Bahan keramik bereaksi secara berbeda terhadap tekanan yang disebabkan oleh kontak mekanis yang bergerak. Beberapa mungkin mengalami keausan, yang lain mungkin rusak, sementara yang lain hanya terkelupas dari permukaan.

Artikel ini membahas cara mengukur perilaku material keramik terhadap gaya dan faktor yang berlawanan yang memengaruhi perilaku tersebut. Kami juga membahas isu-isu seperti 'ketahanan aus memiliki hubungan langsung atau proporsional dengan jarak geser dan beban kontak.'

Banyak keramik aplikasi industri berisiko tinggi, jadi penting untuk mengetahui sejauh mana bahan keramik dapat menahan keausan sebelumnya.

Apa itu Uji Ketahanan Aus?

Pengujian ketahanan aus adalah ukuran respon permukaan bahan keramik terhadap gesekan atau gaya lawanPengujian ini menilai seberapa baik kinerja bahan keramik dalam proses yang melibatkan tindakan abrasif, gesekan, dan keausan. kinerja tribologi keramik.

Metode pengujian keramik meliputi: Abrasi taber, keausan cakram pin-on, metode uji gores, metode bola-pada-cakram, dll. 

Metode Pengujian Keramik

Bagaimana Anda mengukur ketahanan aus?

1. Teknik Abrasi Taber</h3>

Teknik Taber Abrasion adalah metode pengujian yang relatif sederhana dengan standar pengujian keramik yang diakui secara internasional, ISO 4649/DIN 35516.

Selama pengujian, lembaran abrasif dipasang pada drum yang berputar. Operator kemudian menggerakkan sepotong karet di atas lembaran abrasif untuk menemukan kehilangan volume. Bergantung pada tingkat keausan, hasil pengujian akan memberikan angka yang lebih tinggi atau lebih rendah.

Semakin rendah angkanya, semakin baik ketahanan ausnya. Artinya, angka yang tinggi menunjukkan tingkat keausan yang tinggi, yang berarti ketahanan aus yang buruk.

2. Uji Keausan Pin-Pada-Disk

Ini dianggap sebagai salah satu paling disukai metode pengujian ketahanan aus keramik. Metode ini melibatkan menggeser pin keramik pada cakram yang berputar (yang biasanya terbuat dari bahan lain).

Operator menjalankan cakram yang berputar pada kecepatan dan beban yang terkendali. Ia kemudian menilai laju keausan dan kehilangan volume setelah sejumlah siklus tertentu.

Teknik keausan pin-on-disk mensimulasikan kondisi layanan umum, pengujian untuk fretting, abrasi, dan aksi perekat. Akan tetapi, mungkin tidak sepenuhnya mensimulasikan kondisi kerja yang berat.

3. Metode Uji Gores

Metode uji Gores menggunakan ujung atau penekan untuk mensimulasikan jenis keausan tersebut seperti memotong, membuat alur, dan membajak. Inilah sebabnya mengapa ujungnya tersedia dalam berbagai ukuran dan bentuk.

Operator menyeret ujung keras melintasi permukaan keramik dengan kecepatan dan beban yang terkontrol. Oleh karena itu, ia mengukur beban kritis atau kedalaman retakan permukaan.

Metode uji Gores berfokus pada evaluasi daya rekat lapisan keramik dan ketahanan retak. Akan tetapi, metode ini mungkin tidak terlalu efektif dalam mengevaluasi efek kelelahan pada kinerja keausan.

4. Metode Bola di Atas Cakram

Metode bola pada cakram merupakan teknik lain yang menonjol untuk mengukur ketahanan aus. Metode ini melibatkan penggeseran bola bulat (dari bahan yang berbeda) pada kecepatan dan beban yang terkontrol.

Operator menggeser bola pada cakram keramik datar selama beberapa siklus. Ia kemudian menilai cakram untuk menghitung jumlah keausan yang disebabkan, tergantung pada kedalaman bekas keausan.

