Technische Keramik – Der Schlüssel zu fortschrittlichen industriellen Lösungen

Technische Keramik ist hart, nichtmetallische Materialien, die extremen Temperaturen standhalten, von Keramikfliesen für Raumfähren bis hin zu Zahnkronen. Technische Keramik hat viele Anwendungen, von der Luft- und Raumfahrt bis zur Zahnmedizin.

Hochleistungskeramik besteht aus reinen Oxiden, Karbide und Nitride wie Aluminiumoxid (Al2O3), Siliziumkarbid, SiC und Zirkonoxid, Dies macht es schwierig, sie ohne spezielle Kenntnisse und die Ausrüstung von Fachleuten der Keramiktechnik zu bearbeiten.

Aluminiumoxid

Aluminiumoxid (Aluminiumoxid, Al2O3) ist eine der am häufigsten verwendeten technischen Keramiken. Es ist sehr anpassungsfähig, hart, und Isoliereigenschaften machen es für raue Betriebsbedingungen geeignet, die anspruchsvollere Keramiken überfordern würden, und man findet es häufig in Weißwarenprodukten oder High-Tech-Komponenten wie Ofenauskleidungen oder Tiegeln.

Bei der Arbeit mit Aluminiumoxidkeramik, Ihre Gesamtmikrostruktur wird durch die verwendeten Rohstoffe bestimmt, verwendete Herstellungsprozesse und verwendete Formgebungstechniken. Dies wirkt sich letztlich auf die Haltbarkeit und Maßhaltigkeit aus.

Sobald die gewünschte Form und Größe erreicht ist, Aluminiumoxid kann durch Sintern verdichtet werden. Dabei wird das mit Leim zusammengehaltene Rohobjekt in einen Ofen gelegt, wo durch atomare und molekulare Diffusion die Porosität verringert wird, Dadurch entsteht ein dichtes Produkt mit erhöhter Festigkeit und Bruchzähigkeit.

Ingenieure integrieren je nach Anwendung häufig andere Inhaltsstoffe in Keramiken auf Aluminiumoxidbasis. Zu den üblichen Zusatzstoffen gehören::

Silizium

Siliziumnitridkeramik zeichnet sich durch eine geringe Wärmeausdehnung und Temperaturschockbeständigkeit aus, mit hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften und ohne Korrosions- und Oxidationsprobleme. Aufgrund dieser Eigenschaften, Siliziumnitridkeramik ist ein hervorragendes Industriematerial; Insbesondere ihre Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, macht sie für Verbrennungsdüsen und Flammen geeignet, Strahl- und Feuerfestrohre in Rauchgasentschwefelungsanlagen, Keramiklager/-matrizen für die Metallbearbeitung sowie Kontaktteile, die der ständigen Reibung gegen harte Schleifpartikel standhalten müssen, die in Umgebungen mit hoher Geschwindigkeit/hohem Druck strömen – Alle Merkmale einer hochwertigen Materialverwendung!

Technische Keramik’ Besondere Eigenschaften haben zur Erfindung vieler innovativer neuer Produkte geführt, die in der Landesverteidigung eingesetzt werden, Luft- und Raumfahrt, Automobil- und Maschinenindustrie – Den globalen Keramikmarkt in einen verwandeln $60 Milliardengeschäft!

Die Eigenschaften keramischer Materialien werden durch ihre Chemie und Mikrostruktur bestimmt. Ihre Leistung kann durch unterschiedliche Verarbeitungstechniken oder das Hinzufügen von Elementen zur grundlegenden Keramikstruktur verändert werden, Seine Eigenschaften werden durch den Einsatz unterschiedlicher Verarbeitungstechniken oder das Hinzufügen von Elementen zu seiner keramischen Grundstruktur verändert. Keramikpartikel im Nanomaßstab beeinflussen auch das Massenverhalten im Hinblick auf die chemische Zusammensetzung und Reaktivität sowie mechanische Eigenschaften wie Bruchzähigkeit – Gemäß dem Faber-Evans-Modell wurde vorhergesagt, dass die Zähigkeit der Keramik mit der Rissverformung oder Biegung der Partikel der zweiten Phase innerhalb ihrer Matrix und der Verteilung der Partikelmorphologie zunimmt, Seitenverhältnis oder Abstand zwischen den Partikeln – Dadurch entstehen ihre Zähigkeitseigenschaften, die wesentlich zur Rissablenkung oder -verbiegung beitragen, Die Rissablenkung/-verbiegung wird durch die Verteilung der Partikelmorphologie/des Seitenverhältnisses/der Partikelabstandsfaktoren weiter verbessert. Die Zähigkeit wurde auch durch den Einsatz verschiedener Verarbeitungstechniken erhöht, die der grundlegenden Keramikzusammensetzung/-struktur/-zusammensetzung Elemente hinzufügen.

