Terwijl de wereld zich ontwikkelt, is innovatie alomtegenwoordig. Met de introductie van geavanceerde verwerkingsmethoden is een speciaal type keramiek nu gangbaar in de industrie. In dit unieke artikel bespreken we het meest veeleisende en unieke type keramiek: technisch keramiek.
Wat is technische keramiek?
Technische keramiek is een geavanceerde keramieksoort die onder verschillende namen bekend is. Ze worden geavanceerde keramiek of technische keramiek genoemd. geconstrueerde keramiek, op de markt. Sommige fabrikanten gebruiken ook de term 'high-performance ceramic' en 'precision ceramic' voor deze producten. Welke term er ook gebruikt wordt, ze verwijzen allemaal naar hetzelfde.
Technische keramiek wordt gedefinieerd als anorganische keramische materialen. Het zijn geavanceerde keramieksoorten die bestaan uit unieke elementen, waaronder O₂ (zuurstof) en AI (aluminium). Ze bezitten de hoogste mechanische, elektrische en thermische eigenschappen. Deze eigenschappen kunnen worden gecontroleerd door toevoeging van andere, minder belangrijke elementen. De combinatie van thermische en fysieke eigenschappen maakt ze de beste keuze voor producten waar andere alternatieven tekortschieten.
Ze worden vervaardigd met synthetische of natuurlijk samengestelde materialen. Technische keramiek wordt geavanceerde keramiek genoemd omdat de ingrediënten die nodig zijn voor het productieproces zeer zuiver zijn. De ingrediënten worden zorgvuldig verfijnd om de vorm en grootte van de deeltjes te bepalen. Ze worden in diverse industrieën gebruikt voor de productie van diverse producten die we dagelijks gebruiken.
Materiaalcategorisering van technische keramiek:
Geavanceerde, technische of hoogwaardige keramiek kan worden ingedeeld in de volgende typen:
- Composietmateriaal: Dit omvat vezelversterkt materiaal, een combinatie van niet-oxiden, oxiden en ander materiaal, evenals met deeltjes versterkt materiaal.
- Oxiden: Hieronder vallen elementen als Zr, Be, Al2O3, etc.
- Niet-oxiden: Nitriden, carbiden, enz. vallen in de categorie niet-oxiden.
Waarom is geavanceerde keramiek zo populair?
Naarmate de wereld zich verder ontwikkelt, neemt ongetwijfeld ook de vraag naar en het aanbod van technische keramiek toe. Gedefinieerd als polykristallijne materialen, winnen ze wereldwijd aan populariteit.
De eerste reden waarom ze zo gewild zijn, is dat ze nieuwe mogelijkheden bieden voor diverse toepassingen. Denk bijvoorbeeld aan de installatie- en machinebouw, de auto-industrie, gieterijen, elektronica, textielproductie en medische technologie.
Bovendien nemen de eisen van consumenten in diverse industrieën snel toe. Daarom geven diverse ingenieurs en bouwers de voorkeur aan geavanceerde en hoogwaardige materialen zoals technisch keramiek om aan al hun eisen te voldoen. Naast de bovengenoemde toepassingen, wordt technisch keramiek ook toegepast in de nanotechnologie en de optische industrie.
Ten slotte neemt de vraag naar technisch of precisiekeramiek in tal van industrieën toe, omdat het zeer flexibel is. Hoogwaardige precisiekeramiek, geproduceerd door professionele bedrijven, vervangt nu gewone materialen voor diverse toepassingen.
Vroeger gebruikten de bedrijven gewone vuurvaste materialen en polymeren, maar nu stappen ze steeds vaker over op technische keramiek.
Wat zijn de belangrijkste eigenschappen van technische keramische materialen?
Hieronder worden enkele belangrijke eigenschappen van technische keramiek opgesomd:
●Druksterkte
Wanneer technisch keramiek wordt samengeperst, vertoont het een uitzonderlijk hoge sterkte. Technisch keramiek kan een hoge belasting van minimaal 4000 MPa (MPa staat voor Megapascal) verdragen. Vergelijk dit echter met andere materialen zoals zirkonium of titanium, dan kunt u zich voorstellen hoe sterk technisch keramiek is.
●Slijtvastheid
Geavanceerde soorten precisie- of technische keramiek kunnen ook hoge temperaturen weerstaan. Naast het weerstaan van hoge temperaturen kunnen ze ook effectief hun mechanische en elektrische eigenschappen behouden. Daarom wordt technische keramiek gebruikt in talloze toepassingen met hoge warmteontwikkeling. Voorbeelden hiervan zijn snijgereedschappen, ovens en straalmotoren.
