Obecnie materiały ceramiczne stały się materiałem powszechnie stosowanym w różnych gałęziach przemysłu.
Od przemysłu lotniczego i kosmicznego po telekomunikacyjny, a nawet medyczny, materiały ceramiczne zyskały szerokie zastosowanie.
Dlaczego tak się dzieje, o co całe to zamieszanie i czy naprawdę warto o tym mówić.
zobaczmy
Czym są materiały ceramiczne?
Wbrew temu, co mogłeś usłyszeć.
Materiały ceramiczne nie są metalami, ale są równie wytrzymałe jak metale.
Pomyśl o nich jako o materiały nieorganiczne, które poprzez ogrzewanie zostają uszlachetnione do pożądanych rezultatów.
Powstają one w wyniku podgrzania i utwardzenia innych naturalnych materiałów.
Mimo że skład materiałów ceramicznych jest różny, zazwyczaj składają się one z węglików, azotków, a nawet tlenków.
To między innymi te składniki sprawiają, że są one wytrzymałe i trwałe.
Chociaż wcześniej ustaliliśmy, że ceramika nie jest metalem, zapewne ucieszy cię fakt, że nie przewodzi prądu.
Ponadto nie ulegają one łatwo zużyciu, co sprawia, że są bardzo przydatne w wielu gałęziach przemysłu.
Co więcej, nie daj się zwieść skomplikowanej nazwie, zaawansowana ceramika to tak naprawdę po prostu rodzaj ceramiki o zaawansowanych cechach.
Tak więc zarówno ceramika, jak i ceramika zaawansowana są bardzo przydatne w wielu gałęziach przemysłu.
Jakie są właściwości materiałów ceramicznych?
Ceramika rzeczywiście jest warta zachodu, ponieważ ma naprawdę wyjątkowe właściwości, które czynią ją niezwykle cenną w wielu gałęziach przemysłu.
Właściwości te różnią się jednak w zależności od konkretnej klasyfikacji ceramiki.
Przyjrzyjmy się różnym typom właściwości, które decydują o klasyfikacji poszczególnych rodzajów ceramiki.
-
Doskonała wytrzymałość i twardość
Materiały ceramiczne są znane ze swojej twardości.
W przeciwieństwie do większości metali są twarde, nie ścierają się łatwo i są odporne na zarysowania.
Cecha ta sprawiła, że są one szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu.
-
Doskonała odporność na ciepło
Kolejną ważną cechą ceramiki jest to, że może ona przetrwać bardzo wysokie temperatury, nie ulegając uszkodzeniom ani nie topiąc się jak metale.
Tak więc branże takie jak lotnictwo i kosmonautyka i w przemyśle wytwórczym, gdzie generowane są ekstremalnie wysokie temperatury, wykorzystują je doskonale.
Zaawansowana ceramika jest szczególnie znana ze swojej odporności na ekstremalne temperatury.
-
Izolacja elektryczna
Jak wspomniano wcześniej, ceramika nie przewodzi prądu.
Na przykład w izolatorach elektrycznych, transformatorach i płytkach drukowanych stosuje się materiały ceramiczne ze względu na te właściwości.
Powinieneś wiedzieć, że niektóre zaawansowane materiały ceramiczne są specjalnie zaprojektowane do przewodzenia prądu elektrycznego, w zależności od wyboru.
Dlatego też są one bardzo ważne w elektronice.
-
Odporność na chemikalia
Powinieneś wiedzieć, że klasyfikacja ceramiki zależy również od tego, jak bardzo materiał jest odporny na działanie substancji chemicznych.
Wiele wyrobów ceramicznych jest odpornych na korozję, kwasy i inne substancje chemiczne.
Dzięki temu znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle medycznym, laboratoriach i wielu innych.
-
Lekki
Chociaż ceramika jest twarda i wytrzymała, zapewne ucieszy Cię fakt, że w przeciwieństwie do metali jest ona bardzo lekka.
Dlatego branże takie jak motoryzacyjna, która potrzebuje wytrzymałych i lekkich materiałów, szeroko stosują ceramikę.
