Ceramika tradycyjna i ceramika zaawansowana

W historii rozwoju cywilizacji ludzkiej najwcześniejsze technologie ceramiczne sięgają epoki neolitu. Od oryginalnych wyrobów glinianych, przez wykwintną porcelanę, po współczesną ceramikę inżynieryjną, technologia ceramiczna nieustannie się rozwija.

Ceramika to rodzaj nieorganicznego materiału niemetalicznego, zazwyczaj wytwarzanego poprzez wysokotemperaturowe spiekanie związków. Materiały ceramiczne charakteryzują się doskonałymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Od najwcześniejszych wyrobów ceramicznych po nowoczesne, zaawansowane technologicznie elementy ceramiczne, rozwój technologii ceramicznej był świadkiem stopniowego postępu ludzkiego rzemiosła i technologii.

Ciekawi Cię różnica między tradycyjną ceramiką glinianą a ceramiką zaawansowaną? Przeczytanie tego artykułu pomoże Ci znaleźć odpowiedź.

Szybkie linki

1. Czym jest tradycyjna ceramika?
2. Tradycyjna technologia produkcji ceramiki
3. Charakterystyka wydajności tradycyjnej ceramiki
4. Typowe zastosowania tradycyjnej ceramiki
5. Czym jest Advanced Ceramics?
6. Główne surowce do zaawansowanej ceramiki
7. Technologia przygotowania zaawansowanej ceramiki

Czym jest tradycyjna ceramika?

Tradycyjna ceramika jest wypalana z naturalnych minerałów, takich jak glina, skaleń i kwarc. Ten rodzaj tradycyjnej ceramiki ma bardzo długą historię rozwoju i jest bardzo dojrzały pod względem rzemiosła. Tradycyjna ceramika jest szeroko stosowana w architekturze, przedmiotach codziennego użytku i dekoracjach. Powszechne miski, talerze, wazony i porcelana w naszym codziennym życiu to tradycyjna ceramika.

Czym jest tradycyjna ceramika

Tradycyjna ceramika wytwarzana jest głównie z trzech naturalnych surowców:

Glina: Może zapewnić większą plastyczność i zdolność do formowania

Skaleń: Niższa temperatura spiekania, która może sprzyjać zagęszczaniu

Kwarc: dostosowuje współczynnik rozszerzalności cieplnej i poprawia wytrzymałość mechaniczną

Tradycyjna technologia produkcji ceramiki

Proces produkcji tradycyjnej ceramiki jest stosunkowo prosty i bardzo dojrzały. Dzieli się na następujące główne etapy:

• Przetwarzanie surowców: kruszenie, przesiewanie i dozowanie surowców mineralnych

Surowce ceramiczne nieobrobione

• Formowanie: Wykorzystanie plastyczności gliny do formowania lub odlewania z masy lejnej

Kształtowanie słoika ceramicznego

• Suszenie: Usuń wilgoć z zielonego korpusu, aby przygotować go do kolejnego wypału

Ceramika czekająca na wyschnięcie

• Spiekanie: Spiekanie w wysokiej temperaturze w piecu wysokotemperaturowym

Wypalanie ceramiki

Charakterystyka wydajności tradycyjnej ceramiki

Ceramika jest krucha i łatwo się łamie

Tradycyjna ceramika charakteryzuje się stosunkowo uniwersalną wydajnością i jest wykorzystywana głównie w życiu codziennym. Charakteryzuje się umiarkowaną twardością, jest stosunkowo krucha, odporna na wysokie temperatury i ma dobre właściwości izolacyjne, co czyni ją idealną do stosowania w elementach infrastruktury oraz w dekoracjach artystycznych.

Typowe zastosowania tradycyjnej ceramiki

Materiały budowlane: Cegły, płytki stosowane w budownictwie

Cegła ceramiczna imitująca kamień

Naczynia codziennego użytku: naczynia stołowe i wazony do codziennego użytku

Naczynia ceramiczne

Zastosowanie przemysłowe: niektóre mogą być używane do podstawowych izolatorów i materiałów szlifierskich

Czym jest Advanced Ceramics?

Zaawansowana ceramika, znana również jako ceramika inżynieryjna i ceramika specjalna, to związki o wysokiej czystości i nowe, wysokowydajne materiały ceramiczne, wytwarzane przy użyciu nowoczesnych procesów technologicznych.

Zaawansowana Ceramika

Ceramika wykonana z różnych materiałów ceramicznych charakteryzuje się zróżnicowanymi właściwościami użytkowymi. Surowcami zaawansowanej ceramiki są zazwyczaj rafinowane związki, takie jak tlenki, azotki itp. Te związki o wysokiej czystości charakteryzują się bardzo wysoką konsystencją i stabilnością, dzięki czemu są niezastąpione w wielu wymagających zastosowaniach.

Główne surowce do zaawansowanej ceramiki

• Tlenki: Tlenek glinu (Al2O3), tlenek cyrkonu (ZrO2), tlenek berylu (BeO)

Ceramika glinowa：To najpowszechniejszy i najbardziej ekonomiczny rodzaj ceramiki. Charakteryzuje się silnymi, wszechstronnymi właściwościami, wysoką twardością, odpornością na wysokie temperatury i izolacją elektryczną. Jest to preferowany materiał do wielu zastosowań.

Powszechnie stosowany w materiałach ogniotrwałych, elementach izolacyjnych, podłożach, materiałach ściernych

Ceramika glinowa

Dodatkowe materiały do czytania: Czy tlenek glinu jest trujący?

