تختلف السيراميك المصنوعة من مواد مختلفة اختلافًا كبيرًا في الأداء. سنقدم لكم تصنيفات وتطبيقات مختلف مواد السيراميك.
التصنيف حسب تركيب المواد الخزفية
يمكن تقسيم المواد الخزفية تقريبًا إلى أربع فئات وفقًا لتكوينها: مواد سيراميك أكسيدية، ومواد سيراميك غير أكسيدية، ومواد سيراميك سيليكاتية، ومواد سيراميك زجاجية.
فيما يلي سنقدم لك هذه المواد الخزفية ونفهم استخداماتها.
مواد السيراميك المؤكسدة
سيراميك الأكسيد شائع الاستخدام في الصناعة والحياة اليومية. ومن بين هذه المجموعة الكبيرة من الأكاسيد، يُعدّ الألومينا، وأكسيد الزركونيوم، وثاني أكسيد السيليكون، وغيرها، من أكثرها استخدامًا.
بشكل عام، تتمتع المواد المؤكسدة بالخصائص المميزة التالية:
مقاومة التآكل: صلابة عالية، مقاومة قوية للتآكل، مناسبة للطحن والقطع وغيرها من الأغراض.
مقاومة درجات الحرارة العالية: نقطة انصهاره عالية نسبيًا، ويتميز بثبات جيد في مختلف بيئات درجات الحرارة العالية. وهو مادة مقاومة للحرارة شائعة الاستخدام في الصناعة.
مقاومة التآكل: الخصائص الكيميائية مستقرة، وليس من السهل التفاعل مع مختلف الأحماض والقلويات والأملاح، وهي مناسبة لمختلف البيئات المسببة للتآكل.
وفيما يلي بعض المواد المؤكسدة الشائعة:
الألومينا: هذه إحدى أكثر المواد الخزفية استخدامًا. تُستخدم السيراميك المُلبَّدة من الألومينا في جميع جوانب حياتنا، حيث تُستخدم في الإلكترونيات والأجزاء الطبية والصناعية. وهي من أهم المواد الأساسية في التصنيع الحديث!
الزركونيا: يتميز الزركونيا بمتانة أكبر من الألومينا. صلابته العالية ومقاومته للتشقق تجعله مناسبًا للتطبيقات عالية المتانة، مثل طب الأسنان والسكاكين.
ثاني أكسيد السيليكون: يتميز أيضًا بقوة ممتازة، وثبات في درجات الحرارة العالية، ومقاومة للتآكل. ويُستخدم على نطاق واسع في مختلف الأجهزة البصرية، وصناعة الزجاج، وصناعات أشباه الموصلات.
المواد الخزفية غير المؤكسدة
هناك العديد من المواد الخزفية غير المؤكسدة، وأكثرها شيوعًا هي النتريدات والكربيدات والبوريدات، وغيرها. يمكن استخدام المواد الخزفية غير المؤكسدة في مجالات متنوعة بفضل أدائها المتميز. على سبيل المثال، يمكن استخدام سيراميك النتريد في بعض شفرات التوربينات وأجزاء المحركات نظرًا لمقاومته العالية لدرجات الحرارة العالية؛ كما يُستخدم سيراميك الكربيد على نطاق واسع في تطبيقات القطع المختلفة نظرًا لصلابته الممتازة؛ ويمكن استخدام البوريدات في فوهات الصواريخ وأنظمة الحماية الحرارية في بيئات ذات درجات حرارة عالية جدًا.
مقدمة للمواد الخزفية غير المؤكسدة الشائعة:
نتريد الألومنيوم: يتميز هذا المعدن بموصلية حرارية وعزل كهربائي ممتازين. يُستخدم كركيزة لتبديد الحرارة ومواد تغليف إلكترونية في العديد من المنتجات والأجهزة الإلكترونية.
نتريد السيليكون: يتميز بمقاومة عالية للحرارة ومتانة ميكانيكية. يُستخدم بكثرة في مختلف مكونات المحركات وهياكل المحامل عالية الحرارة. كما يُستخدم على نطاق واسع في السيارات والطائرات.
كربيد السيليكون: يتميز كربيد السيليكون بصلابة عالية جدًا ومقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية. ويُستخدم في بعض الأختام الميكانيكية والمواد المقاومة للتآكل. كما يُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات درجات الحرارة والضغط العاليين لمختلف أجهزة أشباه الموصلات.
نتريد البورون: يتميز نتريد البورون بتركيب سداسي البلورات، يتميز بعزل كهربائي جيد، ومقاومة حرارية، وخمول كيميائي. يُستخدم في مختلف مواد التشحيم والمواد المقاومة للحرارة.
