Введение
Керамические материалы — это неорганические материалы, состоящие из неметаллических и металлических элементов. На протяжении веков эти материалы использовались для различных целей, начиная от изготовления кухонных принадлежностей, стекла, унитазов и других современных передовых продуктов, используемых сегодня.
В этой статье мы рассмотрим современные керамические материалы, их типы, характеристики и области применения в современном мире.
Характеристики керамических материалов
Керамика — это твердый, кристаллический и стекловидный материал, который не реагирует на химикаты. Он часто затвердевает при воздействии тепла (высокой температуры). Его также можно превратить в стекло, что делает его нерастворимым в воде, хотя некоторые из них могут обладать способностью впитывать воду. Керамические материалы состоят из глины, кирпичей, оксидов и других важных соединений, которые делают их твердыми и термостойкими.
Тип используемого вещества и соотношение их смеси зависят от того, какой тип керамического продукта изготавливается и какие свойства производитель хочет ему придать. В то время как некоторые керамические материалы представляют собой чистую глину, некоторые другие представляют собой смесь оксидов, таких как карбид, кремний, полевой шпат и т. д. В производстве керамики эти материалы должным образом смешиваются в правильных пропорциях, а затем желаемый керамический материал тела формуется перед тем, как их помещают в печь с умеренными температурами для нагрева и последующей доработки. Некоторые характеристики керамических материалов, которые делают их высокоценными, особенно в процессе производства, следующие:
-
Твёрдость и хрупкость
-
Высокая устойчивость к износу
-
Химически инертный и стабильный
-
Значительная устойчивость к окислению
-
Хорошие электро- и теплоизоляционные свойства
-
Хорошие огнеупорные материалы
Типы керамических материалов
Существует два основных типа керамических материалов: традиционные керамические материалы и современные керамические материалы.
Традиционные керамические материалы — это просто гончарное оборудование, такое как чашки, кружки, вазы, миски или что-либо, сделанное из глины. С другой стороны, передовые керамические материалы имеют дело с современной керамикой, сделанной из оксидов или твердых материалов, таких как полевой шпат, карбид вольфрама и т. д.
Давайте немного подробнее рассмотрим современные керамические материалы:
Что такое современные керамические материалы?
Advanced ceramics — это современные керамические материалы, которые в большинстве случаев производятся искусственно из смеси природных глиняных элементов и синтетических материалов, таких как оксид алюминия, нитрид кремния, кремний и карбиды кремния. Все они обладают хорошими механическими и химическими свойствами. Сегодня доступно так много из них, например, гексагональный нитрид бора, карбид кремния, карбид вольфрама и некоторые другие, что делает керамический материал корпуса очень твердым и устойчивым к теплу. Все эти материалы подвергаются обработке, чтобы получить конечные передовые керамические изделия.
Однако процесс обработки и производства подразумевает выбор наилучшего из доступных методов производства: либо обработка на станке с ЧПУ, либо 3D-печать.
Свойства современных керамических материалов
Свойства современных керамических материалов, которые сделали их востребованными и незаменимыми во многих секторах и отраслях промышленности, — это их твердые, прочные поверхности; огнеупорность; отличная стойкость к высоким температурам; стойкость к коррозии, химическому воздействию, износу; а также очень хорошая прочность на сжатие и электроизоляция.
Типы современных керамических материалов
Существуют различные типы современных керамических материалов:
-
Кремний
Кремнезем известен как один из современных видов керамики с очень высокой термостойкостью. Он в основном используется в производстве стержней и оболочек для литья по выплавляемым моделям.
-
Карбидная керамика
Если вы хотите получить современный керамический материал для корпуса с впечатляющей прочностью и термостойкостью, то карбидная керамика — один из передовых керамических материалов, который вам следует рассмотреть. Они в основном изготавливаются путем добавления углерода, его волокон и графена (одного из самых твердых материалов на земле).
Карбидная керамика имеет одно из лучших сочетаний прочности, абразивности, низкого теплового расширения, химической стойкости и теплопроводности. Карбидная керамика в форме карбида кремния также известна как самый твердый керамический материал из имеющихся. Она устойчива к нагреванию и коррозии и очень абразивна. Компании космической инженерии, химической и машиностроительной инженерии процветают благодаря карбидной керамике.
Три основных примера карбидной керамики — это керамика из карбида кремния, титана и вольфрама. Все они используются в производстве оружия и боеприпасов, рекреационного оборудования и многих других материалов с твердой поверхностью.