●Hardheid
Technische keramiek heeft ongetwijfeld de harten van high-end gebruikers veroverd vanwege de hoge stijfheid en uitstekende hardheid. Fabrikanten verleggen hun prioriteit naar technische keramiek omdat dit unieke materiaal vier keer harder is dan roestvrij staal.
●Dichtheid
Technische keramiek heeft een dichtheid variërend van 2 g/cc. Vanwege de lage dichtheid heeft technische keramiek voor diverse toepassingen de voorkeur boven andere materialen. Zoals u weet, draagt een lage dichtheid bij aan een laag gewicht. Hoe lager de dichtheid, hoe lager het gewicht van de stof.
●Temperatuurvermogen
Volgens gegevens kunnen verschillende soorten geavanceerde keramiek temperaturen van meer dan 1750 °C (3182 °F) verdragen. Omdat ze hoge temperaturen kunnen weerstaan, vallen ze in de categorie ultrahogetemperatuurmaterialen. Dankzij hun hogetemperatuurbestendigheid kunnen ze worden gebruikt in diverse motoren, turbines en lagers.
●Corrosiebestendig
Technische keramiek is ongetwijfeld een chemisch stabiel materiaal. Maar waarom? Het antwoord ligt in hun chemische binding. In de meeste technische keramische materialen (vooral oxiden) zijn ionische bindingen dominant, waardoor het materiaal corrosiebestendig is.
●Thermische geleidbaarheid of isolatie
Technische keramiek kan verschillende thermische geleidbaarheids- of isolatie-eigenschappen hebben. Deze eigenschappen zijn afhankelijk van de chemische samenstelling van het materiaal. Sommige soorten technische keramiek hebben bijvoorbeeld superieure thermische geleidbaarheidseigenschappen. Dergelijke producten zijn het meest geschikt voor koellichamen of warmtewisselaars.
Aan de andere kant hebben sommige technische keramische producten isolerende eigenschappen. Kortom, technische keramiek is zeer flexibel en aanpasbaar.
Andere belangrijke eigenschappen zijn onder meer biocompatibiliteit, buigsterkte, metallisatie, piëzo-elektriciteit en dynamiek, thermische schok- en fluctuatiebestendigheid, enz.
Verschil tussen technische keramiek en traditionele keramiek
Nu we hun unieke eigenschappen hebben onderzocht, laten we eens kijken hoe deze geavanceerde materialen verschillen van traditioneel keramiek. De toepassingen en productieprocessen van deze twee soorten keramiek zijn zeer verschillend en elk heeft zijn eigen voordelen. Hieronder gaan we dieper in op de verschillen tussen beide.
1. Samenstelling:
Het belangrijkste verschil tussen technische keramiek en traditionele keramiek is de samenstelling. De basismaterialen van technische keramiek zijn voornamelijk diverse carbiden, oxiden en nitriden, zoals aluminiumoxide, siliciumnitride en siliciumcarbide. Daarnaast bevat het ook veel synthetische materialen.
Bij de productie en verwerking van traditioneel keramiek worden verschillende soorten grondstoffen gebruikt (zoals: silica, klei en veldspaat).
2. Prestaties:
Een ander groot verschil tussen technisch en traditioneel keramiek is de prestatie. Traditioneel keramiek wordt gebruikt in beperkte toepassingen. Bijvoorbeeld voor elektrische isolatie in het middensegment. Maar waarom worden ze gebruikt in processen in het middensegment en niet in high-end toepassingen?
De reden hiervoor is dat traditionele keramiek over het algemeen een lage tot gemiddelde hardheid heeft. Naast een lage hardheid hebben ze ook een lage sterkte en een laag thermisch evenwicht. Integendeel, vanwege hun unieke eigenschappen zijn technische keramiek juist ontworpen voor veeleisende toepassingen.
3. Verwerking:
Tot slot verschillen geavanceerde keramieksoorten aanzienlijk van conventionele keramieksoorten qua verwerking. Traditionele keramiek wordt doorgaans gevormd met behulp van eenvoudige methoden zoals gieten en vervolgens gebakken op hoge temperaturen om de vorm te bepalen. Hoogwaardige keramiek vereist daarentegen gespecialiseerde technieken. Deze methoden variëren per industrie, met veelvoorkomende benaderingen zoals precisiebewerking en poedercompactie.
Kortom:
Technische keramiek wordt beschouwd als een anorganisch, niet-metalen object. De toepassing van deze geavanceerde keramiek in diverse industrieën neemt ongetwijfeld met de dag toe. Dankzij de unieke eigenschappen is er wereldwijd grote vraag naar. Fabrikanten en high-end gebruikers gebruiken het om veelgebruikte materialen te vervangen vanwege de unieke eigenschappen.