Поскольку мир движется к развитию, инновации повсюду. С внедрением передовых методов обработки в настоящее время в промышленности преобладает особый тип керамики. В этой уникальной статье мы обсудим самый требовательный и уникальный тип керамики, который есть не что иное, как техническая керамика.
Что такое техническая керамика?
Техническая керамика — это передовые виды керамики, известные под разными названиями. Они известны как передовая керамика или инженерная керамика, на рынке. Некоторые производители также используют для них термины высокопроизводительная керамика и прецизионная керамика. Независимо от того, какой термин используется, все они относятся к одному и тому же.
Техническая керамика определяется как неорганические керамические материалы. Это передовые типы керамики, которые состоят из уникальных элементов, включая O2 (кислород) и AI (алюминий). Они обладают наивысшими механическими, электрическими и термическими свойствами. Такие свойства можно контролировать путем добавления других второстепенных элементов. Сочетание их термических и физических свойств делает их лучшим выбором для продуктов, где другие альтернативы не справляются.
Они производятся из синтетических или натуральных материалов. Техническая керамика называется усовершенствованной керамикой, потому что ингредиенты, необходимые для процесса производства, высокоочищены. Ингредиенты тщательно очищаются для контроля формы и размера частиц. Они используются в различных отраслях промышленности для производства разнообразных продуктов, которые используются в нашей повседневной жизни.
Классификация материалов технической керамики:
Передовую, техническую или высокопроизводительную керамику можно разделить на следующие типы:
- Композитный материал: включает в себя армированный волокном материал, комбинацию неоксидов, оксидов и других материалов, а также армированный дисперсными частицами материал.
- Оксиды: включают такие элементы, как Zr, Be, Al2O3 и т. д.
- Неоксиды: Нитриды, карбиды и т. д. попадают в категорию неоксидов.
Почему передовая керамика так популярна?
Без сомнения, поскольку мир движется к развитию, спрос и сфера применения технической керамики или инженерной керамики также растут. Определяемые как поликристаллические материалы, они становятся очень популярными во всем мире.
Первая причина, по которой они востребованы, заключается в том, что они открывают новые возможности для различных приложений. Например, машиностроение, автомобилестроение, литейное производство, электроника, текстильное производство и медицинские технологии.
Кроме того, требования потребителей для различных отраслей промышленности быстро растут из года в год. Поэтому различные инженеры и строители предпочитают передовой и высококачественный материал, такой как техническая керамика, чтобы удовлетворить все свои потребности и требования. Помимо использования в вышеупомянутых областях, использование технической керамики также будет охватывать нанотехнологии и оптическую промышленность.
Наконец, спрос на техническую или прецизионную керамику растет во многих отраслях промышленности, поскольку она очень настраиваема. Высококачественная прецизионная керамика, производимая профессиональными компаниями, теперь заменяет обычные материалы для различных применений.
Ранее компании использовали обычные огнеупорные материалы и полимеры, но сейчас они широко переходят на техническую керамику.
Каковы важные свойства технических керамических материалов?
Ниже перечислены некоторые важные свойства технической керамики:
●Прочность на сжатие
При сжатии техническая керамика демонстрирует исключительно высокую прочность. Техническая керамика может выдерживать высокие нагрузки, минимум 4000 МПа (МПа означает Мегапаскали). Однако, если сравнить это с другими материалами, такими как цирконий или титан, можно представить, насколько прочна техническая керамика.
●Износостойкость
Продвинутые типы прецизионной или технической керамики также могут выдерживать высокие температуры. Помимо выдерживания высоких температур, они также могут эффективно сохранять свои механические и электрические свойства. Вот почему техническая керамика используется в многочисленных приложениях с высоким выбросом тепла. Примерами служат режущие инструменты, печи и реактивные двигатели.
●Твердость
Без сомнения, техническая керамика завоевала сердца высококлассных пользователей благодаря своей высокой жесткости и превосходной твердости. Производители смещают свой приоритет в сторону технической керамики, поскольку этот уникальный материал в 4 раза тверже нержавеющей стали.
●Плотность
Техническая керамика имеет плотность от 2 г/см3. Из-за низкой плотности техническая керамика предпочтительнее других материалов для различных применений. Как вы знаете, низкая плотность способствует низкому весу. Чем ниже плотность, тем меньше будет вес вещества.
●Температурная способность
Согласно данным, различные типы усовершенствованной керамики могут выдерживать температуры более 3182°F (1750°C). Поскольку они могут выдерживать высокие температуры, они попадают в категорию сверхвысокотемпературных материалов. Благодаря своей способности выдерживать высокие температуры, они могут использоваться в различных двигателях, турбинах, а также в подшипниках.
●Устойчив к коррозии
Несомненно, техническая керамика — химически стабильный материал. Но почему? Ответ кроется в ее химической связи. В большинстве технических керамических материалов (особенно оксидов) доминируют ионные связи, что делает материал богатым на коррозионно-стойкие свойства.
●Теплопроводность или изоляция
Техническая керамика может иметь различную теплопроводность или изоляционные свойства. Такие свойства зависят от химического состава материала. Например, некоторые виды технической керамики обладают превосходными теплопроводными свойствами. Такие изделия лучше всего подходят для радиаторов или теплообменников.
С другой стороны, некоторые технические керамические изделия обладают изоляционными свойствами. Короче говоря, техническая керамика очень гибкая/настраиваемая.
Другие важные свойства включают биосовместимость, прочность на изгиб, металлизацию, пьезоэлектричество и динамику, устойчивость к тепловым ударам и колебаниям и т. д.
Разница между технической керамикой и традиционной керамикой
Теперь, когда мы изучили их уникальные свойства, давайте рассмотрим, чем эти передовые материалы отличаются от традиционной керамики. Применение и производственные процессы этих двух типов керамики сильно различаются, и у каждого есть свои преимущества. Ниже мы рассмотрим различия между ними более подробно.
1. Состав:
Главное отличие технической керамики от традиционной керамики заключается в составе. Формульные материалы технической керамики в основном представляют собой различные карбиды, оксиды, нитриды, такие как оксид алюминия, нитрид кремния, карбид кремния и т. д., кроме того, в ее состав входит также много синтетических материалов.
При изготовлении и обработке традиционной керамики используются различные виды сырья (например, кремнезем, глина и полевой шпат).
2. Производительность:
Еще одно большое различие между технической и традиционной керамикой — это производительность. Традиционная керамика используется в ограниченных приложениях. Например, в электроизоляции среднего уровня. Но почему она используется в процессах среднего уровня, а не в задачах высокого уровня?
Причина этого в том, что традиционная керамика обычно имеет низкую или среднюю твердость. Помимо небольшой твердости, она также обладает низкой прочностью и низким термическим равновесием. Напротив, благодаря уникальным свойствам техническая керамика предназначена для сложных применений.
3. Обработка:
Наконец, передовая керамика значительно отличается от обычной с точки зрения обработки. Традиционная керамика обычно формируется с использованием базовых методов, таких как литье, а затем обжигается при высоких температурах для придания ей окончательной формы. Напротив, высокопроизводительная керамика требует специализированных методов. Эти методы различаются в зависимости от отрасли, при этом общие подходы включают прецизионную обработку и прессование порошка.
Итог:
Техническая керамика считается неорганическими неметаллическими объектами. Несомненно, применение этой передовой керамики в различных отраслях промышленности растет с каждым днем. Благодаря своим уникальным свойствам она пользуется большим спросом во всем мире. Производители и высококлассные пользователи используют ее для замены обычно используемых материалов из-за ее уникальных свойств.