জিরকোনিয়া সিরামিকের অনন্য শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যেমন উচ্চ কঠোরতা, কম তাপ পরিবাহিতা, উচ্চ গলনাঙ্ক, উচ্চ তাপমাত্রা এবং জারা প্রতিরোধ, রাসায়নিক জড়তা এবং অ্যাম্ফোটেরিক বৈশিষ্ট্য এবং ইলেকট্রনিক সিরামিক, কার্যকরী সিরামিক এবং কাঠামোগত সিরামিকগুলিতে তাদের অ্যাপ্লিকেশন দ্রুত বিকশিত হয়েছে । একটি বিশেষ প্রযুক্তিগত সিরামিক উপাদান হিসাবে, ইলেকট্রনিক্স, মহাকাশ, বিমান চলাচল এবং পারমাণবিক শিল্পের মতো উচ্চ প্রযুক্তির ক্ষেত্রগুলিতে এর বিস্তৃত প্রয়োগ সম্ভাবনা রয়েছে। যাইহোক, জিরকোনিয়া সিরামিক উপকরণগুলির মারাত্মক ত্রুটিগুলি হল ভঙ্গুরতা, কম নির্ভরযোগ্যতা এবং কম পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা। এই ত্রুটিগুলি তার প্রয়োগের সুযোগকে গুরুতরভাবে প্রভাবিত করেছে। শুধুমাত্র জিরকোনিয়া সিরামিকের ফ্র্যাকচার শক্তির উন্নতি, উপকরণগুলিকে শক্তিশালীকরণ এবং শক্ত করা, এবং এর নির্ভরযোগ্যতা এবং সেবা জীবন উন্নত করার মাধ্যমে, জিরকোনিয়া সিরামিক সত্যিই একটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত নতুন উপাদান হতে পারে। অতএব, জিরকোনিয়া সিরামিকের কঠোর প্রযুক্তি বরাবরই সিরামিক গবেষণার হটস্পট। বর্তমানে, সিরামিক শক্ত করার পদ্ধতিগুলি প্রধানত অন্তর্ভুক্ত করে: ফেজ চেঞ্জ টাফেনিং, পার্টিকেল টাফেনিং, ফাইবার টাফেনিং, সেলফ-টাফেনিং, ডিসপারসন টাফেনিং, সিনারজিস্টিক টাফেনিং, ন্যানো-টাফেনিং ইত্যাদি।
1. ফেজ চেঞ্জ টাগেনিং
ফেজ ট্রান্সফরমেশন টাফেনিং মানে মেটা-স্টেবল টেট্রাগোনাল ফেজ t-ZrO2 ক্র্যাকের ডগায় স্ট্রেস ফিল্ডের ক্রিয়ার অধীনে একটি ফেজ ট্রান্সফরমেশন হয়, একটি মনোক্লিনিক ফেজ গঠন করে, যার ফলে ভলিউম প্রসারিত হয়, ফলে ক্র্যাকের উপর একটি সংকোচনশীল স্ট্রেস তৈরি হয়, প্রতিরোধ ফাটল বংশ বিস্তার, এবং ফাটল শক্তিশালী। উপরন্তু, বাহ্যিক অবস্থা (যেমন লেজার শক, ক্লান্তি ফ্র্যাকচার বলিষ্ঠতা, কম তাপমাত্রা, শস্যের আকার এবং সামগ্রী, সমালোচনামূলক রূপান্তর শক্তি, ইত্যাদি) জিরকোনিয়া সিরামিকের ফেজ ট্রান্সফরমেশন টাফেনিংয়ের উপর দারুণ প্রভাব ফেলে। যদি ফেজ ট্রান্সফরমেশন বড় চাপ তৈরি করে এবং ভলিউম পরিবর্তন করে, তাহলে পণ্যটি সহজেই ভেঙ্গে যায়। অতএব, উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময়, পর্যায় রূপান্তর এবং জিরকোনিয়া সিরামিকের শক্ত করার উপর বাহ্যিক কারণগুলির প্রভাব এড়ানো উচিত।
2. কণা কঠিন
