Керамички материјали

Савремени керамички материјали су нова врста керамике која се развија од традиционалне керамике на бази посебне керамике и има карактеристичне карактеристике које се разликују од традиционалне керамике. Одавно је превазишла концепт и обим традиционалне керамике. То је производ високе и нове технологије. Стога су керамички материјали древна и млада тема.

Такозвани савремени керамички материјали су неоргански неметални материјали. То је једна од три главне категорије савремених материјала поред метала и органских материјала. То је такође опште признање свих материјала осим металних и органских материјала. Предмет расправе у овом поглављу су савремени керамички материјали или савремени неоргански неметални материјали.

Савремени керамички материјали имају високотехнолошке конотације. У поређењу са традиционалним материјалима. Углавном има следеће три карактеристике:

(1) На основу захтева савременог научно-технолошког развоја. То је производ развоја савремене науке и технологије и високотехнолошки производ.

(2) Процес производње је сложен и захтева вођење савремених научних и технолошких достигнућа. Дакле, то је производ са интензивним техничким знањем.

(3) Има одличне и посебне особине и може испунити захтеве комерцијалних и нових технолошких индустрија.

Класификација керамичких материјала

Са развојем производње и науке и технологије. Врсте керамичких материјала и производа се повећавају из дана у дан. Да би се олакшало разумевање карактеристика различитих материјала или производа, они се обично класификују из различитих углова.

1. Класификација по хемијском саставу

(1) Оксидна керамика. Постоји много врста оксидне керамике, које заузимају веома важну позицију у породици керамике. Најчешће коришћена оксидна керамика је Ал2О3, СиО2, МгО, ЗрО3, ЦеО2, ЦаО. Цр2О3, мулит (3Ал2О3.2СиО4) и шпинел (МгАл2О3), итд. Ал2О3 и СиО2 у керамици се широко користе као челик и легуре алуминијума у ​​металним материјалима. Неке оксидне керамике наведене су у табели 11.1. Силикати такође припадају серији оксида. Као што је ЗрсиО4. Позив је чекао. Постоје и композитни оксиди као што су БаТ, ЦгииО; итд. такође спадају у ову категорију.

Керамички материјали су класификовани по хемијском саставу

(2) Карбидна керамика. Карбидна керамика генерално има вишу тачку топљења од оксида. Најчешће коришћене су СИЦ, СЦ, Пхоеник Ц. ТИЦ итд. Карбидна керамика треба да има атмосферску заштиту током процеса припреме.

(3) Амид керамика. Најраспрострањенији хлорид је а-ји, који има одличне свеобухватне механичке особине и отпорност на високе температуре. Поред тога, примена ТЗН, БН и АИ нитридне керамике постаје све распрострањенија. Очекује се да ће Ц3Н4, који се недавно појавио, имати боље перформансе од Си3О4.

(4) Четири хемијске керамике. Примена боридне керамике није много широка. Углавном се користе као дубоки адитиви или друге фазе које се додају другим керамичким матрицама ради побољшања перформанси. Често коришћени укључују Ти, Зр&, итд.

2. Класификација према перформансама и употреби

(1) Структурна керамика. Конструкцијска керамика се користи као конструктивни материјал за производњу структуралних делова. Углавном користе његове механичке особине. Повећана чврстоћа, жилавост, тврдоћа, модул, отпорност на хабање, отпорност на високе температуре (чврстоћа на високе температуре, отпорност на термички удар, отпорност на аблацију) итд. Већина од четири керамике класификоване према горе поменутом нуклеарном хемијском саставу су структурне керамике. Као што је АјЗК камен. 3Н4 и ЗКС су репрезентативни структурални керамички материјали са врхунским механичким својствима.

(2) Функционална керамика. Функционална керамика се користи као функционални материјали за производњу функционалних уређаја, углавном користећи њихова физичка својства као што су електромагнетна својства, термичка својства, оптичка својства, биолошка својства, итд. На пример, ферит. Фероелектрична керамика се углавном користи због својих електромагнетних својстава. Користи се за израду електромагнетних компоненти, диелектрична керамика се користи за израду кондензатора, а пиезоелектрична керамика се користи за израду сензора померања или притиска. Керамика са чврстим електролитом може се користити за израду детектора кисеоника користећи својства преноса јона. Биокерамика се користи за израду вештачких костију и вештачких зуба. У категорију функционалне керамике спадају и суперпроводни материјали и оптичка влакна.

Вреди напоменути да је горња класификација такође релативна. Уместо да буде апсолутна, понекад не постоји строга граница између структуралне керамике и функционалне керамике. За неке керамичке материјале постоји и једно и друго. Пиезоелектрична керамика. Иако се може сврстати у функционалну керамику, она такође има одређене захтеве за своја механичка својства, као што су чврстоћа, жилавост, тврдоћа и модул еластичности. Пре свега, мора имати довољну снагу да спречи оштећење када издржи Е силу, тако да се могу постићи заједничке пиезоелектричне карактеристике. Поред тога, као што су високотемпературна конструкцијска керамика или керамика отпорна на термички удар и ватру за делове отпорне на топлоту свемирских летелица, иако спадају у категорију структуралне керамике. Међутим, отпорност на топлотну експанзију није одређена само сопственом чврстоћом, жилавошћу и модулом, већ су топлотна проводљивост и коефицијент топлотног ширења такође исти као и механичка својства, која имају веома важан утицај на отпорност на топлотни удар. Отпорност на корозију је важна карактеристика хемијске керамике (као што су пумпе отпорне на киселину), али мора имати одређена механичка својства да би испунила захтеве индустрије. Суперпроводне материјале је тешко направити у жице јер су веома масне. Због тога још не може ући у фазу практичне примене. Да сумирамо, било да је реч о структурној или функционалној керамици, механичка својства су најосновнија својства керамичких материјала. Само што различите употребе имају различите захтеве за механичка својства.

Ово поглавље говори углавном о структурној керамици.

Предности керамике

1. Карактеристике перформанси керамичких материјала

Као што сви знамо, хемијске везе металних материјала (чисто злато или легуре) су углавном метали. Састоје се од позитивних атома метала и електронских облака који их испуњавају. Металне везе немају усмереност. Због тога, метал има добра својства пластичне деформације. Што се тиче керамике која игнорише неметална једињења, њихова хемијска својства су већа од здравствених и ковалентних веза. Ова хемија има јаку усмереност и високу енергију везивања. Због тога је керамичким материјалима тешко да се подвргну пластичној деформацији. Висока ломљивост и јака осетљивост на пукотине. Ово је Ахилова пета керамичких материјала. Али управо због овог типа хемијске везе структурна керамика има низ посебних својстава која су супериорнија од металних материјала.

①Висока тврдоћа одређује његову одличну отпорност на хабање;

②Висока тачка пламена. Утврђено да има изузетну отпорност на топлоту;

③ Висока хемијска стабилност. Утврђује да има добру отпорност на корозију.

Иако керамички материјали имају тако одличне предности. Међутим, његов фатални недостатак — крхкост — ограничава његове перформансе и практичне примене. Стога је каљење керамике постало кључна тема у области истраживања керамичких материјала која привлачи пажњу широм света (за детаље погледајте одељак о каљењу керамике).

2. Поређење савремене (напредне) керамике и традиционалне керамике

Модерна керамика у поређењу са традиционалном керамиком. Постоје значајне разлике у сировинском саставу, процесу припреме, организационој структури и перформансама.

Контраст између традиционалне керамике и модерне керамике