Keramik Materialien

Modern Keramikmaterialien sinn eng nei Aart vu Keramik, déi aus traditioneller Keramik baséiert op speziell Keramik entwéckelt ginn an ënnerscheedlech Charakteristiken hunn, déi ënnerschiddlech vun traditioneller Keramik sinn. Et ass laang iwwer d'Konzept an den Ëmfang vun der traditioneller Keramik erausgaang. Et ass e Produit vun héich an nei Technologie. Dofir sinn Keramikmaterialien en antikt a jonkt Thema.

Déi sougenannte modern Keramikmaterialien sinn anorganesch net-metallesch Materialien. Et ass eng vun den dräi Haaptkategorien vu modernen Materialien nieft Metaller an organesch Materialien. Et ass och déi allgemeng Unerkennung vun all Material ausser Metallmaterialien an organesch Materialien. Den Objet vun der Diskussioun an dësem Kapitel ass modern Keramikmaterialien oder modern anorganesch net-metallesch Materialien.

Modern Keramikmaterialien hunn High-Tech Konnotatiounen. Am Verglach mat traditionelle Materialien. Et huet haaptsächlech déi folgend dräi Charakteristiken:

(1) Baséiert op den Ufuerderunge vun der moderner wëssenschaftlecher an technologescher Entwécklung. Et ass d'Produkt vun der Entwécklung vu moderner Wëssenschaft an Technologie an ass en High-Tech Produkt.

(2) De Fabrikatiounsprozess ass komplex a erfuerdert d'Leedung vu modernen wëssenschaftlechen an technologesche Leeschtungen. Dofir ass et en technescht Wëssenintensiv Produkt.

(3) Et huet excellent a speziell Eegeschaften a kann den Ufuerderunge vun kommerziell an nei Technologie Industrien treffen.

Klassifikatioun vun Keramik Materialien

Mat der Entwécklung vun der Produktioun a Wëssenschaft an Technologie. D'Zorte vu Keramikmaterialien a Produkter ginn Dag fir Dag erop. Fir d'Verständnis vun de Charakteristike vu verschiddene Materialien oder Produkter ze erliichteren, gi se normalerweis aus verschiddene Winkele klasséiert.

1. Klassifikatioun no chemescher Zesummesetzung

(1) Oxid Keramik. Et gi vill Aarte vu Oxidkeramik, déi eng ganz wichteg Positioun an der Keramikfamill besetzen. Déi meescht benotzt Oxidkeramik sinn Al2O3, SiO2, MgO, ZrO3, CeO2, CaO. Cr2O3, Mullit (3Al2O3.2SiO4) a Spinel (MgAl2O3), asw Al2O3 a SiO2 an Keramik sinn esou wäit benotzt wéi Stol an Aluminiumlegierungen a metallesche Materialien. E puer Oxidkeramik sinn an der Tabell 11.1 opgelëscht. Silikater gehéieren och zu der Oxidserie. Wéi ZrsiO4. Uruff huet gewaart. Et ginn och Kompositoxide wéi BaT, CgyiO; etc falen och an dës Kategorie.

Keramikmaterialien ginn no chemescher Zesummesetzung klasséiert

(2) Carbide Keramik. Carbide Keramik huet allgemeng e méi héije Schmelzpunkt wéi Oxiden. Am meeschte benotzt sinn SIC, SC, Phoenix C. TIC etc. Carbide Keramik soll Atmosphär Schutz während der Virbereedung Prozess hunn.

(3) Amide Keramik. Déi meescht verbreet Chlorid ass a-ji, deen exzellent iwwergräifend mechanesch Eegeschaften an héich Temperaturresistenz huet. Zousätzlech ginn d'Applikatioune vun TZN, BN, an AI Nitrid Keramik ëmmer méi verbreet. C3N4, dee just viru kuerzem opgetaucht ass, gëtt erwaart besser Leeschtung ze hunn wéi Si3O4.

(4) Véier chemesch Keramik. D'Applikatioune vu Boride Keramik sinn net ganz breet. Si ginn haaptsächlech als déif Zousätz oder zweet Phasen benotzt fir an aner Keramikmatrixen ze addéieren fir d'Performance ze verbesseren. Allgemeng benotzt déi enthalen Ti, Zr&, etc.

2. Klassifikatioun vun Leeschtung a Gebrauch

(1) Strukturell Keramik. Strukturell Keramik gëtt als strukturell Material benotzt fir strukturell Deeler ze fabrizéieren. Benotzt haaptsächlech seng mechanesch Eegeschaften. Verstäerkte Kraaft, Zähegkeet, Hardness, Modulus, Verschleißbeständegkeet, Héichtemperaturbeständegkeet (héich Temperaturkraaft, thermesch Schockbeständegkeet, Ablatiounsbeständegkeet), etc.. Déi meescht vun de véier Keramik, déi duerch nuklearchemesch Zesummesetzung klasséiert sinn, sinn strukturell Keramik. Wéi AjZQ Steen. 3N4 an ZX si representativ strukturell Keramikmaterialien mat superieure mechanesche Eegeschaften.

