Explorando Materiais Cerâmicos Avançados - Cerâmicas à Base de Carboneto

Introdução

Materiais cerâmicos são materiais inorgânicos compostos por elementos metálicos e não metálicos. Há séculos, esses materiais têm sido úteis para diversos fins, desde a fabricação de utensílios de cozinha, vidros, vasos sanitários e outros produtos modernos avançados em uso atualmente.

Neste artigo, examinaremos materiais cerâmicos avançados e seus tipos, características e aplicações no mundo atual.

Características dos Materiais Cerâmicos

Cerâmicas são materiais duros, cristalinos e vítreos que não reagem a produtos químicos. Frequentemente, endurecem quando expostas ao calor (altas temperaturas). Também podem ser transformadas em vidro, tornando-as insolúveis em água, embora algumas tendam a ter capacidade de absorção de água. Os materiais cerâmicos são compostos de argila, tijolos, óxidos e outros compostos importantes que os tornam duros e resistentes ao calor.

O tipo de substância utilizada e a proporção da mistura dependem do tipo de produto cerâmico que está sendo fabricado e das propriedades que o fabricante pretende que ele tenha. Enquanto alguns materiais cerâmicos são puramente argilosos, outros são uma mistura de óxidos como carboneto, sílica, feldspato, etc. Na produção cerâmica, esses materiais são misturados adequadamente nas proporções corretas e, em seguida, o material cerâmico desejado é moldado antes de ser colocado em um forno com temperaturas moderadas para aquecimento e posterior acabamento. Algumas características dos materiais cerâmicos que os tornam de alto valor, especialmente no processo de produção, são:

• Dureza e natureza quebradiça

• Forte resistência ao desgaste

• Químico inerte e estável

• Resistência notável à oxidação

• Boas capacidades de isolamento elétrico e térmico

• Bons materiais refratários

Tipos de materiais cerâmicos

Existem dois tipos principais de materiais cerâmicos: materiais cerâmicos tradicionais e materiais cerâmicos avançados.

Materiais cerâmicos tradicionais são simplesmente utensílios de cerâmica, como xícaras, canecas, vasos, tigelas ou qualquer coisa feita de argila. Materiais cerâmicos avançados, por outro lado, referem-se à cerâmica moderna feita de óxidos ou materiais duros como feldspato, carboneto de tungstênio, etc.

Vamos nos aprofundar um pouco mais em materiais cerâmicos avançados:

O que são materiais cerâmicos avançados

Cerâmicas avançadas são materiais cerâmicos modernos que, na maioria dos casos, são produzidos artificialmente por uma mistura de elementos terrosos naturais e materiais sintéticos, como óxido de alumínio, nitreto de silício, sílica e carbonetos de silício. Todos eles apresentam boas propriedades mecânicas e químicas. Hoje, muitos deles estão disponíveis, como o nitreto de boro hexagonal. carboneto de silício, carboneto de tungstênio e alguns outros, tornando o material do corpo cerâmico muito duro e resistente ao calor. Todos esses materiais passam por processamento para chegar aos produtos cerâmicos avançados finais.

No entanto, o processo de processamento e produção envolve a seleção do melhor método disponível para produção, que é a usinagem CNC ou a impressão 3D.

Propriedades de materiais cerâmicos avançados

As propriedades dos materiais cerâmicos avançados que os tornaram desejáveis e indispensáveis em tantos setores e indústrias são suas superfícies duras e resistentes; capacidade refratária; excelente resistência a altas temperaturas; resistência à corrosão, ataque químico, desgaste; e ótima resistência à compressão e isolamento elétrico.

Tipos de materiais cerâmicos avançados

Existem diferentes tipos de materiais cerâmicos avançados:

1. Sílica

A sílica é conhecida como uma das cerâmicas modernas com altíssima resistência ao calor. É usada principalmente na produção de núcleos e carcaças de fundição de precisão.

2. Cerâmica de Carboneto

Se você busca um corpo cerâmico moderno com força e resistência térmica impressionantes, a cerâmica de carboneto é um dos materiais cerâmicos avançados que você deve considerar. Ela é feita principalmente da adição de carbono, suas fibras e grafeno (um dos materiais mais duros da Terra).

As cerâmicas de carboneto apresentam uma das melhores combinações de durabilidade, abrasividade, baixa expansão térmica, resistência química e condutividade térmica. As cerâmicas de carboneto, na forma de carboneto de silício, também são conhecidas como o material cerâmico mais duro disponível. São resistentes ao calor e à corrosão e são muito abrasivas. Empresas de engenharia espacial, química e mecânica prosperam com as cerâmicas de carboneto.

Os três principais exemplos de cerâmicas de carboneto são as cerâmicas de carboneto de silício, titânio e tungstênio. Todas são empregadas na produção de armas e munições, equipamentos recreativos e muitos outros materiais de superfície dura.

