Materialet qeramike

Materialet moderne qeramike janë një lloj i ri i qeramikës që janë zhvilluar nga qeramika tradicionale e bazuar në qeramikë të veçantë dhe kanë karakteristika dalluese që janë të ndryshme nga qeramika tradicionale. Prej kohësh ka shkuar përtej konceptit dhe qëllimit të qeramikës tradicionale. Është një produkt i teknologjisë së lartë dhe të re. Prandaj, materialet qeramike janë një temë e lashtë dhe e re.

Të ashtuquajturat materiale qeramike moderne janë materiale jometalike inorganike. Është një nga tre kategoritë kryesore të materialeve moderne krahas metaleve dhe materialeve organike. Është gjithashtu njohja e përgjithshme e të gjitha materialeve, përveç materialeve metalike dhe materialeve organike. Objekti i diskutimit në këtë kapitull janë materialet moderne qeramike ose materialet jometalike inorganike moderne.

Materialet moderne qeramike kanë konotacione të teknologjisë së lartë. Krahasuar me materialet tradicionale. Kryesisht ka tre karakteristikat e mëposhtme:

(1) Bazuar në kërkesat e zhvillimit modern shkencor dhe teknologjik. Është produkt i zhvillimit të shkencës dhe teknologjisë moderne dhe është një produkt i teknologjisë së lartë.

(2) Procesi i prodhimit është kompleks dhe kërkon drejtimin e arritjeve moderne shkencore dhe teknologjike. Prandaj, është një produkt me njohuri teknike intensive.

(3) Ka veti të shkëlqyera dhe të veçanta dhe mund të plotësojë kërkesat e industrive tregtare dhe të teknologjisë së re.

Klasifikimi i materialeve qeramike

Me zhvillimin e prodhimit dhe shkencës dhe teknologjisë. Llojet e materialeve dhe produkteve qeramike po shtohen dita ditës. Për të lehtësuar kuptimin e karakteristikave të materialeve ose produkteve të ndryshme, ato zakonisht klasifikohen nga këndvështrime të ndryshme.

1. Klasifikimi sipas përbërjes kimike

(1) Qeramika me oksid. Ka shumë lloje të qeramikës okside, të cilat zënë një pozicion shumë të rëndësishëm në familjen e qeramikës. Qeramikat okside më të përdorura janë Al2O3, SiO2, MgO, ZrO3, CeO2, CaO. Cr2O3, mullit (3Al2O3.2SiO4) dhe spinel (MgAl2O3), etj. Al2O3 dhe SiO2 në qeramikë përdoren gjerësisht sa çeliku dhe lidhjet e aluminit në materialet metalike. Disa qeramika okside janë renditur në tabelën 11.1. Silikatet gjithashtu i përkasin serisë së oksideve. Të tilla si ZrsiO4. Telefonata ka pritur. Ka edhe okside të përbëra si BaT, CgyiO; në këtë kategori bëjnë pjesë edhe etj.

Materialet qeramike klasifikohen sipas përbërjes kimike

(2) Qeramika me karabit. Qeramikat karabit në përgjithësi kanë një pikë shkrirjeje më të lartë se oksidet. Më të përdorurat janë SIC, SC, Phoenix C. TIC etj. Qeramikat karabit duhet të kenë mbrojtje atmosferike gjatë procesit të përgatitjes.

(3) Qeramika amide. Kloruri më i përdorur është a-ji, i cili ka veti të shkëlqyera mekanike gjithëpërfshirëse dhe rezistencë ndaj temperaturës së lartë. Për më tepër, aplikimet e qeramikës nitride TZN, BN dhe AI ​​po bëhen gjithnjë e më të përhapura. C3N4, i cili sapo është shfaqur së fundmi, pritet të ketë performancë më të mirë se Si3O4.

(4) Katër qeramika kimike. Aplikimet e qeramikës boride nuk janë shumë të gjera. Ato përdoren kryesisht si aditivë të thellë ose faza të dyta për t'u shtuar në matrica të tjera qeramike për të përmirësuar performancën. Ato që përdoren zakonisht përfshijnë Ti, Zr&, etj.

2. Klasifikimi sipas performancës dhe përdorimit

(1) Qeramika strukturore. Qeramikat strukturore përdoren si materiale strukturore për prodhimin e pjesëve strukturore. Përdorni kryesisht vetitë e tij mekanike. Forca e shtuar, qëndrueshmëria, fortësia, moduli, rezistenca ndaj konsumit, rezistenca ndaj temperaturës së lartë (forca në temperaturë të lartë, rezistenca ndaj goditjeve termike, rezistenca ndaj ablacionit), etj. Shumica e katër qeramikave të klasifikuara sipas përbërjes kimike bërthamore të përmendura më sipër janë qeramika strukturore. Të tilla si guri AjZQ. 3N4 dhe ZX janë materiale qeramike strukturore përfaqësuese me veti mekanike superiore.

