Tekninen keramiikka – Avain edistyneisiin teollisiin ratkaisuihin
Tekninen keramiikka on kovaa, ei-metalliset materiaalit, jotka on suunniteltu kestämään äärimmäisiä lämpötiloja, avaruussukkuloissa käytetyistä keraamisista laatoista hammaskruunuihin. Teknisellä keramiikalla on monia sovelluksia ilmailusta hammaslääketieteeseen.
Edistyksellinen tekninen keramiikka koostuu puhtaista oksideista, karbidit ja nitridit, kuten alumiinioksidi (Al2O3), piikarbidi, SiC ja zirkoniumoksidi, vaikeuttaa niiden koneistamista ilman keramiikkatekniikan ammattilaisten erikoisosaamista ja laitteita.
Alumiinioksidi
Alumiinioksidi (alumiinioksidi, Al2O3) on yksi eniten käytetyistä teknisistä keramiioista. Se on erittäin mukautuva, kovaa, ja eristävät ominaisuudet tekevät siitä sopivan vaativiin käyttöolosuhteisiin, jotka kuormittaisivat kehittyneemmän keramiikan, ja löydät sen usein valkoisista tuotteista tai korkean teknologian komponenteista, kuten uunien vuorauksista tai upokkaista.
Kun työskentelet alumiinioksidikeramiikan kanssa, niiden yleinen mikrorakenne määräytyy käytetyistä raaka-aineista, käytetyt valmistusprosessit ja käytetyt muotoilutekniikat. Tämä vaikuttaa viime kädessä sen kestävyyteen ja mittatarkkuuteen.
Kun haluttu muoto ja koko on saatu, alumiinioksidia voidaan tiivistää sintraamalla. Tämä tarkoittaa, että karkea esine, jota pidetään yhdessä liiman kanssa, asetetaan uuniin, jossa atomi- ja molekyylidiffuusio vähentää huokoisuutta, tuottaa tiheämpää tuotetta, jolla on lisääntynyt lujuus ja murtolujuus.
Insinöörit lisäävät usein muita ainesosia alumiinioksidipohjaiseen keramiikkaan sovelluksesta riippuen. Yleisiä lisäaineita ovat mm:
Pii
Piinitridikeramiikassa on alhainen lämpölaajeneminen ja lämpöshokkien kestävyys, Erinomaiset sähköeristysominaisuudet ja nolla korroosio- ja hapettumisongelmia. Näiden ominaisuuksien takia, piinitridikeramiikka on erinomainen teollinen materiaali; Erityisesti niiden kyky kestää korkeita lämpötiloja tekee niistä sopivia polttosuuttimiin ja liekkeihin, suihku- ja tulenkestävät putket savukaasujen rikinpoistolaitoksissa, keraamiset laakerit/suulakkeet metallintyöstöön sekä kosketusosat, joiden on kestettävä jatkuva kitka kovia hankaavia hiukkasia vastaan, jotka virtaavat suurella nopeudella/paineella – kaikki laadukkaan materiaalin käytön tunnusmerkit!
Tekninen keramiikka’ ainutlaatuiset ominaisuudet ovat johtaneet monien innovatiivisten uusien tuotteiden keksimiseen maanpuolustuksessa, ilmailu, auto- ja koneteollisuus – globaalien keramiikkamarkkinoiden muuttaminen a $60 miljardin liiketoiminnan!
Keraamisen materiaalin ominaisuudet määräytyvät sen kemian ja mikrorakenteen perusteella. Niiden suorituskykyä voidaan muuttaa erilaisilla käsittelytekniikoilla tai lisäämällä elementtejä sen keraamiseen perusrakenteeseen, jonka ominaisuuksia on muunnettu käyttämällä erilaisia käsittelytekniikoita tai lisäämällä elementtejä sen keraamiseen perusrakenteeseen. Nanomittakaavan keraamiset hiukkaset vaikuttavat myös massakäyttäytymiseen kemiallisen koostumuksen ja reaktiivisuuden sekä mekaanisten ominaisuuksien, kuten murtolujuus, suhteen – Faber-Evans mallin mukaan ennusti, että keraamisen kovettuminen lisääntyy halkeamien taipuessa tai toisen vaiheen hiukkasten taipuessa matriisissa ja hiukkasten morfologian jakautuessa, kuvasuhde tai hiukkasten välinen etäisyys – mikä lisää niiden sitkeyttämisominaisuuksia, mikä edistää suuresti halkeamien taipumista tai taipumista, halkeaman taipumista / taipumista tehostetaan edelleen hiukkasten morfologian / kuvasuhteen / hiukkasten välisten etäisyystekijöiden jakautumisella. Karkaisu lisääntyi myös käyttämällä erilaisia käsittelytekniikoita, jotka lisäävät elementtejä sen keraamiseen peruskoostumukseen/rakenteeseen/koostumukseen..
