Strukturalny Ceramika jest dobrze znany ze swoich futurystycznych zalet. Wnosi wiele wymagających właściwości, takich jak ulepszone właściwości mechaniczne i chemiczne. Znajdują zastosowanie w lotnictwie, metalurgii, inżynierii, optyce i nauce o materiałach. Rzeczywiście, co sprawia, że specjalna struktura Ceramika Odrębność i wszechstronność - o tym właśnie jest mowa w tym artykule.
Czym jest ceramika specjalna?
Specjalny Ceramika są na ogół niemetaliczne w swojej strukturze, znane ze swojej wytrzymałości, trwałości i odporności. Specjalne Ceramika często obsługują obszary o wysokim zapotrzebowaniu, w których inne systemy ulegają awarii lub zawodzą. Typowe specjalne Ceramika są tlenkiem Ceramika takie jak tlenek glinu, SiC, Si3N4 i węgliki składające się z niobidu i hafnu. Specjalne Ceramika zachowuje wysoką integralność mechaniczną w trudnych warunkach środowiskowych.
Kilka przykładów specjalnych Ceramika a konteksty użycia podano poniżej w celach informacyjnych:
- Tlenek glinu – powszechny tlenek ceramiczny zajmuje się produkcją urządzeń medycznych i jest przydatny w zastosowaniach elektronicznych
- Węglik krzemu jest twardy. Właściwość twardości i doskonała przewodność cieplna sprawiają, że nadaje się do zastosowań w motoryzacji i lotnictwie
- Azotki krzemu są odporne na zużycie i rozdarcie. Stają się integralną częścią ostrzy tnących i łożysk mechanicznych.
- Węgliki niobidu i hafnu są stosowane w ekstremalnych temperaturach. materiał ceramiczny dlatego nadaje się do zastosowań wojskowych, obronnych i lotniczych.
Twardość materiałów ceramicznych
Twardość ceramiczna jest terminem oznaczającym ceramiczny i jego odporność na ścieranie. To powie nam, czy ceramiczny jest w stanie wytrzymać skutki nacisku, tarcia i wgnieceń podczas użytkowania. Specjalny ceramika które są twarde, aktywnie uczestniczą jako składniki narzędzi skrawających, akcesoriów silnikowych i materiałów wykorzystywanych w trakcie budowy.
Twardość ceramiki w skali Mohsa
Twardość ceramiczna Skala Mohsa jest używany przez inżynierów do szacowania twardości ceramicznyRzeczywiście, odporność na zarysowania materiał ceramiczny. Generuje wartość od 1 do 10. Krótko mówiąc, twardszy materiał rysuje i tworzy odcisk na miększym odpowiedniku.
- Twardość ceramiki glinowej w skali Mohsa wynosi 9. Jest to twardość równa twardości diamentu i jest wykorzystywana jako materiał ścierny i tnący.
- Twardość ceramiki węglika krzemu (SiC) wynosi 9,5. Są one niezwykle przydatne jako materiały ścierne i używane do produkcji kamizelek kuloodpornych. Jest to najtwardszy materiał ceramiczny.
- Węgliki niobidu i hafnu mają twardość ceramiczna około 9, co czyni je idealnymi do zastosowań narażonych na zużycie. Są one również stosowane w sektorach wojskowych i lotniczych.
- Azotek krzemu ma twardość ceramiki w skali Mohsa wartość około 8,5. Są one głównie stosowane w łopatkach turbin i łożyskach mechanicznych, które są narażone na duże zużycie.
Przewodność cieplna materiałów ceramicznych
Przewodność cieplna ceramiki jest niski dla specjalnej ceramiki. Niektóre wiarygodne informacje o przewodności cieplnej są w celach informacyjnych.
- Przewodność cieplna tlenku glinu wynosi około 30 W/mK, co czyni go przydatnym do izolacji termicznej i odprowadzania ciepła w urządzeniach.
- Przewodność cieplna ceramiki SiC jest znacznie wyższa w porównaniu z innymi ceramika. Rejestr SiC wysoka przewodność cieplna w zakresie 120 – 150 W/mK. Dzięki temu są przydatne w zastosowaniach motoryzacyjnych i sektorze lotniczym. SiC mieści się w zakresie materiałów o wysokiej przewodności cieplnej.
- Azotek krzemu posiada umiarkowaną przewodność cieplną, podobnie jak tlenek glinu. Ich zakres wynosi około 30-40 W/Mk, co czyni je użytecznymi w umiarkowanych zastosowaniach.
- Hafn i Niobid mają przewodność cieplną w zakresie od 13 do 20 W/mK. Są one zasadniczo zaprojektowane do zastosowań w nauce o rakietach i nuklearnych.
Właściwości specjalnych materiałów ceramicznych
Niech to będzie cokolwiek materiał ceramiczny, właściwości są w dużej mierze zależne od dwóch czynników. Jednym z nich jest wiązanie chemiczne obecne w materiale, a drugim podstawowa struktura krystaliczna. Innymi czynnikami wpływającymi są mikroskład, struktura ziarna, rozmiar, kształt i porowatość. Zanieczyszczenia i wady podczas produkcji również odgrywają swoją rolę w kontrolowaniu zachowań specjalnego materiały ceramiczne.