-
Огнеупорные кирпичи
Это кирпичи, сделанные из нагревания земных элементов, таких как песок и глина. Они, как правило, очень прочные и являются одними из самых твердых керамических материалов, хрупкие по своей природе и, в частности, могут выдерживать очень высокие температуры.
-
Костяной фарфор
Это тип передового керамического материала, изготовленного с использованием костной золы в качестве ключевого ингредиента. Хотя он не известен как неорганический, он обладает такими свойствами, как устойчивость к сколам и прозрачность, что делает его очень полезным в качестве современного керамического материала. В Британии он появился в начале 18 века как великое новшество, которое быстро увеличило экспортную промышленность Британии.
Применение современных керамических материалов
Электронная промышленность
Добавление очень твердых материалов, таких как карбид и кремний, в производство современных керамических материалов сделало их более полезными для электронной промышленности. Эти передовые керамические материалы обладают свойствами, делающими их сверхпроводящими, полупроводниковыми и магнитными.
При этом их можно использовать для производства твердых материалов, таких как свечи зажигания, керамические дуговые трубки, бусины и трубки для линий электропередач. Их также можно использовать для производства электронных панелей, ультразвуковых преобразователей и светодиодов (LED) для внутреннего и внешнего использования.
Металлургическая промышленность
Огнеупорные материалы, такие как ковши, печи, горны, футеровка плавильных поверхностей и трубы, по которым проходят горячие газы, являются продуктом передовых керамических материалов. Это керамические образцы с высокой огнеупорностью, способные работать при температурах более 1000°C.
Аэрокосмическая промышленность
Материалы из усовершенствованной керамики обладают несколькими жизненно важными свойствами, которые делают их пригодными для применения в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Они могут использоваться в производстве очень твердых автомобильных деталей, таких как выхлопные трубы, двигатели, тормоза, броня и т. д., благодаря их высокой тепловое сопротивление и высокая устойчивость к коррозии. Хотя карбидная керамика является самым твердым керамическим материалом, она имеет меньший вес по сравнению с металлами, что делает ее более быстрой и, в свою очередь, снижает полезную нагрузку и расход топлива.
Тенденции мирового рынка
В настоящее время передовая керамика Рынок быстро развивался, ежегодно увеличиваясь более чем на 10%, причем ведущие мировые экономики, такие как США и Япония, отстаивают курс этого жизненно важного технологического инструмента. Благодаря передовой керамике электронная промышленность сегодня стоит более $4.3 триллиона. Недавние исследования показали, что более $30 миллиардов появилось из мировых продаж, поскольку передовые керамические материалы продемонстрировали, насколько они важны для создания очень твердого оборудования, устойчивого к износу, нагреву и температуре.
Здесь в ggsceramics, мы отдаем приоритет поставке высококачественных передовых керамических изделий с очень высоким стандартом для широкого спектра применений. Мы всегда здесь, чтобы помочь вам с вашим следующим керамическим проектом.
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между керамикой и гончарным делом?
Оба термина часто путают и используют как взаимозаменяемые, но они не означают одно и то же. Керамика относится к традиционной керамике, такой как горшки, чашки, кружки и вазы; керамика — это родительский термин, используемый для их описания. Таким образом, керамика, очевидно, является одним из очень многих примеров или подразделений керамики.
Чем отличается газовая печь от электрической?
Благодаря простоте использования и настройки электрические печи, как правило, используются в домашних условиях и в простых рабочих условиях. Это просто потому, что они могут эффективно использовать глину низкой и умеренной температуры; с другой стороны, высокие температуры являются основными отличительными чертами газовых печей.
Кроме того, газовые печи, как правило, обеспечивают лучшую текстуру поверхности для некоторых из самых твердых керамических материалов, чем электрические печи, которым не нужны специальные разрешения для оптимальной работы.
Какие современные керамические материалы лучше всего использовать в производстве?
Некоторые из лучших современных керамических материалов, которые вы можете использовать, это нитрид бора, карбид вольфрама и карбид кремния. Это потому, что они обладают очень прочным керамическим материалом корпуса, включая механические свойства, такие как высокое термическое сопротивление и хорошая прочность даже в неблагоприятных условиях.
Заключение
Включая различные типы, такие как карбидная керамика, кремний и огнеупорные кирпичи, нет сомнений, что передовая керамика изменила правила игры во многих отраслях промышленности, предоставив материалы, которые являются как долговечными, так и эстетически привлекательными. Вы не ошибетесь, если вложите средства в передовую керамику, поскольку при ее использовании вы гарантированно производите продукцию, которая выдержит испытание временем и будет работать в неблагоприятных условиях.