Boori
Keramiikkatekniikan opiskelijana, saat käytännön kokemusta erilaisten materiaalien ja prosessien kanssa työskentelystä. Alkaa toisesta vuodesta, otat neljä ydinlaboratorioluokkaa, osallistua innovatiivisiin perustutkintotutkimusprojekteihin, käyttää kaivoksia’ kampuksen lasikuumapaja tuotantoajoille ja työskentele tiiviissä tiedekunnan neuvonantajien kanssa kehittääksesi uutta ja parannettua keramiikkaa vanhempi opinnäytetyöprojektiisi.
Tekniikan keramiikka on kehittynyt nopeasti viime vuosikymmeninä, tarjoaa laajan valikoiman erittäin monipuolisia materiaaleja, jotka kestävät erilaisia lämpötiloja ja ympäristöjä. Niiden ominaisuudet riippuvat molempien koostumuksesta, mikrorakenne ja käyttöolosuhteet – jolloin jokainen keramiikka on erilainen sen tarkan koostumuksen mukaan, mikrorakennetta tai käyttöolosuhteita.
Keraamisia komponentteja muodostavilla sintrausprosesseilla on merkittävä rooli niiden lopullisten fysikaalisten ominaisuuksien muovaamisessa. Viljan kasvulla on keskeinen rooli, vaikuttaa sen lopulliseen rakenteeseen ja mekaaniseen suorituskykyyn; mikä tahansa epäsäännöllinen raekokojakauma voi muuttaa dramaattisesti sekä lopullisten keraamisten tuotteiden rakenteita että mekaanisia ominaisuuksia.
Boorikarbidi on korvaamaton materiaali korkean jännityksen keraamisissa sovelluksissa, kuten leikkaustyökaluissa, meistit ja kallioporat, Toiseksi timantin jälkeen kovuuden suhteen. Boronikarbidilla on myös erinomaiset lämmönjohtavuus ja sähköeristysominaisuudet, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin suuritehoisille elektronisille laitteille ja kulutusta kestäville pinnoitteille kaivos- ja mineraalienkäsittelylaitteissa.
Boridi
Boori voi merkittävästi parantaa metallioksidien stabiilisuutta korkeissa lämpötiloissa. Lisäksi, tämä materiaali toimii vahvistavana keraamisena faasina metallimatriisikomposiiteissa; erityisesti boorikarbidista valmistettua keramiikkaa (BCN), hafnium-tantaalikarbidi (HfTaC), tai zirkonia käytettäväksi kulumissuojasovelluksissa.
Booria sisältävä keramiikka voi olla hauras, mutta niiden suurempi murtolujuus mahdollistaa niiden absorboimisen suuremman iskuenergian rikkoutumatta. Lisäksi, Nämä materiaalit tarjoavat erinomaisen kemiallisen kestävyyden ja kulutuskestävyyden, minkä ansiosta ne voivat korvata kovametallit monissa sovelluksissa.
Johtuen niiden ionisista tai kovalenttisista sidosominaisuuksista, useimmat keramiikka ei osoita plastista muodonmuutosta huoneenlämmössä, joten niillä on vähemmän sitkeyttä kuin metallilla. Kuitenkin, keramiikka voi silti osoittaa merkittäviä plastisia venymiä korkeammissa lämpötiloissa, joissa murtumismekanismit eroavat merkittävästi metalleista.
Booripohjaisessa keramiikassa yhdistyy alhainen ominaispaino ja vahva mekaaninen lujuus, mikä tekee niistä houkuttelevia käytettäväksi monissa eri sovelluksissa. Niiden kulutuskestävyys mahdollistaa kovien metallien korvaamisen suurilla nopeuksilla kuljetettavissa väliaineissa, paineet tai kavitaationopeudet; parantaa kaivos- ja mineraalienkäsittelylaitteiden tehokkuutta ja kestävyyttä sekä pölynpoistojärjestelmiä, hiominen, kuljetus- ja pölynkeräysjärjestelmät. Lisäksi, nämä materiaalit voivat lisätä luotettavuutta öljyssä & kaasu- ja kemianteollisuudessa näistä keramiikasta valmistettujen pyörivien rakenteellisten osien avulla.