የምህንድስና ሴራሚክስ – ለላቁ የኢንዱስትሪ መፍትሄዎች ቁልፍ

የምህንድስና ሴራሚክስ ከባድ ነው።, ከፍተኛ ሙቀትን ለመቋቋም የተነደፉ የብረት ያልሆኑ ቁሳቁሶች, በጠፈር መንኮራኩሮች ላይ ጥቅም ላይ ከሚውሉት የሴራሚክ ንጣፎች እስከ የጥርስ ዘውዶች. የምህንድስና ሴራሚክስ ከኤሮስፔስ እስከ የጥርስ ህክምና ድረስ ብዙ አፕሊኬሽኖች አሏቸው.

የተራቀቁ ቴክኒካል ሴራሚክስ ንጹህ ኦክሳይዶችን ያካትታል, እንደ alumina ያሉ ካርቦይድ እና ናይትሬድ (አል2O3), ሲሊከን ካርበይድ, ሲሲ እና ዚርኮኒያ, ከሴራሚክ ምህንድስና ባለሙያዎች ያለ ልዩ ዕውቀት እና መሳሪያ ለማሽን አስቸጋሪ ያደርጋቸዋል.

አሉሚኒየም

አሉሚኒየም (አሉሚኒየም ኦክሳይድ, አል2O3) በጣም በተደጋጋሚ ጥቅም ላይ ከሚውሉት የምህንድስና ሴራሚክስ አንዱ ነው።. በጣም የሚለምደዉ ነው።, ከባድ, እና የኢንሱሊንግ ንብረቶች ይበልጥ የተራቀቁ ሴራሚክስዎችን ለሚሸፍኑ ለከባድ የስራ ሁኔታዎች ተስማሚ ያደርገዋል, እና ብዙውን ጊዜ በነጭ እቃዎች ምርቶች ወይም ከፍተኛ የቴክኖሎጂ ክፍሎች ውስጥ እንደ እቶን መጋገሪያዎች ወይም ክሩክሎች ውስጥ ያገኙታል.

ከአሉሚኒየም ሴራሚክስ ጋር ሲሰራ, የእነሱ አጠቃላይ ጥቃቅን መዋቅር የሚወሰነው ጥቅም ላይ በሚውሉ ጥሬ ዕቃዎች ነው, ጥቅም ላይ የዋሉ የማምረት ሂደቶች እና የመቅረጽ ዘዴዎች. ይህ በመጨረሻ በጥንካሬው እና በመጠን ትክክለኛነት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል።.

የሚፈለገው ቅርፅ እና መጠን ከተገኘ በኋላ, alumina ዲንሲንግ በመጠቀም ሊጠጣ ይችላል።. ይህ የአቶሚክ እና ሞለኪውላር ስርጭት የሰውነት መቦርቦርን የሚቀንስ ሸካራውን ነገር ከማጣበቂያ ጋር በአንድ ላይ ወደ እቶን ውስጥ ማስገባትን ያካትታል።, ጥንካሬን እና ስብራትን በመጨመር ጥቅጥቅ ያለ ምርት ማምረት.

መሐንዲሶች ብዙውን ጊዜ እንደ አፕሊኬሽኑ ላይ በመመስረት ሌሎች ንጥረ ነገሮችን በአሉሚኒየም ላይ በተመሰረቱ ሴራሚክስ ውስጥ ይጨምራሉ. የተለመዱ ተጨማሪዎች ያካትታሉ:

ሲሊኮን

የሲሊኮን ናይትራይድ ሴራሚክስ ዝቅተኛ የሙቀት መስፋፋት እና የሙቀት ድንጋጤ የመቋቋም ችሎታ አለው።, እጅግ በጣም ጥሩ የኤሌክትሪክ መከላከያ ባህሪያት እና ዜሮ ዝገት እና ኦክሳይድ ጉዳዮች. በእነዚህ ባህሪያት ምክንያት, የሲሊኮን ናይትራይድ ሴራሚክስ እጅግ በጣም ጥሩ የኢንዱስትሪ ቁሳቁስ ያደርገዋል; በተለይም ከፍተኛ ሙቀትን የመቋቋም ችሎታቸው ለቃጠሎ ፍንጣሪዎች እና ነበልባል ተስማሚ ያደርጋቸዋል, የጭስ ማውጫ ጋዝ ዲሰልፈሪስ ተክሎች ውስጥ ጄት እና refractory ቱቦዎች, በከፍተኛ ፍጥነት/ግፊት አከባቢዎች ውስጥ በሚፈስሱ ጠንካራ ሻካራ ቅንጣቶች ላይ የማያቋርጥ ግጭት መቋቋም ያለባቸው የሴራሚክ ማሰሪያዎች / ለብረታ ብረት ስራዎች እና ለግንኙነት ክፍሎች ይሞታሉ. – የጥራት ቁሳቁስ አጠቃቀም ሁሉም ምልክቶች!