Jaka jest klasyfikacja/rodzaje materiałów ceramicznych?
Klasyfikacja ceramiki opiera się na takich czynnikach jak właściwości, struktura i skład materiału.
Dysponujemy szeroką gamą różnorodnych wyrobów ceramicznych, dostosowanych do konkretnych potrzeb i zastosowań.
Mamy kilka typów, które najlepiej sprawdzają się w tradycyjnych celach.
Zaawansowana ceramika jest natomiast przeznaczona dla przemysłu o większej złożoności.
Poniżej przedstawiamy główną klasyfikację ceramiki, zobaczmy:
-
Ceramika tradycyjna
Do wyrobu tego rodzaju ceramiki stosuje się substancje naturalne, np. glinę.
Najczęściej wykorzystuje się je do produkcji materiałów gospodarstwa domowego i materiałów budowlanych.
O to mi chodzi:
-
Ceramika konstrukcyjna
Wykorzystuje się je do produkcji płytek, rur, a nawet cegieł.
Dzieje się tak ze względu na ich doskonałą wytrzymałość i trwałość.
-
Ceramika biała
Tego typu wyroby wykorzystuje się do produkcji artykułów gospodarstwa domowego.
Przykładami są porcelana, fajans, wyroby sanitarne, wyroby chińskie i wiele innych.
-
Ceramika ogniotrwała
Tego typu wyroby stosuje się w piecach i paleniskach.
Są wykonane tak, aby zachować funkcjonalność nawet w ekstremalnych temperaturach.
-
Zaawansowana Ceramika
Prawdopodobnie widziałeś i słyszałeś tę nazwę kilka razy, bez numeru.
Zaawansowana ceramika to wyjątkowy rodzaj ceramiki o znacznie bardziej niezwykłych zaletach, takich jak doskonała wytrzymałość, trwałość i wiele innych.
Znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle lotniczym, medycznym, a nawet telekomunikacyjnym.
Przyjrzyjmy się zatem klasyfikacji zaawansowanej ceramiki:
-
Ceramika tlenkowa
Wykonane są z materiałów takich jak: glinka lub cyrkonii.
Stosuje się je głównie do produkcji implantów biomedycznych.
-
Ceramika beztlenkowa
Tego rodzaju ceramika zawiera również węgliki i azotki.
Komponent ten sprawia, że są one bardzo wytrzymałe i odporne na ciepło
Stosuje się je w przemyśle zbrojeniowym
-
Ceramika piezoelektryczna
Wcześniej ustaliliśmy, że niektóre rodzaje ceramiki są obecnie projektowane w celu selektywnego wytwarzania energii elektrycznej.
To jest jeden z takich typów.
Poddane dużemu ciśnieniu wytwarzają energię elektryczną.
Stosuje się je w czujnikach gazu i urządzeniach ultradźwiękowych.
-
Ceramika elektroniczna
Tego typu materiały zaliczane są również do zaawansowanych typów ceramicznych.
Są zatrudnieni przy produkcji gadżetów elektronicznych.
Tego typu materiały charakteryzują się doskonałymi właściwościami, od magnetycznych po elektryczne.
Poniżej przedstawiono kilka przykładów ceramiki elektronicznej:
-
Ceramika kondensatorowa
Stosuje się je wewnątrz obwodów elektrycznych w celu magazynowania i uwalniania energii elektrycznej.
-
Ceramika nadprzewodząca
Tego typu łożyska stosuje się w urządzeniach MRI i zapewniają one doskonałe przenoszenie mocy.
-
Ceramika magnetyczna
Ceramika magnetyczna jest wykorzystywana w produkcji anteny i transformatorów.
-
Ceramika kompozytowa
Tego typu produkty łączą w sobie cechy różnych rodzajów ceramiki, co pozwala uwydatnić jej walory.
W sytuacjach, w których tradycyjna ceramika i inne rodzaje materiałów nie sprawdzają się zbyt dobrze, zazwyczaj stanowią one najlepsze rozwiązanie.
Oto jego różne rodzaje:
-
Kompozyty z matrycą ceramiczną (CMC)
Tego typu modele są lekkie.