Metode ini relatif serbaguna. Ia dapat mensimulasikan berbagai jenis keausan dengan rbergoyang, meluncur, atau mengubah arah gerakan bola. 

Metode ini dirancang untuk menguji kekerasan dan permukaan akhir cakram keramik. Metode ini mungkin tidak menilai perilaku keausan yang disebabkan oleh faktor-faktor seperti suhu atau pelumasan.

Apa Hubungan Antara Ketahanan Aus dan Kekerasan Keramik?

Apakah ketahanan aus berarti kekerasan? Atau… Apakah ada hubungan langsung di antara keduanya?

Bukan hal yang aneh untuk mengatakan bahwa bahan keramik keras dapat menahan segala jenis keausan. Itu juga yang pertama kali dikatakan oleh para peneliti. Namun, mereka kemudian menemukan sesuatu yang menarik!

Pada penelitian awal, fisikawan percaya bahwa kekerasan dan ketahanan aus keramik selalu memiliki hubungan langsung. Seperti, kekerasan bahan keramik selalu menghasilkan ketahanan aus yang lebih baik.

Namun, penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa ketahanan aus bergantung pada mikrostruktur bahan keramik, ketangguhan batas butir, serta ukuran dan bentuk butir. Artinya, ada lebih banyak dinamika ketahanan aus daripada yang diperkirakan sebelumnya!

Mekanisme ketahanan aus juga ternyata berbeda dari dinamika kekerasan pada tingkat struktur mikro. Kekerasan bergantung pada seberapa kuat ikatan batas butiran. Sebaliknya, ketahanan aus mengharuskan material untuk melepaskan diri dari permukaan aus.

Misalnya, perbandingan antara kekerasan dan ketahanan aus keramik alumina dan keramik zirkonia TZP menunjukkan kontras ini. Sementara keramik alumina biasanya lebih keras daripada zirkonia TZP, keramik alumina memiliki ketahanan aus yang lebih baik daripada alumina.

Hal ini juga mengesampingkan kepercayaan umum bahwa ketahanan aus hanya ditentukan oleh kondisi pengoperasian eksternal.

Oleh karena itu, pengujian ketahanan aus bahan keramik memerlukan pendekatan yang sedikit berbeda dari pengujian kekerasan. Metode pengujian keausan keramik kini dipandu oleh dinamika keausan keramik dan faktor-faktor yang memengaruhinya.

Namun perlu dicatat bahwa beberapa bahan keramik memiliki ketahanan aus dan kekerasan yang tinggi jika dibandingkan dengan bahan keramik lainnya. Kami hanya mengatakan bahwa ketahanan aus dan kekerasan keramik tidak selalu berhubungan langsung dan harus diuji secara independen.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Ketahanan Aus Material Keramik

Pengujian ketahanan aus bahan keramik dipengaruhi oleh faktor internal dan eksternal.

Faktor internal yang mempengaruhi ketahanan aus keramik meliputi: batas butir, porositas, Dan ukuran dan bentuk.

Sedangkan faktor eksternal berarti kondisi yang dialami bahan keramik di laboratorium pengujian keramik.

• Batas Butir

Umumnya, banyak keramik bersifat polikristalin, artinya keramik tersusun dari banyak kristalit atau butiran. Daerah antara dua butir disebut batas butir. Namun, daerah antara butiran-butiran tersebut disebut batas fase jika mereka menunjukkan sifat yang berbeda, seperti komposisi kimia.

Jadi, bagaimana ini mempengaruhi ketahanan aus bahan keramik?

Selama sintering, proses suhu tinggi selama pencetakan injeksi, keramik mengalami pengotor interkristalin karena aditif. Hal ini terjadi karena adanya fase kaca antar butiran, sehingga mengurangi kekuatan ikatannya. Dengan kekuatan ikatan yang lebih rendah, retakan terbentuk pada batas butir.

Keausan serius terjadi pada seluruh butiran selama gesekan dan abrasi. Tindakan abrasif menghasilkan lebih banyak panas, yang memengaruhi viskositas fase kaca dan akhirnya menyebabkan deformasi plastik.

