Teknisk keramik – Nyckeln till avancerade industriella lösningar

Teknisk keramik är svåra, Icke -metalliska material utformade för att motstå extrema temperaturer, från keramiska plattor som används på rymdbussar till tandkronor. Teknisk keramik har många tillämpningar från flyg- till tandvård.

Avancerad teknisk keramik består av rena oxider, Karbider och nitrider som aluminiumoxid (Al2o3), kiselkarbid, Sic och zirkonium, Gör dem svåra att bearbeta utan speciell kunskap och utrustning från keramiska tekniska yrkesverksamma.

Aluminiumoxid

Aluminiumoxid (aluminiumoxid, Al2o3) är en av de oftast använda teknikkeramikerna. Det är mycket anpassningsbart, hård, och isolerande egenskaper gör det lämpligt för hårda driftsförhållanden som skulle överväldiga mer sofistikerad keramik, Och du hittar det ofta i whiteware-produkter eller högteknologiska komponenter som ugnsfoder eller CLOCKSS.

När du arbetar med aluminiumoxid keramik, Deras övergripande mikrostruktur bestäms av råvaror som används, Tillverkningsprocesser använder och formar tekniker som används. Detta påverkar i slutändan dess hållbarhet och dimensionella noggrannhet.

När den önskade formen och storleken har erhållits, aluminiumoxid kan förtätas med sintring. Detta innebär att placera det grova föremålet som hålls ihop med lim i en ugn där atom- och molekyldiffusion minskar porositeten, producerar en tätare produkt med ökad styrka och frakturtillhet.

Ingenjörer integrerar ofta andra ingredienser i aluminiumoxidbaserad keramik beroende på applikationen. Vanliga tillsatser inkluderar:

Kisel

Kiselnitridkeramik har låg termisk expansion och motstånd mot termisk chock, Med utmärkta elektriska isoleringsegenskaper och nollkorrosion och oxidationsproblem. På grund av dessa attribut, Kiselnitridkeramik ger ett utmärkt industriellt material; Särskilt deras förmåga att motstå höga temperaturer gör dem lämpliga för förbränningsmunstycken och låga, Jet- och eldfasta rör i rökgasens desulfuriseringsanläggningar, Keramiska lager/matriser för metallbearbetning såväl som kontaktdelar som måste tåla kontinuerlig friktion mot hårda slipande partiklar som finns i flödande vid hög hastighet/tryckmiljöer – Alla kännetecken för användning av kvalitetsmaterial!

Teknisk keramik’ Stroliga egenskaper har lett till uppfinningen av många innovativa nya produkter som används i nationellt försvar, flyg-, bil- och maskinindustrin – förvandla den globala keramiska marknaden till en $60 miljarder affärer!

Keramiska materialets egenskaper bestäms av dess kemi och mikrostruktur. Deras prestanda kan förändras genom olika bearbetningstekniker eller lägga till element till dess grundläggande keramiska struktur, med sina egenskaper modifierade genom att använda olika bearbetningstekniker eller lägga till element till dess grundläggande keramiska struktur. Nano -skala keramikpartiklar påverkar också bulkbeteende när det gäller kemisk sammansättning och reaktivitet samt mekaniska egenskaper som fraktursughet – Enligt Faber-Evans-modellen förutspådde att keramisk härdning ökar med sprickavböjning eller böjning av andra faspartiklar inom deras matris och distribution av partikelmorfologi, bildförhållande eller interpartikelavstånd – ger upphov till deras härdande egenskaper som bidrar kraftigt till sprickavböjning eller böjning, Sprickavböjning/böjning förbättras ytterligare genom distribution av partikelmorfologi/aspektförhållande/mellanpartikelavståndsfaktorer. Toarning ökade också genom att använda olika bearbetningstekniker som lägger till element på dess grundläggande keramiska sammansättning/struktur/kompilering.

Bor

Som keramisk ingenjörsstudent, Du får praktisk erfarenhet av att arbeta med olika material och processer. Börjar under ditt andra år, Du tar fyra kärnlaboratoriekurser, Delta i innovativa forskarutbildningar, åtkomstgruvor’ Hotbutik på campus glas för produktionskörningar och arbetar nära med fakultetsrådgivare för att utveckla ny och förbättrad keramik för ditt äldre avhandlingsprojekt.

Ingenjörskeramik har genomgått en snabb utveckling under de senaste decennierna, Ge ett stort urval av mycket mångsidiga material som tål en rad temperaturer och miljöer. Deras egenskaper beror på både deras sammansättning, Mikrostruktur och användningsvillkor – Att göra varje keramik annorlunda beroende på dess exakta sammansättning, Mikrostruktur eller användningsvillkor.

Sintringsprocesser som bildar keramiska komponenter spelar en viktig roll för att forma deras slutliga fysiska egenskaper. Korntillväxt spelar en viktig roll, påverkar dess slutliga struktur och mekaniska prestanda; Varje oregelbunden kornstorleksfördelning kan förändra dramatiskt både strukturer och mekaniska egenskaper hos slutliga keramiska produkter.

Bor Carbide är ett oundgängligt material för keramiska applikationer med hög stress som skärverktyg, Dies och klippborrar, bara för diamant när det gäller hårdhet. Boroni Carbide har också utmärkt värmeledningsförmåga och elektriska isoleringsegenskaper som gör det till det perfekta materialet för elektroniska enheter med hög effekt och slitbeständiga beläggningar för gruv- och mineralbearbetningsutrustning.

Borid

Bor kan avsevärt förbättra högtemperaturstabiliteten hos metalloxider. Dessutom, Detta material fungerar som en förstärkande keramisk fas i metallmatriskompositer; Specifikt keramik gjord av borkarbid (Bcn), hafnium-tantalkarbidid (Hftac), eller zirkonier för användning som slitskyddsapplikationer.

Keramik som innehåller bor kan vara ömtåligt, Ändå gör deras högre fraktursughet dem att absorbera större slagenergi utan att bryta. Dessutom, Dessa material erbjuder utmärkt kemisk resistens och nötningsprestanda så att de kan ersätta hårda metaller i många applikationer.

På grund av deras joniska eller kovalenta bindningsegenskaper, De flesta keramiker uppvisar inte plastisk deformation vid rumstemperaturer och har därmed mindre duktilitet än metaller. Icke desto mindre, Keramik kan fortfarande uppvisa betydande plaststammar vid högre temperaturer där sprickmekanismer skiljer sig avsevärt från metaller.

Borbaserad keramik kombinerar låg specifik tyngdkraft med stark mekanisk styrka för att göra dem attraktiva för användning i många olika applikationer. Deras slitstyrka gör att de kan ersätta hårda metaller i media som transporteras med höga hastigheter, tryck eller kavitationshastigheter; Förbättra gruv- och mineralbearbetningsutrustningens effektivitet och hållbarhet samt dammuppsamlingssystem för extraktion, slipning, transport- och dammsamlingssystem. Dessutom, Dessa material kan öka tillförlitligheten i olja & Gas- och kemisk industri genom strukturella roterande delar gjorda med dessa keramik.