Bahan Keramik

Bahan keramik modern minangka jinis keramik anyar sing dikembangake saka keramik tradisional adhedhasar keramik khusus lan nduweni ciri khas sing beda karo keramik tradisional. Wis suwe ngluwihi konsep lan ruang lingkup keramik tradisional. Iku produk saka teknologi dhuwur lan anyar. Mulane, bahan keramik minangka subyek kuno lan enom.

Sing diarani bahan keramik modern yaiku bahan non-logam anorganik. Iki minangka salah siji saka telung kategori utama bahan modern bebarengan karo logam lan bahan organik. Iki uga minangka pangenalan umum kabeh bahan kajaba bahan logam lan bahan organik. Obyek sing dirembug ing bab iki yaiku bahan keramik modern utawa bahan nonlogam anorganik modern.

Bahan keramik modern nduweni konotasi teknologi dhuwur. Dibandhingake karo bahan tradisional. Utamane nduweni telung ciri ing ngisor iki:

(1) Adhedhasar syarat pangembangan ilmiah lan teknologi modern. Iki minangka produk pangembangan ilmu pengetahuan lan teknologi modern lan minangka produk teknologi dhuwur.

(2) Proses manufaktur rumit lan mbutuhake tuntunan prestasi ilmiah lan teknologi modern. Mulane, iku produk technical kawruh-intensif.

(3) Nduwe sifat sing apik lan khusus lan bisa nyukupi syarat industri teknologi komersial lan anyar.

Klasifikasi bahan keramik

Kanthi pangembangan produksi lan ilmu pengetahuan lan teknologi. Jinis bahan lan produk keramik saya tambah saben dina. Kanggo nggampangake pangerten babagan karakteristik macem-macem bahan utawa produk, biasane diklasifikasikake saka macem-macem sudut.

1. Klasifikasi miturut komposisi kimia

(1) Keramik oksida. Ana akeh jinis keramik oksida, sing nduwe posisi sing penting banget ing kulawarga keramik. Keramik oksida sing paling umum digunakake yaiku Al2O3, SiO2, MgO, ZrO3, CeO2, CaO. Cr2O3, mullite (3Al2O3.2SiO4) lan spinel (MgAl2O3), lan liya-liyane. Al2O3 lan SiO2 ing keramik digunakake minangka paduan baja lan aluminium ing bahan metalik. Sawetara keramik oksida kapacak ing Tabel 11.1. Silikat uga kalebu seri oksida. Kayata ZrsiO4. Telpon wis ngenteni. Ana uga oksida komposit kayata BaT, CgyiO; lan liya-liyane uga kalebu ing kategori iki.

Bahan keramik diklasifikasikake miturut komposisi kimia

(2) Keramik karbida. Keramik karbida umume duwe titik lebur sing luwih dhuwur tinimbang oksida. Sing paling umum digunakake yaiku SIC, SC, Phoenix C. TIC dll. Keramik karbida kudu duwe proteksi atmosfer sajrone proses persiapan.

(3) Keramik Amida. Klorida sing paling akeh digunakake yaiku a-ji, sing nduweni sifat mekanik sing komprehensif lan tahan suhu dhuwur. Kajaba iku, aplikasi keramik TZN, BN, lan AI nitride saya akeh nyebar. C3N4, sing lagi wae muncul, samesthine bakal duwe kinerja sing luwih apik tinimbang Si3O4.

(4) Papat keramik kimia. Aplikasi saka keramik boride ora amba banget. Utamane digunakake minangka aditif jero utawa fase kapindho sing bakal ditambahake menyang matriks keramik liyane kanggo nambah kinerja. Sing umum digunakake kalebu Ti, Zr&, lsp.

2. Klasifikasi miturut kinerja lan panggunaan

(1) Keramik struktural. Keramik struktural digunakake minangka bahan struktur kanggo nggawe bagean struktural. Utamane nggunakake sifat mekanik. Kekuwatan, kateguhan, kekerasan, modulus, resistensi nyandhang, resistensi suhu dhuwur (kekuwatan suhu dhuwur, resistensi kejut termal, resistensi ablasi), lan liya-liyane. Kayata watu AjZQ. 3N4 lan ZX minangka bahan keramik struktural kanthi sifat mekanik sing unggul.