Sejumlah aditif dan bahan pembantu pengerasan berperan penting dalam meningkatkan ketahanan aus suatu bahan keramik. Jika tidak, batas butiran yang berdekatan mungkin mengalami keausan serius akibat kurangnya tegangan yang sesuai.

• Porositas

Saat mengevaluasi ketahanan aus, porositas dianggap sebagai deformitas yang memengaruhi kekuatan ikatan keramik. Selain itu, pori menyediakan lebih banyak ruang bagi terbentuknya garis patahan, sehingga sangat memengaruhi konsentrasi tegangan.

Bila gaya abrasif diterapkan, pori-pori akan mudah membentuk retakan, sehingga memperparah keausan. Artinya, semakin sedikit pori-pori suatu bahan keramik, semakin besar kemungkinan bahan tersebut tahan aus.

• Ukuran

Pembuatan keramik melibatkan pemilihan bahan keramik secara cermat. Salah satu parameternya adalah ukuran butiran bahan. Keramik berbutir kecil cenderung memiliki ikatan antar butir yang lebih besar dan sifat mekanis yang lebih baik. Namun, butiran yang lebih besar lebih rapuh dan lebih mudah aus akibat gesekan.

Faktor Eksternal

Seperti yang telah disebutkan, faktor eksternal yang memengaruhi ketahanan aus keramik adalah kondisi lingkungan laboratorium pengujian keramik. Faktor-faktor tersebut meliputi korosi, benturan eksternal, serta suhu dan tekanan.

• Korosi: Bahan keramik dapat bersentuhan dengan komponen yang mengandung zat korosif. Jika terpapar lingkungan seperti itu dalam waktu lama, bahan keramik dapat terkikis atau terkelupas. Struktur kristal dan kekuatan ikatannya juga dapat berkurang.

• Dampak eksternal: Ini termasuk getaran dan benturan yang terjadi selama pengoperasian. Kekuatan semacam itu dapat memengaruhi struktur dan permukaan keramik. Partikel-partikel tersebut juga dapat mengendur dan permukaannya terkelupas, sehingga mempercepat keausan.

• Suhu dan tekanan: Banyak keramik teknis yang dapat menahan suhu dan tekanan ekstrem. Namun, keramik tersebut dapat kehilangan integritas strukturalnya dan mulai rusak jika kondisinya diatur ke tingkat ekstrem.

Bahan Keramik Tahan Aus dan Aplikasinya

Material keramik tingkat lanjut merupakan salah satu material yang paling menjanjikan untuk industri permesinan dan teknik. Dikombinasikan dengan stabilitas kimia, suhu leleh tinggi, dan modul elastis, mereka menunjukkan sifat tribologi yang indah.

Properti lainnya termasuk ketahanan fraktur yang tinggi, kekerasan yang tinggi, dan ketahanan panas yang luar biasa. Dengan demikian, keramik tahan aus dapat diaplikasikan dalam berbagai aplikasi industri, seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini:

Mengapa GORGEOUS adalah Produsen Keramik Tahan Aus yang Andal

SANGAT INDAH adalah salah satu produsen keramik canggih yang paling menjanjikan di Tiongkok, mengumpulkan ulasan positif untuk produknya yang sah dan transparansi.

Dengan produk dan layanan yang lengkap, GORGEOUS menyediakan semua kebutuhan keramik canggih Anda. Kami bergerak di berbagai industri seperti kedirgantaraan, kedokteran, kimia, kedirgantaraan, otomotif, elektronik, dan teknik.

Bicarakan tentang persiapan bahan baku, pencetakan injeksi, sintering, perawatan permukaan, dan inspeksi. Kirimkan saja penawaran kepada kami dan kami akan mengirimkannya!

Bicaralah pada Kami Hari Ini!

Dengan tim layanan pelanggan yang sangat mendukung, GORGEOUS memastikan proses pendaftaran Anda berjalan lancar dan bebas hambatan. Klik Di Sini untuk berbicara dengan kami hari ini!