3. Tijolos refratários

São tijolos feitos a partir do aquecimento de elementos terrosos, como areia e argila. Eles tendem a ser muito duráveis e estão entre os materiais cerâmicos mais duros, quebradiços por natureza e capazes de suportar temperaturas muito altas.

4. Porcelana óssea

Este é um tipo de material cerâmico avançado feito com cinzas de ossos como ingrediente principal. Embora não seja conhecido por ser inorgânico, possui propriedades como resistência a lascas e translucidez, tornando-o muito útil como material cerâmico moderno. Na Grã-Bretanha, surgiu no início do século XVIII como uma grande inovação que impulsionou rapidamente o crescimento da indústria de exportação britânica.

Aplicações de materiais cerâmicos avançados

Indústria Eletrônica

A adição de materiais muito duros, como carboneto e sílica, à produção de materiais cerâmicos modernos os tornou mais úteis para a indústria eletrônica. Esses materiais cerâmicos avançados possuem propriedades que os tornam supercondutores, semicondutores e magnéticos.

Com isso, podem ser usados para produzir materiais duros como velas de ignição, tubos de arco cerâmicos, esferas e tubos para linhas de energia. Também podem ser usados para produzir painéis eletrônicos, transdutores ultrassônicos e diodos emissores de luz (LEDs) internos e externos.

Indústria siderúrgica

Materiais refratários como panelas, fornos, fornalhas, revestimentos em superfícies de fusão e tubulações que transmitem gases quentes são todos produtos de materiais cerâmicos avançados. São exemplos de cerâmicas com alta refratalidade, com capacidade de trabalhar em temperaturas superiores a 1000 °C.

Indústria aeroespacial

Materiais cerâmicos avançados possuem diversas propriedades vitais que os tornam adequados para aplicações nas indústrias aeroespacial e automobilística. Podem ser empregados na produção de peças automotivas de superfície muito dura, como escapamentos, motores, freios, blindagens, etc., devido à sua alta resistência. resistência térmica e alta resistência à corrosão. Embora as cerâmicas de carboneto sejam os materiais cerâmicos mais duros, elas são mais leves em comparação aos metais, o que as torna mais rápidas e, por sua vez, reduzem a carga útil e o consumo de combustível.

Tendências do Mercado Global

Atualmente, o cerâmica avançada O mercado de cerâmica tem se desenvolvido rapidamente, crescendo a uma taxa anual de mais de 10%, com as principais economias mundiais, como Estados Unidos e Japão, liderando o desenvolvimento dessa ferramenta tecnológica vital. Graças às cerâmicas avançadas, a indústria eletrônica vale hoje mais de $4,3 trilhões. Estudos recentes mostram que mais de $30 bilhões emergiram das vendas globais, pois os materiais cerâmicos avançados demonstraram sua importância crucial na fabricação de equipamentos muito rígidos, resistentes ao desgaste, ao calor e à temperatura.

Aqui em ggsceramicsPriorizamos o fornecimento de produtos cerâmicos avançados de alta qualidade, com padrões altíssimos, para uma ampla gama de aplicações. Estamos sempre à disposição para ajudar você com seu próximo projeto cerâmico.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre Cerâmica e Olaria?

Ambos os termos são frequentemente confundidos e usados indistintamente, mas não significam a mesma coisa. Cerâmica refere-se a cerâmicas tradicionais, como potes, xícaras, canecas e vasos; cerâmica é o termo original usado para descrevê-las. Portanto, a cerâmica é claramente um dos muitos exemplos ou subdivisões da cerâmica.

O que diferencia um forno a gás de um forno elétrico?

Devido à sua facilidade de uso e configuração, os fornos elétricos tendem a ser mais utilizados em residências e em ambientes de trabalho simples. Isso ocorre simplesmente porque eles podem utilizar com eficiência argila de baixa e média temperatura; por outro lado, as altas temperaturas são a principal característica dos fornos a gás.

Além disso, os fornos a gás tendem a dar melhores texturas de superfície a alguns dos materiais cerâmicos mais duros disponíveis do que os fornos elétricos, que não precisam de licenças especiais para funcionar de forma ideal.

Quais são alguns dos melhores materiais cerâmicos avançados para uso na fabricação?

Alguns dos melhores materiais cerâmicos avançados que você pode utilizar são nitreto de boro, carboneto de tungstênio e carboneto de silício. Isso ocorre porque eles possuem um corpo cerâmico muito forte, incluindo propriedades mecânicas como alta resistividade térmica e boa durabilidade, mesmo em condições desfavoráveis.

Conclusão

Compreendendo diferentes tipos, como cerâmica de carboneto, sílica e tijolos refratários, não há dúvida de que as cerâmicas avançadas mudaram o jogo em diversos setores, fornecendo materiais duráveis e esteticamente atraentes. Você não pode errar ao investir em cerâmica avançada, pois, ao utilizá-la, você tem a garantia de produzir produtos que resistirão ao teste do tempo e funcionarão em condições adversas.