(2) Keramik Fungsional. Keramik fungsional digunakake minangka bahan fungsional kanggo nggawe piranti fungsional, utamane nggunakake sifat fisik kayata sifat elektromagnetik, sifat termal, sifat optik, sifat biologi, lan liya-liyane. Contone, ferit. Keramik ferroelektrik utamane digunakake kanggo sifat elektromagnetik. Iki digunakake kanggo nggawe komponen elektromagnetik, keramik dielektrik digunakake kanggo nggawe kapasitor, lan keramik piezoelektrik digunakake kanggo nggawe sensor perpindahan utawa tekanan. Keramik elektrolit padhet bisa digunakake kanggo nggawe detektor oksigen nggunakake sifat transfer ion. Biokeramik digunakake kanggo nggawe balung lan untu tiruan. Bahan superkonduktor lan serat optik uga kalebu ing kategori keramik fungsional.

Perlu dicathet menawa klasifikasi ing ndhuwur uga relatif. Tinimbang mutlak, kadhangkala ora ana wates sing ketat antarane keramik struktural lan keramik fungsional. Kanggo sawetara bahan keramik, ana loro. Keramik piezoelektrik. Sanajan bisa diklasifikasikake minangka keramik fungsional, uga nduweni syarat tartamtu kanggo sifat mekanik, kayata kekuatan, kateguhan, kekerasan, lan modulus elastis. Kaping pisanan, kudu nduweni kekuatan sing cukup kanggo nyegah karusakan nalika nahan gaya E, supaya karakteristik piezoelektrik umum bisa digayuh. Kajaba iku, kayata keramik struktural suhu dhuwur utawa keramik tahan kejut termal lan tahan geni kanggo bagean tahan panas pesawat ruang angkasa, sanajan kalebu ing kategori keramik struktural. Nanging, resistance expansion termal ora mung ditemtokake dening kekuatan dhewe, kateguhan, lan modulus, nanging konduktivitas termal lan koefisien expansion termal uga padha karo sifat mechanical, kang duwe impact penting banget ing resistance kejut termal. Ketahanan korosi minangka kinerja penting keramik kimia (kayata pompa tahan asam), nanging kudu nduweni sifat mekanik tartamtu kanggo nyukupi syarat industri. Bahan superkonduktor angel digawe kabel amarga akeh lemak. Mula, durung bisa mlebu tahap aplikasi praktis. Kanggo ringkesan, apa keramik struktural utawa keramik fungsional, sifat mekanik minangka sifat paling dhasar saka bahan keramik. Mung beda panggunaan duwe syarat sing beda kanggo sifat mekanik.

Bab iki ngrembug utamané keramik struktural.

Kaluwihan saka keramik

1. Karakteristik kinerja bahan keramik

Kaya sing wis dingerteni, ikatan kimia saka bahan metalik (emas murni utawa paduan) biasane logam. Iki kasusun saka atom logam positif lan awan elektron sing ngisi. Ikatan logam ora duwe arah. Mulane, logam nduweni sifat deformasi plastik sing apik. Kanggo keramik sing ora nglirwakake senyawa non-logam, sifat kimiane luwih dhuwur tinimbang ikatan kesehatan lan kovalen. Kimia iki nduweni arah sing kuat lan energi ikatan sing dhuwur. Mulane, bahan keramik angel ngalami deformasi plastik. Brittleness dhuwur lan sensitivitas retak kuwat. Iki minangka tumit Achilles saka bahan keramik. Nanging amarga jinis ikatan kimia iki, keramik struktural duwe seri sifat khusus sing luwih unggul tinimbang bahan metalik.

①Kekerasan dhuwur nemtokake resistance nyandhang banget;

②Titik nyala dhuwur. Ditemtokake manawa nduweni resistensi panas sing luar biasa;

③Stabilitas kimia sing dhuwur. Iki nemtokake manawa nduweni resistensi karat sing apik.

Sanajan bahan keramik duwe kaluwihan sing apik banget. Nanging, kerugian fatal - brittleness - matesi kinerja lan aplikasi praktis. Mula, ketangguhan keramik wis dadi topik inti ing bidang riset bahan keramik sing narik kawigaten ing saindenging jagad (pirsani bagean atos keramik kanggo rincian).

2. Perbandingan antara keramik modern (maju) karo keramik tradisional

Keramik modern dibandhingake karo keramik tradisional. Ana bedane sing signifikan ing komposisi bahan mentah, proses persiapan, struktur organisasi lan kinerja.

Kontras antarane keramik tradisional lan keramik modern