(2) Funktionell Keramik. Funktionell Keramik ginn als funktionell Material benotzt fir funktionell Geräter ze fabrizéieren, haaptsächlech mat hiren physeschen Eegeschafte wéi elektromagnetesch Eegeschaften, thermesch Eegeschaften, optesch Eegeschaften, biologesch Eegeschaften, etc.. Zum Beispill Ferrit. Ferroelektresch Keramik gëtt haaptsächlech fir hir elektromagnetesch Eegeschafte benotzt. Et gëtt benotzt fir elektromagnetesch Komponenten ze maachen, dielektresch Keramik gi benotzt fir Kondensatoren ze maachen, a piezoelektresch Keramik gi benotzt fir Verdrängung oder Drocksensoren ze maachen. Solid Elektrolyt Keramik ka benotzt ginn fir Sauerstoffdetektoren mat hiren Ionentransfereigenschaften ze maachen. Biokeramik gëtt benotzt fir kënschtlech Schanken a kënschtlech Zänn ze maachen. Superleitungsmaterialien an optesch Faseren gehéieren och zu der Kategorie vu funktionnelle Keramik.

Et ass derwäert ze ernimmen datt déi uewe genannte Klassifikatioun och relativ ass. Anstatt absolut ze sinn, gëtt et heiansdo keng strikt Grenz tëscht strukturell Keramik a funktionell Keramik. Fir e puer Keramikmaterialien gëtt et béid. Piezoelektresch Keramik. Och wann et als funktionell Keramik klasséiert ka ginn, huet et och gewësse Viraussetzunge fir seng mechanesch Eegeschaften, sou wéi Stäerkt, Zähegkeet, Härtheet an elastesche Modul. Als éischt muss et genuch Kraaft hunn fir Schued ze vermeiden wann se E Kraaft widderstoen, sou datt allgemeng piezoelektresch Charakteristiken erreecht kënne ginn. Zousätzlech, wéi héich-Temperatur strukturell Keramik oder thermesch Schock-resistent géint a Feier-resistent géint Keramik fir Raumschëff Hëtzt-Beweis Deeler, obwuel si zu der Kategorie vun strukturell Keramik gehéieren. Wéi och ëmmer, d'thermesch Expansiounsresistenz gëtt net nëmmen duerch seng eege Kraaft, Zähegkeet a Modul festgeluegt, awer d'thermesch Konduktivitéit an d'thermesch Expansiounskoeffizient sinn och déiselwecht wéi déi mechanesch Eegeschaften, déi e ganz wichtegen Impakt op d'thermesch Schockresistenz hunn. Korrosiounsbeständegkeet ass eng wichteg Leeschtung vu chemesche Keramik (wéi Säurebeständeg Pompelen), awer et muss bestëmmte mechanesch Eegeschaften hunn fir den Ufuerderunge vun der Industrie z'erreechen. Superleitungsmaterialien si schwéier an Drot ze maachen well se héich fetteg sinn. Dofir kann et nach net an d'praktesch Uwendungsstadie kommen. Fir ze resuméieren, ob et strukturell Keramik oder funktionell Keramik ass, mechanesch Eegeschafte sinn déi elementarst Eegeschafte vu Keramikmaterialien. Et ass just datt verschidde Gebrauch verschidden Ufuerderunge fir mechanesch Eegeschaften hunn.

Dëst Kapitel diskutéiert haaptsächlech strukturell Keramik.

Virdeeler vun Keramik

1. Leeschtung Charakteristiken vun Keramik Materialien

Wéi mir all wëssen, sinn déi chemesch Verbindunge vu metallesche Materialien (reng Gold oder Legierungen) meeschtens Metaller. Si besteet aus Metallpositiven Atomer an Elektronewolleken déi se fëllen. Metal Obligatiounen hu keng Directionalitéit. Dofir huet d'Metall gutt Plastiksverformungseigenschaften. Wat Keramik ugeet, déi net-metallesch Verbindungen ignoréieren, sinn hir chemesch Eegeschafte méi héich wéi gesondheetlech a kovalent Obligatiounen. Dës Chimie huet staark Directionalitéit an héich bindend Energie. Dofir ass et schwéier fir Keramikmaterialien eng plastesch Deformatioun ze maachen. Héich brécheg a staark Rëssempfindlechkeet. Dëst ass den Achilles Ferse vu Keramikmaterialien. Awer et ass genee wéinst dëser chemescher Bindungstyp datt strukturell Keramik eng Serie vu speziellen Eegeschaften huet, déi iwwer metallesch Materialien iwwerleeën.

①Héich Hardness bestëmmt seng excellent zouzedrécken Resistenz;

②Héich Flampunkt. Bestëmmt datt et aussergewéinlech Hëtztresistenz huet;

③ Héich chemesch Stabilitéit. Et bestëmmt datt et gutt Korrosiounsbeständegkeet huet.

Och wann Keramikmaterialien sou exzellent Virdeeler hunn. Wéi och ëmmer, säi fatale Nodeel - brécheg - limitéiert seng Leeschtung a praktesch Uwendungen. Dofir ass d'Toughening vun der Keramik e Kärthema am Beräich vun der Keramikmaterialfuerschung ginn, déi weltwäit Opmierksamkeet unzitt (kuckt d'Toughening vun der Keramik Sektioun fir Detailer).

2. Verglach tëscht modern (fortgeschratt) Keramik an traditionell Keramik

Modern Keramik am Verglach mat traditioneller Keramik. Et gi bedeitend Differenzen an der Rohmaterial Zesummesetzung, Virbereedungsprozess, Organisatiounsstruktur a Leeschtung.

Kontrast tëscht traditionell Keramik a modern Keramik