Come si sono sviluppate ceramiche speciali?
2023-07-03
Negli ultimi trenta o quaranta anni, a causa del rapido sviluppo della scienza e della tecnologia, in particolare lo sviluppo della tecnologia elettronica, della tecnologia spaziale e della tecnologia informatica, sono urgentemente necessari materiali con proprietà speciali e alcune ceramiche possono soddisfare tali requisiti. Con un rapido sviluppo, queste ceramiche di nuova concezione sono molto diverse dalle "ceramiche tradizionali" in termini di materie prime, artigianato o performance di ceramica AL2O3 e sono chiamate "ceramiche speciali" per distinguerle dalla vecchia ceramica o ceramica tradizionale. , Boron Carbide è un'importante ceramica speciale con molte eccellenti proprietà. Il carburo di boro è ampiamente utilizzato in ceramiche strutturali, materiali resistenti all'usura, armatura a prova di proiettile, industria nucleare, ecc. E ha un valore di applicazione molto importante e uno stato insostituibile. Negli ultimi decenni, con l'ascesa di nuove tecnologie (come la tecnologia elettronica, la tecnologia spaziale, la tecnologia laser, la tecnologia informatica, ecc.), Nonché lo sviluppo di teorie di base e tecnologie di test, la ricerca sui materiali ceramici è avanzata dai salti e limiti. Al fine di soddisfare i requisiti delle nuove tecnologie per i materiali in ceramica, è emersa una classe di ceramiche che è molto diversa dalle normali ceramiche in termini di materie prime, processi e proprietà. Da allora, ha anche aperto le porte a un nuovo mondo di materiali in ceramica. Per distinguerlo dalla ceramica tradizionale e dalla ceramica ordinaria, è necessario dare a questo tipo di ceramica un nuovo nome (più alto) ↓
Di conseguenza, sono nati una serie di nomi come ceramiche ad alte prestazioni, ceramiche avanzate, ceramiche fine, ceramiche speciali, nuove ceramiche, ceramiche moderne, ceramiche ad alta tecnologia, ceramica ingegneristica, ecc. Secondo le abitudini linguistiche di persone diverse e i diversi campi di applicazione della ceramica, vari paesi e vari documenti e opere hanno nomi diversi per loro.
Non esiste una definizione precisa di ceramiche speciali. In generale, ceramiche speciali sono generalmente considerate "l'uso di materie prime altamente selezionate o sintetizzate, la cui composizione chimica può essere controllata con precisione, elaborata in base alla tecnologia di produzione che facilita la progettazione e il controllo della microstruttura e ha elevato Performance. Una classe di ceramiche. " Ceramiche speciali, come la ceramica ordinaria, sono materiali non metallici inorganici realizzati da un trattamento termico ad alta temperatura.
La ceramica speciale può essere suddivisa in due categorie di nitruro di alluminio in base alle loro caratteristiche e usi: ceramica strutturale e ceramica funzionale.
Ceramica strutturale Ceramica strutturale si riferisce a ceramiche che possono essere utilizzate come materiali strutturali ingegneristici. Ha le caratteristiche di alta resistenza, alta durezza, elevato modulo elastico, resistenza ad alta temperatura, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, resistenza all'ossidazione, resistenza alle shock termiche e così via. La ceramica strutturale è approssimativamente classificata in compositi a matrice ceramica a base di ossido, non ossido e strutturali. La ceramica strutturale può essere divisa in ossidi, non ossidi, nano-ceramici, ceramica a bassa espansione e compositi a matrice ceramica.
Ossidi: i materiali principali sono AL2O3, ZRO2, MGO, SIO2, BEO, Mullite, ecc.; Hanno le caratteristiche di alta resistenza, alta durezza, alta tenacità, alta conducibilità termica, resistenza all'usura, ecc.; Automobili, torni, parti della macchina, stampi per il disegno del filo, utensili da taglio, strumenti di misurazione, supporti di macinazione, ecc. Non ossido: i materiali principali includono carburi (SIC, B4C, TIC, ecc.), Nitrides (SI3N4, BN, AIN, AIN, Sialon, ecc.), Silicidi (MOSI2, Tisi2, MG2SI, ecc.) Borides (ZRB2, TIB2, ecc.); Ha le caratteristiche della resistenza ad alta temperatura, della superharness, della resistenza alle shock termiche e della resistenza all'ossidazione; Può essere utilizzato per produrre parti del motore automobilistico, lame per turbine a gas, materiali lubrificanti ad alta temperatura, materiali resistenti all'usura, materiali refrattari, ecc.
Nano-ceramica: i materiali principali sono nano-ossidi e non ossidi; Hanno superplasticità e alta tenacità e sono principalmente utilizzati nella produzione di varie parti strutturali ad alte prestazioni.
Ceramica a bassa espansione: i materiali principali sono turchesi, spodumene, titanato di alluminio, ecc. Il coefficiente di espansione di questo tipo di ceramica è inferiore a 2 × 10-6/℃; Può essere utilizzato per rendere resistenti parti strutturali al raffreddamento rapido e al riscaldamento rapido.
Materiali compositi a matrice ceramica: matrice ceramica principalmente di ossido (AL2O3/ZRO2), matrice ceramica a nitruro (SI3N4/BN), matrice ceramica in carburo (SIC/B4C), ecc.; eccellenti proprietà meccaniche ad alta temperatura; Utilizzato per lo più in cappa, fabbricazione di aeromobili di piastrelle di superficie e parti del motore.
