AI Summary & Key Takeaways
AI InsightIn this study, in the light of the related literature, mechanisms to increase the fracture toughness of ceramics, the importance of self-healing ceramics, self-healing mechanism, their production method and parameters, compositions, temperature values required for activation of the mechanism, changes in microstructure and mechanical properties are presented.Keywords: Self-Healing, Engineering Ceramics, Smart Ceramic, Fracture Toughness.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Engineering ceramics have high hardness and wear resistance. The most important feature that makes engineering ceramics unique is their resistance to high temperature conditions. Therefore, these materials have a wide range of applications by addressing many fields such as aviation, aerospace, automotive, electronics and energy. Many methods have been developed to further increase the performance of engineering ceramics. The most important of these methods is to improve the toughness of the ceramics. Moreover, in recent years, studies on the development of smart ceramics (self-healing ceramics at high temperatures) attract attention. “Self-healing” means that the material which micro cracks formed on the surface during or before use automatically repairs itself and material regains its strength. While it is a very common problem that engineering ceramics take self-damage during use at high temperatures with traditional methods, it is almost impossible to detect this damage immediately and during the operation of the system. Therefore, providing self-healing properties to ceramic material during high temperature operation will increase the service life of this material and the safety of the system it is used in. In this study, in the light of the related literature, mechanisms to increase the fracture toughness of ceramics, the importance of self-healing ceramics, self-healing mechanism, their production method and parameters, compositions, temperature values required for activation of the mechanism, changes in microstructure and mechanical properties are presented.Keywords: Self-Healing, Engineering Ceramics, Smart Ceramic, Fracture Toughness.
Özet
Yüksek sertlik ve aşınma direncine sahip olan mühendislik seramiklerini eşsiz kılan en önemli özelliği yüksek sıcaklık şartlarına olan dayanımlarıdır. Dolayısıyla bu malzemeler havacılık, uzay, otomotiv, elektronik ve enerji sektörleri gibi birçok alana hitap ederek oldukça geniş uygulama alanlarına sahiptirler. Mühendislik seramiklerinin işlevselliklerini daha da arttırabilmek için birçok yaklaşım geliştirilmiştir. Bunlardan en önemlisi seramiklerin kırılma tokluğunun iyileştirilmesidir. Ayrıca son yıllarda seramiğe yüksek sıcaklıkta kendi kendini iyileştirme özelliği kazandırılarak akıllı seramikler geliştirilmesine yönelik çalışmalar dikkat çekmektedir. Burada “kendini iyileştirme” ifadesinden kasıt; malzeme yüzeyinde kullanım esnasında veya öncesinde oluşan mikro çatlakların yine kullanım esnasında yüksek sıcaklıkta kendiliğinden onarılarak malzemenin yeniden mukavemet kazanması olayıdır. Mühendislik seramiklerinin yüksek sıcaklıkta kullanım esnasında kendiliğinden hasar alması çok karşılaşılan bir problem iken geleneksel yöntemlerle bu hasarın anında ve sistemin çalışması sürecinde saptanması neredeyse imkânsızdır. Dolayısı ile seramik malzemeye yüksek sıcaklıkta çalışma esnasında kendini iyileştirme özelliği kazandırmak bu malzemenin hizmet ömrünü ve kullanıldığı sistemin güvenliğini arttıracaktır. Bu çalışmada ilgili literatür ışığında seramiklerin kırılma tokluğunu arttırmaya yönelik mekanizmalar, kendini iyileştirebilen seramiklerin önemi, kendini iyileştirme mekanizması, bunların üretim yöntemi ve parametreleri, bileşimleri, mekanizmanın aktif hale gelmesi için gerekli olan sıcaklık değerleri, mikroyapı ve mekanik özelliklerindeki değişimler derlenerek sunulmuştur.Anahtar kelimeler: Kendini İyileştirebilme, Mühendislik Seramikleri, Akıllı Seramik, Kırılma Tokluğu.