የምህንድስና ሴራሚክስ’ ልዩ ባህሪያት ለብሔራዊ መከላከያ ጥቅም ላይ የሚውሉ ብዙ አዳዲስ አዳዲስ ምርቶች እንዲፈጠሩ ምክንያት ሆኗል, ኤሮስፔስ, አውቶሞቲቭ እና ማሽነሪ ኢንዱስትሪዎች – ዓለም አቀፉን የሴራሚክ ገበያ ወደ ሀ $60 ቢሊዮን ንግድ!

የሴራሚክ ማቴሪያሎች ባህሪያት በኬሚስትሪ እና በጥቃቅን መዋቅር ይወሰናሉ. አፈጻጸማቸው በተለያዩ የማቀነባበሪያ ቴክኒኮች ወይም በመሠረታዊ የሴራሚክ መዋቅሩ ላይ ንጥረ ነገሮችን በመጨመር ሊቀየር ይችላል።, የተለያዩ የማቀነባበሪያ ቴክኒኮችን በመጠቀም ወይም በመሠረታዊ የሴራሚክ መዋቅሩ ላይ ንጥረ ነገሮችን በመጨመር በንብረቶቹ የተሻሻሉ ናቸው።. የናኖ ሚዛን የሴራሚክ ቅንጣቶች በኬሚካላዊ ቅንብር እና ምላሽ ሰጪነት እንዲሁም እንደ ስብራት ጥንካሬ ያሉ ሜካኒካዊ ባህሪያት ላይ የጅምላ ባህሪ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ – እንደ ፋበር-ኢቫንስ ሞዴል የሴራሚክ ማጠንከሪያ በመሰነጣጠቅ ወይም በሁለተኛ ደረጃ ቅንጣቶች በማትሪክስ ውስጥ እና በንጥል ሞርፎሎጂ ስርጭት ውስጥ እንደሚጨምር ተንብዮአል።, ምጥጥነ ገጽታ ወይም የእርስ በርስ ክፍተት – ለመስነጣጠቅ ወይም ለመጎንበስ ከፍተኛ አስተዋፅዖ ያላቸውን ጠንካራ ባህሪያቶቻቸውን መስጠት, የቅንጣት ሞርፎሎጂ/የገጽታ ምጥጥን/interparticle ክፍተት ሁኔታዎችን በማሰራጨት ስንጥቅ ማፈንገጥ/ማጎንበስ የበለጠ እየተሻሻለ ነው።. በመሠረታዊ የሴራሚክ ቅንብር/አወቃቀሩ/ማጠናቀር ላይ ንጥረ ነገሮችን የሚጨምሩ የተለያዩ የማስኬጃ ቴክኒኮችን በመጠቀም ማጠንከር ጨምሯል።.

ቦሮን

እንደ ሴራሚክ ምህንድስና ተማሪ, ከተለያዩ ቁሳቁሶች እና ሂደቶች ጋር የመሥራት ልምድ ያገኛሉ. ከሁለተኛው አመትህ ጀምሮ, አራት ዋና የላብራቶሪ ክፍሎችን ትወስዳለህ, በአዳዲስ የቅድመ ምረቃ የምርምር ፕሮጀክቶች ውስጥ ይሳተፉ, ፈንጂዎችን መድረስ’ ለምርት ስራዎች በካምፓስ ላይ የመስታወት ሙቅ ሱቅ እና አዲስ እና የተሻሻሉ የሸክላ ስራዎችን ለመስራት ከመምህራን አማካሪዎች ጋር በቅርበት ይስሩ.

የምህንድስና ሴራሚክስ ከቅርብ አሥርተ ዓመታት ወዲህ ፈጣን እድገት አሳይቷል።, የተለያዩ የሙቀት መጠኖችን እና አካባቢዎችን መቋቋም የሚችሉ በጣም ሁለገብ ቁሳቁሶች ምርጫን ይሰጣል ።. ንብረታቸው በሁለቱም ስብጥር ላይ የተመሰረተ ነው, ጥቃቅን መዋቅር እና የአጠቃቀም ሁኔታዎች – እያንዳንዱን ሴራሚክ በትክክለኛ ስብጥር ላይ በመመስረት የተለየ ማድረግ, ጥቃቅን መዋቅር ወይም የአጠቃቀም ሁኔታዎች.