Ceramica funzionale
La ceramica funzionale si riferisce a una classe di ceramiche con proprietà elettriche, magnetiche, ottiche, acustiche, superconducenti, chimiche, biologiche e di altro tipo e hanno funzioni di conversione reciproca. La ceramica funzionale può essere approssimativamente divisa in ceramiche elettroniche (tra cui isolamento elettrico, dielettrico, ferroelettrico, piezoelettrico, termoelettrico, sensibile, conduttivo, superconduttore, ceramica a infrarossi), ceramiche biologiche e antibacteriche, optichi di luminescenza, a infrarossi, ceramica a infrarossi) Ceramica porosa. La ceramica funzionale può essere suddivisa in ceramiche elettroniche, ceramiche funzionali termiche e ottiche, ceramica antibatterica a filtro biologico e macchina machinabile e ceramica chimica porosa in base alle loro diverse funzioni.
Ceramica elettronica: tra cui ceramica isolante, ceramica dielettrica, ceramica ferroelettrica, ceramica piezoelettrica, ceramica piroelettrica, ceramica sensibile, materiali magnetici e ceramiche conduttiva e superconduttiva. According to the dielectric properties of capacitor ceramics, they are divided into 6 categories: high frequency temperature compensation type dielectric ceramics, high frequency temperature stable type dielectric ceramics, low frequency high dielectric constant type dielectric ceramics, semiconductor type dielectric ceramics, laminated Capacitor ceramics, Ceramica dielettrica a microonde. Tra questi, le ceramiche dielettriche a microonde hanno le caratteristiche di costante dielettrica elevata, bassa perdita dielettrica e coefficiente di frequenza di risonanza ridotta e sono ampiamente utilizzate nella comunicazione a microonde, nella comunicazione mobile, nella comunicazione satellitare, nella radio e nella televisione, nei radar e in altri campi. Ceramica funzionale termica e ottica: ceramica resistente al calore, ceramica che insulanti di calore e ceramiche termicamente conduttive sono le principali applicazioni della ceramica nelle termiche. Tra questi, le ceramiche resistenti al calore includono principalmente AL2O3, MGO, SIC, ecc. A causa della loro buona stabilità ad alta temperatura, possono essere utilizzati come materiali refrattari nell'industria della ceramica della mulite metallurgica e in altre industrie. Le ceramiche di isolamento termico hanno un buon effetto di isolamento termico e sono ampiamente utilizzate in vari campi. In termini di ottica, i materiali ceramici comprendono ceramiche assorbenti, generatori di segni ottici in ceramica e fibre ottiche, che possono essere visti ovunque nella vita usando le caratteristiche dei coefficienti ottici ceramici, come rivestimenti e smalti ceramici. Nell'industria nucleare, l'uso di ceramiche a ioni pesanti contenenti piombo e bario per assorbire e fissare le onde di radiazioni nucleari è ampiamente utilizzato nel trattamento delle scorie nucleari. La ceramica sono anche materiali importanti per generatori laser a stato solido, tra cui laser rubini e laser a granne ittrium. La fibra ottica è il principale mezzo di trasmissione per i moderni segnali di comunicazione. Ha le caratteristiche di bassa perdita di segnale, alta fedeltà e grande capacità, che sono superiori alle linee di trasmissione del segnale metallico.
Le ceramiche di allumina trasparenti sono un tipico rappresentante della ceramica ottica. Nel processo di produzione di allumina trasparente, la chiave è che la diffusione del volume dell'allumina è il processo di crescita del grano del meccanismo di sinterizzazione. L'aggiunta di additivi appropriati come l'ossido di magnesio alle materie prime può inibire la crescita dell'allumina. crescita del grano. Può essere utilizzato come crogiolo per fusione del vetro, materiale per finestra di rilevamento a infrarossi, apparecchi di illuminazione e può anche essere utilizzato per produrre substrati a circuiti integrati nel settore elettronico.
Materiali ceramici biologici e antibatterici: possono essere divisi in ceramica biologicamente inerte e ceramica biologicamente attiva. Oltre ad essere utilizzati per la misurazione, la diagnosi e il trattamento, la bioceramica è utilizzata principalmente come sostituti del tessuto biologico e può essere utilizzato in ortopedia, chirurgia plastica, chirurgia della cavità orale, chirurgia cardiovascolare, oftalmologia e chirurgia generale. I materiali antibatterici sono utilizzati principalmente in prodotti domestici, elettrodomestici, giocattoli e altri campi. Gli elettrodomestici sono attualmente uno dei settori più utilizzati e usati. Negli ultimi anni, l'industria dei materiali antibatterici del mio paese si è sviluppata rapidamente e si è sviluppata rapidamente nei settori dell'industrializzazione e dello sviluppo dell'applicazione di agenti antibatterici inorganici, agenti antibatterici organici e agenti antibatterici fotocatalitici.
Ceramica porosa: ha i vantaggi della trasmissione luminosa ad alta luce in ceramica corderite, ampia superficie specifica, bassa densità, bassa conducibilità, resistenza ad alta temperatura, resistenza alla corrosione, ecc. Filtrazione, portatore catalizzatore, isolamento termico, materiali per isolamento sonori, ecc. Negli ultimi anni, l'applicazione di ceramiche porose è stata estesa ai campi di aviazione, elettronica, materiali medici e biologia, ecc. comunità di materiali globali e si è sviluppato rapidamente. Al fine di ottenere diverse ceramiche porose, sono stati proposti vari metodi di preparazione in successione, come l'aggiunta del metodo dell'agente che forma i pori, il metodo sol-gel, il metodo di pressione a caldo, il metodo di scambio ionico e così via.
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