(2) Qeramika funksionale. Qeramikat funksionale përdoren si materiale funksionale për prodhimin e pajisjeve funksionale, kryesisht duke përdorur vetitë e tyre fizike si vetitë elektromagnetike, vetitë termike, vetitë optike, vetitë biologjike, etj. Për shembull, ferriti. Qeramikat feroelektrike përdoren kryesisht për vetitë e tyre elektromagnetike. Përdoret për të bërë komponentë elektromagnetikë, qeramika dielektrike përdoret për të bërë kondensatorë dhe qeramika piezoelektrike përdoret për të bërë sensorë të zhvendosjes ose presionit. Qeramika me elektrolit të ngurtë mund të përdoret për të bërë detektorë oksigjeni duke përdorur vetitë e tyre të transferimit të joneve. Biokeramika përdoret për të bërë kocka artificiale dhe dhëmbë artificialë. Në kategorinë e qeramikës funksionale bëjnë pjesë edhe materialet superpërçuese dhe fibrat optike.

Vlen të theksohet se edhe klasifikimi i mësipërm është relativ. Në vend që të jetë absolute, ndonjëherë nuk ka kufi të rreptë midis qeramikës strukturore dhe qeramikës funksionale. Për disa materiale qeramike, ekzistojnë të dyja. Qeramika piezoelektrike. Megjithëse mund të klasifikohet si qeramikë funksionale, ajo gjithashtu ka kërkesa të caktuara për vetitë e saj mekanike, si forca, qëndrueshmëria, fortësia dhe moduli elastik. Para së gjithash, ai duhet të ketë forcë të mjaftueshme për të parandaluar dëmtimin kur i reziston forcës E, në mënyrë që të arrihen karakteristikat e zakonshme piezoelektrike. Përveç kësaj, të tilla si qeramika strukturore me temperaturë të lartë ose qeramika rezistente ndaj goditjeve termike dhe rezistente ndaj zjarrit për pjesët rezistente ndaj nxehtësisë së anijeve kozmike, megjithëse ato i përkasin kategorisë së qeramikës strukturore. Sidoqoftë, rezistenca e zgjerimit termik nuk përcaktohet vetëm nga forca, qëndrueshmëria dhe moduli i saj, por përçueshmëria termike dhe koeficienti i zgjerimit termik janë gjithashtu të njëjta me vetitë mekanike, të cilat kanë një ndikim shumë të rëndësishëm në rezistencën ndaj goditjes termike. Rezistenca ndaj korrozionit është një performancë e rëndësishme e qeramikës kimike (të tilla si pompat rezistente ndaj acidit), por ajo duhet të ketë veti të caktuara mekanike për të përmbushur kërkesat e industrisë. Materialet superpërcjellëse janë të vështira për t'u bërë tela, sepse ato janë shumë yndyrore. Prandaj, nuk mund të hyjë ende në fazën e aplikimit praktik. Për ta përmbledhur, qoftë qeramika strukturore apo qeramika funksionale, vetitë mekanike janë vetitë më themelore të materialeve qeramike. Vetëm se përdorime të ndryshme kanë kërkesa të ndryshme për vetitë mekanike.

Ky kapitull diskuton kryesisht qeramikën strukturore.

Përparësitë e qeramikës

1. Karakteristikat e performancës së materialeve qeramike

Siç e dimë të gjithë, lidhjet kimike të materialeve metalike (ari i pastër ose lidhjet) janë kryesisht metale. Ato përbëhen nga atome metalike pozitive dhe re elektronike që i mbushin ato. Lidhjet metalike nuk kanë drejtim. Prandaj, metali ka veti të mira deformimi plastik. Sa i përket qeramikës që injoron përbërjet jometalike, vetitë e tyre kimike janë më të larta se lidhjet shëndetësore dhe kovalente. Kjo kimi ka drejtim të fortë dhe energji të lartë lidhëse. Prandaj, është e vështirë që materialet qeramike t'i nënshtrohen deformimit plastik. Brishtësi e lartë dhe ndjeshmëri e fortë ndaj çarjeve. Kjo është thembra e Akilit e materialeve qeramike. Por është pikërisht për shkak të këtij lloji të lidhjes kimike që qeramika strukturore ka një sërë vetish të veçanta që janë superiore ndaj materialeve metalike.

① Fortësia e lartë përcakton rezistencën e saj të shkëlqyer ndaj konsumit;

②Pikë e lartë e flakës. Përcaktoi që ka rezistencë të jashtëzakonshme ndaj nxehtësisë;

③ Stabilitet i lartë kimik. Ai përcakton që ka rezistencë të mirë korrozioni.

Edhe pse materialet qeramike kanë avantazhe kaq të shkëlqyera. Megjithatë, disavantazhi i tij fatal - brishtësia - kufizon performancën dhe aplikimet e tij praktike. Prandaj, forcimi i qeramikës është bërë një temë thelbësore në fushën e kërkimit të materialeve qeramike që tërheq vëmendjen mbarëbotërore (shih seksionin e forcimit të qeramikës për detaje).

2. Krahasimi midis qeramikës moderne (të avancuar) dhe qeramikës tradicionale

Qeramika moderne krahasuar me qeramikën tradicionale. Ka dallime të konsiderueshme në përbërjen e lëndës së parë, procesin e përgatitjes, strukturën organizative dhe performancën.

Kontrasti midis qeramikës tradicionale dhe qeramikës moderne