Bor

Als Student der Keramiktechnik, Sie sammeln praktische Erfahrungen im Umgang mit verschiedenen Materialien und Prozessen. Ab dem zweiten Jahr, Sie belegen vier Kernlaborkurse, Nehmen Sie an innovativen Bachelor-Forschungsprojekten teil, Zugang zu Minen’ Nutzen Sie die Glas-Wärmewerkstatt auf dem Campus für Produktionsläufe und arbeiten Sie eng mit Fakultätsberatern zusammen, um neue und verbesserte Keramiken für Ihr Abschlussarbeitsprojekt zu entwickeln.

Die technische Keramik hat in den letzten Jahrzehnten eine rasante Entwicklung erfahren, Dadurch entsteht eine große Auswahl an äußerst vielseitigen Materialien, die einer Vielzahl von Temperaturen und Umgebungen standhalten. Ihre Eigenschaften hängen von ihrer Zusammensetzung ab, Mikrostruktur und Einsatzbedingungen – Dadurch unterscheidet sich jede Keramik je nach ihrer genauen Zusammensetzung, Mikrostruktur oder Einsatzbedingungen.

Sinterprozesse, bei denen Keramikkomponenten entstehen, spielen eine wichtige Rolle bei der Gestaltung ihrer endgültigen physikalischen Eigenschaften. Das Kornwachstum spielt eine entscheidende Rolle, Auswirkungen auf seine endgültige Struktur und mechanische Leistung; Jede unregelmäßige Korngrößenverteilung könnte sowohl die Strukturen als auch die mechanischen Eigenschaften der endgültigen Keramikprodukte dramatisch verändern.

Borcarbid ist ein unverzichtbarer Werkstoff für hochbeanspruchte Keramikanwendungen wie Schneidwerkzeuge, Matrizen und Gesteinsbohrer, In Bezug auf die Härte ist er nach Diamant der zweitgrößte. Borkarbid zeichnet sich außerdem durch hervorragende Wärmeleitfähigkeit und elektrische Isolationseigenschaften aus, was es zum idealen Material für leistungsstarke elektronische Geräte und verschleißfeste Beschichtungen für Bergbau- und Mineralverarbeitungsgeräte macht.

Borid

Bor kann die Hochtemperaturstabilität von Metalloxiden deutlich verbessern. Außerdem, Dieses Material dient als verstärkende Keramikphase in Metallmatrix-Verbundwerkstoffen; insbesondere Keramik aus Borkarbid (BCN), Hafnium-Tantal-Carbid (HfTaC), oder Zirkonoxid für den Einsatz als Verschleißschutzanwendungen.

Borhaltige Keramik kann zerbrechlich sein, Aufgrund ihrer höheren Bruchzähigkeit können sie jedoch eine größere Aufprallenergie absorbieren, ohne zu brechen. Außerdem, Diese Materialien bieten eine hervorragende chemische Beständigkeit und Abriebleistung, sodass sie in vielen Anwendungen Hartmetalle ersetzen können.

Aufgrund ihrer ionischen oder kovalenten Bindungseigenschaften, Die meisten Keramiken zeigen bei Raumtemperatur keine plastische Verformung und besitzen daher eine geringere Duktilität als Metalle. Dennoch, Keramik kann bei höheren Temperaturen immer noch erhebliche plastische Verformungen aufweisen, wobei sich die Bruchmechanismen erheblich von denen von Metallen unterscheiden.

Keramiken auf Borbasis vereinen ein niedriges spezifisches Gewicht mit hoher mechanischer Festigkeit, was sie für den Einsatz in vielen verschiedenen Anwendungen attraktiv macht. Ihre Verschleißfestigkeit ermöglicht es ihnen, Hartmetalle in Medien zu ersetzen, die mit hohen Geschwindigkeiten transportiert werden, Drücke oder Kavitationsraten; Verbesserung der Effizienz und Haltbarkeit von Bergbau- und Mineralverarbeitungsgeräten sowie von Staubsammelsystemen für die Absaugung, Schleifen, Förder- und Staubsammelsysteme. Außerdem, Diese Materialien können die Zuverlässigkeit in Öl erhöhen & Gas- und Chemieindustrie durch rotierende Strukturteile aus diesen Keramiken.