مواد الزجاج والسيراميك
السيراميك الزجاجي مادة سيراميكية مركبة تُصنع بتبلور الزجاج. تجمع هذه المادة بين مزايا الزجاج والسيراميك، ما يجعلها تجمع بين خصائص الزجاج ومزايا السيراميك! يُستخدم السيراميك الزجاجي بكثرة في المطابخ عالية الحرارة، ويُصنع منه صواني خبز مقاومة للحرارة وأدوات طهي متنوعة. بالإضافة إلى صلابته الفائقة ومقاومته للحرارة، يتميز السيراميك الزجاجي بتوافق حيوي جيد.
مواد السيراميك السيليكاتية
مواد سيراميك السيليكات هي سيراميك مكونه الرئيسي معادن السيليكات. وإذا ما قُسِّمت إلى نوعين فرعيين، فيمكن تقسيمها بشكل رئيسي إلى نوعين: سيليكات الألومنيوم أو سيليكات المغنيسيوم. وتُستخدم في حياتنا اليومية وفي البناء. ففي قطاع البناء، تُستخدم سيراميك السيليكات في صناعة البلاط والطوب والأسمنت، نظرًا لمقاومتها العالية للتآكل ومتانتها العالية ومقاومتها للتآكل. كما تُستخدم منتجات سيراميك السيليكات في الضروريات اليومية، مثل بعض أدوات المائدة الخزفية والأدوات الصحية، وغيرها. وحتى في صناعة الإلكترونيات، تُستخدم سيراميك السيليكات أيضًا في صناعة العوازل والمكثفات، وتطبيقاتها واسعة النطاق.
التصنيف حسب استخدام السيراميك
يمكن تقسيم السيراميك إلى سيراميك تقليدي وسيراميك متقدم. توجد المواد الخام للسيراميك التقليدي عادةً في أنواع مختلفة من الطين، والسيليكا، والفلسبار، والكوارتز، وغيرها. تُشكل هذه المواد منتجات سيراميكية تقليدية بعد حرقها في درجات حرارة عالية. يُصنع السيراميك المتقدم من مجموعة متنوعة من الأكاسيد والنتريدات والكربيدات.
تختلف تطبيقات السيراميك باختلاف الاستخدام. فالسيراميك التقليدي يُناسب الاحتياجات اليومية، بينما يُستخدم السيراميك المتطور على نطاق واسع في الصناعة وبعض المجالات التكنولوجية المتقدمة.
زجاج
الزجاج مادة خزفية شائعة. من النوافذ التي نراها في كل مكان في حياتنا اليومية إلى النظارات التي نرتديها، قد لا يعلم الكثيرون أن الزجاج في الواقع سيراميك سيليكاتي.
المكون الرئيسي لسيراميك السيليكات هو ثاني أكسيد السيليكون (SiO2). بإضافة أكاسيد أخرى إليه، تتغير خصائص الزجاج. على سبيل المثال، بإضافة أكسيد الصوديوم (Na2O)، تنخفض درجة انصهار الزجاج، مما يُسهّل عملية التشكيل؛ وإضافة أكسيد الألومنيوم (Al2O3) تُحسّن صلابة الزجاج ومقاومته للحرارة. لتغيير لون الزجاج، يُمكن إضافة بعض أكسيد الحديد (Fe2O3) ليبدو أخضر أو بني. هذه الإجراءات لا تُحسّن الزجاج فحسب، بل تُحسّن أيضًا من أدائه.
سيراميك الطين
أكثر منتجات الخزف الطيني شيوعًا هي أنواع مختلفة من الخزف، مثل أطقم الشاي، والأوعية، والزجاجات الخزفية، وغيرها. لا يتميز الخزف الطيني بالأداء الفائق فحسب، بل يصبح أيضًا جميلًا للغاية إذا عولج بعناية فائقة. إنه مثالي للديكور والاستخدام اليومي.
السيراميك الكاشط
السيراميك مادة صلبة ومتينة، مما يجعله مادة ممتازة للطحن والقطع. من المواد الكاشطة الشائعة: الماس، وأكسيد الألومنيوم، وكربيد السيليكون، ورمل السيليكا، وغيرها.
السيراميك المتقدم
هناك أنواع عديدة من السيراميك المتطور، يتميز كل منها بأداء فائق. تُستخدم هذه المواد على نطاق واسع في صناعات الطيران، والأجهزة الطبية، والمعدات الإلكترونية، وغيرها، نظرًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية الممتازة.
تلخيص
السيراميك مادة متنوعة تُستخدم على نطاق واسع في جميع جوانب حياتنا. خصائصه المتميزة المتعددة تتكامل مع بعضها البعض، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في مجالات متنوعة.
خلاب لدينا مجموعة واسعة من المنتجات الخزفية للاختيار من بينها، بما في ذلك الألومينا، وأكسيد الزركونيوم، وأكسيد البريليوم، ونتريد الألومنيوم، ونتريد البورون... إذا كنت بحاجة إلى سيراميك متقدم مخصص، فإن محترفي العمل لدينا متاحون دائمًا للعمل على مشروع السيراميك الخاص بك لتلبية احتياجاتك.