Funkcja ta jest powszechnie wykorzystywana w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym.
-
Kompozyty bioceramiczne
Tego typu urządzenia wykorzystuje się w medycynie.
Przykładami zastosowania są implanty stomatologiczne, a także przeszczepy kości.
Nie powodują zakażeń w kontakcie z ciałem człowieka.
-
Powłoki termoizolacyjne
Świetnie nadają się do ochrony powierzchni metalowych przed intensywnym ciepłem
Stosuje się je w turbinach i silnikach.
Jakie jest zastosowanie materiałów ceramicznych?
Jak już wcześniej ustaliliśmy, materiały ceramiczne mają doskonałe właściwości i charakterystykę.
Dzięki odporności na ciepło i doskonałej wytrzymałości zyskały szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.
Klasyfikacja ceramiki ma jednak wpływ na sposób jej wykorzystania i czas zastosowania.
Poniżej przedstawiono niektóre z ich zastosowań:
-
Architektura i budownictwo
Materiały ceramiczne, które zaliczają się do tradycyjnej ceramiki, podobnie jak cement i cegły, są powszechnie stosowane w budownictwie i architekturze.
Są bardzo trwałe i odporne na ekstremalne warunki pogodowe.
Dzięki temu idealnie nadają się do zastosowań budowlanych.
-
Lotnictwo i Obrona
Zaawansowana ceramika jest szeroko stosowana w przemyśle lotniczym i obronnym.
Podobnie niektóre materiały ceramiczne, takie jak kompozyty z matrycą ceramiczną (CMC) mają typowe zastosowanie w wahadłowcach kosmicznych.
Ponieważ charakteryzują się doskonałą odpornością na ciepło, a także są lekkie.
Do klasyfikacji ceramiki w sektorze obronnym zalicza się komory rakietowe, a nawet pancerze kuloodporne.
-
Elektronika i elektrotechnika
Ceramika elektroniczna jest bardzo ważnym materiałem do produkcji płytek drukowanych.
Podobnie w produkcji transformatorów i anten ceramika magnetyczna odgrywa bardzo ważną rolę.
-
Medycyna i opieka zdrowotna
Zaawansowana ceramika jest bardzo ważna w przemyśle medycznym.
Niektórzy bioceramika Materiały takie jak tlenek glinu są powszechnie stosowane do zastępowania kości, a także do implantów stomatologicznych.
Materiały te są niezbędne, gdyż nie powodują infekcji po kontakcie z ludzkim ciałem.
-
Motoryzacja i transport
Materiały ceramiczne znajdują również zastosowanie w sektorze motoryzacyjnym.
W niektórych częściach samochodowych, takich jak klocki hamulcowe, osłony termiczne i wiele innych, stosuje się materiały ceramiczne.
Wynika to z ich trwałości i faktu, że są odporne na ciepło.
Podobne, zaawansowane materiały ceramiczne są stosowane w gazach czujniki.
Zalety materiałów ceramicznych
Zalety materiałów ceramicznych są naprawdę nieograniczone.
Są wytrzymałe, doskonale odporne na ciepło i trwałe.
Ponieważ nie ulegają korozji jak metale, znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle lotniczym i produkcyjnym.
Podobnie zaawansowana ceramika ma imponującą zdolność wytrzymywania ciepła, co sprawia, że nadaje się do stosowania w silniki odrzutowe.
Podobnie w elektronice, ceramika pomaga zapobiegać przegrzaniu.
Szeroka klasyfikacja materiałów ceramicznych umożliwia różnym gałęziom przemysłu wybór najbardziej odpowiedniej dla nich formy.
Dzięki temu są niezastąpione we współczesnym użytkowaniu.
Podsumowując
Z biegiem czasu materiały ceramiczne okazały się przełomowym rozwiązaniem w wielu branżach.
Od płytek pod naszymi stopami po najnowocześniejsze technologie, bez których nie możesz obejść się ani jednego dnia.
W każdym z nich wykorzystano ceramikę.
Więc tak, materiały ceramiczne naprawdę są warte szumu wokół nich.