monolitne Al2O3 keramike znatno veći nego na površini kompozitne Al2O3–t-ZrO2 keramike, a što je u skladu s izmjerenim parametrima hrapavosti. Za sve uzorke gubitak mase je najmanji pri kutu upada erodenta od 30°, a najveći pri kutu od 90°. Rezultati ispitivanja pokazuju dva do tri puta manji gubitak mase kod uzoraka s dodatkom ZrO2 kod svih kutova udara erodenta. Sva provedena ispitivanja pokazuju da se tribološka svojstva monolitne Al2O3 keramike mogu poboljšati dodatkom t-ZrO2 keramike.

Al2O3; Al2O3–t-ZrO2; lijevanje suspenzije; viskoznost; erozija česticama

nije evidentirano