পার্টিকেল টাফেনিং বলতে কণাগুলিকে শক্ত করার এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা হয় এবং ZrO2 সিরামিক পাউডারে যোগ করা হয়। যদিও প্রভাবটি হুইস্কার এবং ফাইবারের মতো ভাল নয়, যদি কণার ধরন, কণার আকার, সামগ্রী এবং ম্যাট্রিক্স উপাদানগুলি সঠিকভাবে নির্বাচন করা হয় তবে এখনও একটি নির্দিষ্ট শক্তির প্রভাব রয়েছে। এর সুবিধা হল যে এটি সহজ এবং বাস্তবায়ন করা সহজ, এবং কঠোর উচ্চ তাপমাত্রা শক্তি এবং উচ্চ তাপমাত্রা লতানো কর্মক্ষমতা উন্নতি আনবে। কণা শক্ত করার কঠোর প্রক্রিয়া প্রধানত ম্যাট্রিক্স শস্য পরিশোধন এবং ফাটল বাঁক এবং বিভাজন অন্তর্ভুক্ত করে।
3. ফাইবার শক্ত করা
ফাইবার এবং হুইস্কার শক্ত করার নীতি হল ক্র্যাক টিপের কাছাকাছি থাকা স্ফটিকটি বিকৃতির কারণে বন্ধের চাপে পড়ে, যা ক্র্যাকের ডগায় বহিরাগত চাপকে বন্ধ করে দেয়, ফাটল বংশ বিস্তারকে নিষ্ক্রিয় করে এবং কঠোর ভূমিকা পালন করে। উপরন্তু, যখন ক্র্যাক কলামার ক্রিস্টাল সম্প্রসারিত হয়, কলামার ক্রিস্টাল টেনে বের করার সময় ঘর্ষণ বলকে অবশ্যই অতিক্রম করতে হবে, এবং এটি শক্ত করতেও ভূমিকা রাখবে।
4. স্ব-কঠোর
জিরকোনিয়া সিরামিকের কলামার স্ফটিকগুলির অস্তিত্বের কারণে, জিরকোনিয়া সিরামিকের ফাটল প্রক্রিয়ার সময় ফাটলগুলি বিচ্যুত হবে, যা ফাটল বংশ বিস্তারের পথ পরিবর্তন করবে এবং বৃদ্ধি করবে, যাতে ফাটলের প্যাসিভেশন ক্র্যাক বংশ বিস্তারের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে এবং উদ্দেশ্য অর্জন করে শক্ত করার।
5. ডিফিউশন টাফেনিং
বিচ্ছুরণ শক্ত করা প্রধানত টেট্রাগোনাল ZrO2 কণার দ্বারা সিরামিক ম্যাট্রিক্সের শক্তিকে বোঝায়। ফেজ ট্রান্সফরমেশন টাফেনিং মেকানিজম ছাড়াও, দ্বিতীয় ফেজ কণার ডিসপারসন টগেনিং মেকানিজমও রয়েছে। ফাটল ছড়িয়ে পড়ার আগে, সিরামিকের অভ্যন্তরীণ অবশিষ্ট স্ট্রেন এনার্জিকে প্রথমেই কাটিয়ে উঠতে হবে, যাতে শক্ত করার উদ্দেশ্য অর্জন করা যায়।
6. মাইক্রো-ক্র্যাক টাফেনিং
মাইক্রো-ক্র্যাক টাফেনিং বলতে বোঝায় ক্র্যাক স্ট্রেস টিপ-এ নমনীয় উপকরণ যোগ করা যাতে স্ট্রেস ছড়িয়ে দেওয়ার উদ্দেশ্য অর্জনের জন্য মাইক্রো-ফাটল তৈরি হয়, ফাটলের চালিকা শক্তি হ্রাস পায় এবং উপাদানটির শক্ততা বৃদ্ধি পায়। যখন উপাদানটি একটি পর্যায় পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়, তখন এটি প্রায়শই অবশিষ্ট স্ট্রেন শক্তির প্রভাব এবং মাইক্রোক্র্যাকের ফলাফল দেয়। অতএব, ফেজ ট্রানজিশন টাফেনিং এর প্রভাব উল্লেখযোগ্য।
7. যৌগিক কঠোরতা
কম্পোজিট টাফেনিং বলতে বোঝায় ZrO2 সিরামিকের প্রকৃত শক্তকরণ প্রক্রিয়ায় একসাথে বেশ কয়েকটি শক্ত করার প্রক্রিয়া ব্যবহার করা, যার ফলে ZrO2 সিরামিকের শক্ত করার প্রভাব উন্নত হয়। প্রকৃত প্রয়োগ প্রক্রিয়ায়, জিরকোনিয়া সিরামিক উপাদানের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য অনুসারে নির্দিষ্ট কঠোর প্রক্রিয়া নির্বাচন করা হয়।