የሴራሚክ አካላትን የሚፈጥሩ የማጣቀሚያ ሂደቶች የመጨረሻውን አካላዊ ባህሪያቸውን በመቅረጽ ረገድ ትልቅ ሚና ይጫወታሉ. የእህል እድገት ወሳኝ ሚና ይጫወታል, በመጨረሻው መዋቅር እና ሜካኒካል አፈፃፀም ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል; ማንኛውም መደበኛ ያልሆነ የእህል መጠን ስርጭት በሁለቱም የሴራሚክ ምርቶች አወቃቀሮች እና ሜካኒካል ባህሪያት በከፍተኛ ሁኔታ ሊለወጥ ይችላል.

ቦሮን ካርቦይድ ከፍተኛ ጭንቀት ላለው የሴራሚክ አፕሊኬሽኖች እንደ መቁረጫ መሳሪያዎች በጣም አስፈላጊ ቁሳቁስ ነው።, ይሞታል እና ሮክ ልምምዶች, ከጠንካራነት አንፃር ከአልማዝ ቀጥሎ ሁለተኛ. ቦሮኒ ካርቦዳይድ እጅግ በጣም ጥሩ የሙቀት መቆጣጠሪያ እና የኤሌክትሪክ መከላከያ ባህሪያትን ያቀርባል ይህም ከፍተኛ ኃይል ላላቸው ኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ተስማሚ የሆነ ቁሳቁስ ያደርገዋል እና ለማዕድን እና ለማዕድን ማቀነባበሪያ መሳሪያዎች ተከላካይ ሽፋንን ይለብሳል..

ቦርዴ

ቦሮን ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያለው የብረት ኦክሳይድ መረጋጋትን በእጅጉ ሊያሻሽል ይችላል. በተጨማሪም, ይህ ቁሳቁስ በብረት ማትሪክስ ውህዶች ውስጥ እንደ ማጠናከሪያ የሴራሚክ ደረጃ ያገለግላል; በተለይም ከቦር ካርቦይድ የተሰሩ ሴራሚክስ (ቢሲኤን), ሃፍኒየም-ታንታለም ካርቦዳይድ (ኤችኤፍታሲ), ወይም ዚርኮኒያ እንደ ልብስ መከላከያ መተግበሪያዎች ጥቅም ላይ ይውላል.

ቦሮን የያዙ ሴራሚክስ ደካማ ሊሆን ይችላል።, ነገር ግን ከፍ ያለ ስብራት ጥንካሬያቸው ሳይሰበር ከፍተኛ ተጽዕኖን እንዲወስዱ ያስችላቸዋል. በተጨማሪም, እነዚህ ቁሳቁሶች ጠንካራ ብረቶችን በብዙ መተግበሪያዎች ውስጥ እንዲተኩ የሚያስችላቸው እጅግ በጣም ጥሩ ኬሚካዊ የመቋቋም እና የመጥፋት አፈፃፀም ይሰጣሉ.

በ ionic ወይም covalent ትስስር ባህሪያቸው ምክንያት, አብዛኛዎቹ ሴራሚክስ በክፍል ሙቀት ውስጥ የፕላስቲክ መበላሸትን አያሳዩም ስለዚህም ከብረታ ብረት ያነሰ የመተጣጠፍ ችሎታ አላቸው. ቢሆንም, ሴራሚክስ አሁንም ከፍተኛ በሆነ የሙቀት መጠን ከፍተኛ የሆነ የፕላስቲክ ውጥረቶችን ሊያሳዩ የሚችሉ ሲሆን ይህም የመሰባበር ዘዴዎች ከብረታ ብረት በእጅጉ ይለያያሉ።.

በቦሮን ላይ የተመሰረቱ ሴራሚክስ አነስተኛ ስበት ኃይልን ከጠንካራ መካኒካል ጥንካሬ ጋር በማጣመር ለብዙ የተለያዩ አፕሊኬሽኖች ጥቅም ላይ እንዲውሉ ያደርጋቸዋል።. የእነሱ የመልበስ መቋቋም በከፍተኛ ፍጥነት በሚጓጓዙ ሚዲያዎች ውስጥ ጠንካራ ብረቶች እንዲተኩ ያስችላቸዋል, ግፊቶች ወይም የካቪቴሽን መጠኖች; የማዕድን እና ማዕድን ማቀነባበሪያ መሳሪያዎችን ቅልጥፍና እና ጥንካሬን እንዲሁም የአቧራ አሰባሰብ ስርዓቶችን ለመውጣት ማሻሻል, መፍጨት, የማጓጓዣ እና የአቧራ አሰባሰብ ስርዓቶች. በተጨማሪም, እነዚህ ቁሳቁሶች በዘይት ውስጥ አስተማማኝነትን ይጨምራሉ & ጋዝ እና ኬሚካላዊ ኢንዱስትሪዎች በእነዚህ ሴራሚክስ በተሠሩ መዋቅራዊ ማዞሪያ ክፍሎች.