Un material compozit poate fi definit ca o combinație dedouă sau mai multe materiale care are ca rezultat proprietăți mai bune decâtatunci când componentele individuale sunt utilizate singure.
Materialele compozite sunt formate prin combinarea a două sau mai multemateriale care au proprietăți destul de diferite. Diferitele materialelucrează împreună pentru a oferi compozitului proprietăți unice, dar în cadrulcompozitului se poate deosebi cu ușurință diferitele materiale – acestea nu sedizolvă și nu se amestecă unele cu altele(Figura1) .
Compozitele există în natură. O bucată de lemn este un compozit, cufibre lungi de celuloză (o formă foarte complexă de amidon) ținute împreună deo substanță mult mai slabă numită lignină. Celuloza se găsește și înbumbac și in, dar puterea de legare a ligninei face ca o bucată de lemn să fiemult mai puternică decât un mănunchi de fibre de bumbac.
Adăugarea de zirconiu și titan poate fi utilizată pentruîmbunătățirea rezistenței la coroziune, a durității la rupere și a densitățiifiltrelor. Ceramica cu titanat de aluminiu (Al2TiO5) dopată cu ZrTiO4 șiZrO2 este material cunoscut pentru aplicare în domeniilefiltrelor refractare și componentelor motoarelor datorită coeficientului săuscăzut de dilatare termică, punctului de topire ridicat și conductibilitățiitermice scăzute.
MaterialeleAl2O3-ZrO2-TiO2 au, deasemenea, un potențial ridicat de a rezista șocului termic datorită rețeleicomplexe de micro-fisuri. În plus, Al2TiO5-ZrTiO4-ZrO2 esteun nou tip promițător de material compozit ceramic, cu coeficient scăzut dedilatare termică și stabilitate la temperatură ridicată. Pentru a modelainteracțiunile materialelor filtrante pe bază de alumină, titan și zirconiu,este necesară înțelegerea echilibrelor de fază din acest sistem.
Procesulde fabricație a compozitelor tialitice armate cu ZrO2 implică mai multe etape.În prima etapă, se obține un pulbere fină de ZrO2, care poate fi procesată prinmetode precum metoda sol-gel sau metoda de sinteză a pulberii. Ulterior, seobține o suspensie sau pastă a acestei pulberi, care este apoi amestecată cupulberea de titan și aluminiu. Materia primă rezultată este compactată subformă de tablete sau forme dorite, iar apoi poate fi supusă unui proces desinterizare. Procesul de sinterizare implică încălzirea compozitului latemperaturi ridicate, într-un mediu controlat, pentru a permite particulelor săse lege între ele și să formeze o structură solidă. Sinterizarea are loc la otemperatură sub punctul de topire al compozitului, astfel încât să nu seafecteze structura materialului de bază. Procesul de sinterizare poate fi urmatde operații de prelucrare, cum ar fi frezarea, rectificarea sau polizarea,pentru a obține forma și dimensiunea finală dorită.
Alegereamatricei se face în funcție de obiectivul pe care l-am stabilit și deposibilitatea de producere a compozitului. În tehnologiile actuale, se folosescnumeroase tipuri de matrice de natură organică, metalică, ceramică, din sticlăsau carbon
Înfuncție de configurație, materialele de ranforsare se împart în două categorii:fibre și particule. Acestea, la rândul lor, se clasifică după mărime, dupăraportul lungime/diametru și după compoziția chimică în secțiune transversală.Materialele compozite cu matrice ceramică sunt utilizate pentru aplicații înindustria constructoare de mașini, industria aerospațială, industria de apărareși produse speciale etc.
Compoziteletialitice armate cu ZrO2 prezintă o serie de avantaje datorită combinației demateriale. Acestea includ rezistență mecanică ridicată, rezistență lacoroziune, greutate redusă și rezistență termică. De asemenea, pot oferi oconductivitate termică bună și o rezistență la oboseală superioară. Toateaceste caracteristici le fac potrivite pentru aplicații care necesită materialedurabile, cum ar fi componente structurale pentru aeronave, instalații chimiceși termice, componente pentru mașini și dispozitive medicale.