Ceramika cyrkonowa：Jego wytrzymałość należy do najlepszych wśród wielu materiałów ceramicznych, jest bardzo wytrzymały, a ponadto jest biokompatybilny i kompatybilny z ludzkim organizmem. Jest to powszechnie stosowany materiał ceramiczny w zastosowaniach stomatologicznych.

Powszechnie stosowany w nożach ceramicznych, zastosowaniach stomatologicznych, częściach eksploatacyjnych, podłożach

Ceramika cyrkonowa

Dodatkowe materiały do czytania: Jakie jest zastosowanie ceramiki cyrkonowej?

Ceramika z tlenku berylu：Jego przewodność cieplna jest znakomita i należy do najlepszych przewodników ciepła wśród znanych materiałów ceramicznych. Ponadto może być również stosowany jako materiał moderatora i reflektora w reaktorach jądrowych. Jest bardzo przydatny w zastosowaniach jądrowych. Należy jednak pamiętać, że surowce zawierające tlenek berylu są zazwyczaj toksyczne i wymagają szczególnej ostrożności podczas produkcji.

Powszechnie stosowany do podłoży, części odpornych na zużycie i części narażonych na wysokie temperatury

Dodatkowe materiały do czytania: Jakie materiały ceramiczne mają najlepszą przewodność cieplną?

• Nietlenki: węglik krzemu (SiC), azotek krzemu (Si3N4), azotek glinu (AlN), węglik boru (B4C)

Ceramika azotku krzemu：Wykazuje dużą odporność na uderzenia i utlenianie w wysokiej temperaturze, dlatego jest często stosowany w niektórych częściach o wysokiej wytrzymałości pracujących w ekstremalnych temperaturach, takich jak części silników samochodowych, łopatki turbin, łożyska itp.

Ceramika azotku krzemu

Dodatkowe materiały do czytania: Zastosowania ceramiki azotku krzemu

Ceramika z węglika krzemu：Jest to jeden z najtwardszych materiałów ceramicznych, pod względem twardości ustępuje jedynie diamentowi. Znany jest jako „czarny diament”.

Powszechnie stosowany w podłożach półprzewodnikowych, elementach urządzeń chemicznych i materiałach kuloodpornych

Ceramika z węglika krzemu

Dodatkowe materiały do czytania: Do czego służy ceramika z węglika krzemu?

Ceramika azotku glinu：Azotek glinu charakteryzuje się również doskonałą przewodnością cieplną i jest jednym z najlepszych materiałów ceramicznych. Może być stosowany jako materiał odprowadzający ciepło w większości urządzeń elektrycznych dużej mocy.

Powszechnie stosowany do podłoży i elementów odprowadzających ciepło

Ceramika azotku glinu

Ceramika z węglika boru：To doskonały materiał kuloodporny, znany jako „najlżejsza ceramika kuloodporna”. Jego gęstość jest mniejsza niż gęstość zwykłych materiałów ceramicznych, a jego właściwości ochronne są wysokie. W armii amerykańskiej wiele wkładów ochronnych do broni ręcznej wykorzystuje ceramiczne płytki z węglika boru.

Ceramika z węglika boru

Dodatkowe materiały do czytania: Zastosowanie węglika boru w materiałach kuloodpornych

• Materiały kompozytowe: Kompozyty z matrycą ceramiczną

Ceramika kompozytowa jest wykonana z różnorodnych materiałów ceramicznych, łączących w sobie wiele doskonałych właściwości i kompensujących swoje wady. Najpopularniejsze z nich to ceramika z tlenku glinu wzmocniona tlenkiem cyrkonu (ZTA) oraz tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem tlenku itru (YSZ). Jeden z nich zwiększa wytrzymałość tlenku glinu, a drugi zapewnia większą stabilność pierwotnego tlenku cyrkonu.

Technologia przygotowania zaawansowanej ceramiki

W porównaniu z tradycyjną ceramiką, proces przygotowania ceramiki zaawansowanej jest bardziej złożony i precyzyjny, a także wymaga użycia różnorodnego sprzętu technicznego. Główne etapy są następujące:

• Synteza proszków: przetwarzanie surowców ceramicznych na proszki ultradrobne

Proszek ceramiczny

• Formowanie: Formowanie metodą prasowania izostatycznego, formowania wtryskowego i innymi metodami

Formy do formowania wtryskowego ceramiki

• Spiekanie: spiekanie w wysokiej temperaturze z precyzyjną kontrolą temperatury

Zaawansowane spiekanie ceramiczne

• Obróbka końcowa: Na koniec przeprowadza się szereg precyzyjnych czynności obróbki i obróbki powierzchni.

Precyzyjna obróbka ceramiki

Tabela parametrów wydajnościowych zaawansowanej ceramiki

Przygotowaliśmy dla Państwa tabele parametrów wydajności różnych zaawansowanych materiałów ceramicznych

Wniosek

Tradycyjna ceramika nadal odgrywa ważną rolę w podstawowych zastosowaniach życiowych, dzięki dojrzałej technologii i rozwojowi gospodarczemu, podczas gdy zaawansowana ceramika wspiera rozwój zaawansowanych technologicznie branż dzięki swoim doskonałym parametrom. Dziękuję za przeczytanie tego artykułu, mam nadzieję, że okaże się on pomocny.

Dowiedz się więcej o materiałach ceramicznych