Konwencjonalny ceramiczny to skaleń, glina itp., które są zasadniczo przygotowywane przez spiekanie. Oferują zakres temperatur roboczych około 1200 stopni Celsjusza. Chociaż są twarde i odporne na rdzę i korozję, brakuje im zalet wyższej wytrzymałości termicznej i mechanicznej.
Specjalny Ceramika są odrębne na swój własny sposób. Na przykład tlenek litu jest wysoce odporny na ciepło i jest używany do produkcji materiałów wysokotemperaturowych. Na bazie żelaza Ceramika są używane szczególnie jako magnesy, talk do izolacji i kobalt na bazie komponentów pamięci. Specjalne Ceramika lub specjalny Ceramika konstrukcyjna są zatem tworzone zgodnie z wymaganiami, a pożądana funkcjonalność jest dokładnie zaprojektowana.
Struktura materiałów ceramicznych
Jak wspomniano, właściwości materiały ceramiczne są w dużej mierze pod wpływem ich struktur. Zasadniczo, Ceramika mają dwie główne struktury: albo są jonowe z natury, albo kowalencyjne. Wiązania jonowe nadają elektroujemność i sprawiają, że jądro przyciąga więcej elektronów. Działa to w łączeniu metali i niemetali w ceramiczny.
Wiązania kowalencyjne z kolei występują między niemetalami. To sprawia, że materiał dzieli między sobą atomy. Niskie wartości rozszerzalności cieplnej, wysoka twardość i odporność chemiczna zależą od natury wiązań w ceramika. Kruchość, choć nieprzewidziana, jest również wynikiem natury wiązania.
Specjalna struktura Ceramika
Ceramika o specjalnej strukturze pojawił się w ostatnich latach i odgrywa kluczową rolę w inżynierii. Konstrukcyjny ceramika są często wynikiem rygorystycznych procedur produkcyjnych popartych solidną inżynierią, mającą na celu wykorzystanie odpowiednich właściwości materiałów dla podmiotów.
Niektóre specjalne struktury ceramiki o znaczeniu
Ceramika azotkowa
Azotek ceramika ma silne wiązania kowalencyjne azotu i krzemu, które zapewniają lepszą izolację i dobrą wytrzymałość. Azotek krzemu ze względu na swoje zalety strukturalne stanowi jeden z najtwardszy materiał ceramiczny. Posiada doskonałą odporność na korozję i działa jako dobry materiał izolacyjny. Przewodność cieplna azotku krzemu wynosi około 320 W/Mk
Przewodność cieplna jest zatem o 80 % wyższa od miedzi. Azotek krzemu przewyższa również pod względem wydajności ceramikę taką jak Beo i Al2O3.
Ceramika węglikowa
Ceramika węglikowa z boru i krzemu posiada najwyższą wytrzymałość na zginanie. Wartość wynosi około 500-600 MPa w zakresie temperatur 1400 stopni Celsjusza. Kompozyt opracowany z obu tych węglików charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na uderzenia i wysoką twardością. Posiadają również wysoki moduł sprężystości i są wykorzystywane w produkcji kamizelek lub zbroi.
Ceramika hartowana
Zahartowany ceramika ostatnio poczynił duże postępy. Istnieją utwardzone ceramiki wykonane z tlenku glinu, toru i mulitu, a także niektóre wykonane z tlenków
Ceramika krystaliczna
Właściwość przepuszczalności światła, a także odporność na korozję i działanie substancji chemicznych spowodowały powstanie kryształów ceramikaPrzezroczysta ceramika wykonana z tlenku glinu i azotków tlenku glinu jest popularna w tym reżimie. Producenci wykorzystują spiekanie mikrofalowe do produkcji krystalicznej ceramika.
Zastosowania specjalnej ceramiki strukturalnej
- Strukturalny ceramika ze względu na ich właściwości wytrzymywania wysokiej temperatury są często stosowane w statkach kosmicznych i rakietach. Np.: Kompozyty są stosowane w satelitach
- Wzmocnione włóknem ceramika lub strukturalne ceramika są stosowane w samolotach poddźwiękowych do celów wojskowych
- Wysoka przewodność cieplna ceramiki konstrukcyjnej spowodowała jej wykorzystanie w płytkach drukowanych. Służą one jako wydajne podłoża
Uwagi końcowe
Eksploracja specjalnej struktury ceramika powstały dzięki wynalazkom w nowoczesnej nauce i technologii. Posiadają one funkcjonalności zarówno mechaniczne, jak i termiczne. Przewyższają również korzyściami elektrycznymi. Strukturalne ceramika są już używane w różnych dziedzinach inżynierii. Przyszłość oczywiście będzie polegać na większych postępach w tej dziedzinie.