Como a cerâmica especial se desenvolveu?
2023-07-03
Nos últimos trinta ou quarenta anos, devido ao rápido desenvolvimento da ciência e da tecnologia, especialmente o desenvolvimento de tecnologia eletrônica, tecnologia espacial e tecnologia de computadores, são urgentemente necessários materiais com propriedades especiais, e algumas cerâmicas podem atender a esses requisitos. Com o rápido desenvolvimento, essas cerâmicas recém -desenvolvidas são muito diferentes da "cerâmica tradicional" em termos de matérias -primas, artesanato ou desempenho de cerâmica AL2O3, e são chamadas de "cerâmica especial" para distingui -las de cerâmica antiga ou cerâmica tradicional. , Boron Carbide é uma cerâmica especial importante, com muitas propriedades excelentes. O carboneto de boro é amplamente utilizado em cerâmica estrutural, materiais resistentes ao desgaste, armadura à prova de balas, indústria nuclear etc. e tem um valor de aplicação muito importante e status insubstituível. Nas últimas décadas, com a ascensão de novas tecnologias (como tecnologia eletrônica, tecnologia espacial, tecnologia a laser, tecnologia de computadores etc.), bem como o desenvolvimento de teorias básicas e tecnologias de teste, a pesquisa sobre materiais de cerâmica avançou por saltos e limites. Para atender aos requisitos de novas tecnologias para materiais de cerâmica, surgiu uma classe de cerâmica que é muito diferente da cerâmica comum em termos de matérias -primas, processos e propriedades surgiu. Desde então, também abriu a porta para um novo mundo de materiais de cerâmica. Para distingui -lo da cerâmica tradicional e da cerâmica comum, é necessário dar a esse tipo de cerâmica um novo nome (mais alto) úbte
Como resultado, uma série de nomes como cerâmica de alto desempenho, cerâmica avançada, cerâmica fina, cerâmica especial, nova cerâmica, cerâmica moderna, cerâmica de alta tecnologia, cerâmica de engenharia, etc., nasceu. De acordo com os hábitos linguísticos de pessoas diferentes e os diferentes campos de aplicação da cerâmica, vários países e vários documentos e obras têm nomes diferentes para eles.
Não existe uma definição precisa de cerâmica especial. De um modo geral, a cerâmica especial é geralmente considerada "o uso de matérias -primas altamente selecionadas ou sintetizadas, cuja composição química pode ser controlada com precisão, processada de acordo com a tecnologia de fabricação que facilita o design e o controle da microestrutura e possui alta desempenho. Uma classe de cerâmica. " A cerâmica especial, como a cerâmica comum, são materiais não metálicos inorgânicos feitos por tratamento térmico de alta temperatura.
A cerâmica especial pode ser dividida em duas categorias, a placa de nitreto de alumínio de acordo com suas características e usos: cerâmica estrutural e cerâmica funcional.
Cerâmica estrutural Cerâmica estrutural refere -se a cerâmicas que podem ser usadas como materiais estruturais de engenharia. Possui as características de alta resistência, alta dureza, alto módulo de elástico, resistência a alta temperatura, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência a oxidação, resistência ao choque térmico e assim por diante. A cerâmica estrutural é classificada aproximadamente em compósitos de matriz cerâmica à base de óxido, não baseados em óxido e óxido. A cerâmica estrutural pode ser dividida em óxidos, não óxidos, nano-cerâmica, cerâmica de baixa expansão e compósitos de matriz cerâmica.
Óxidos: Os principais materiais são AL2O3, ZRO2, MGO, SiO2, BEO, Mullite, etc.; Eles têm as características de alta resistência, alta dureza, alta tenacidade, alta condutividade térmica, resistência ao desgaste, etc.; Automóveis, tornos, peças de máquina, matrizes de desenho de arame, ferramentas de corte, ferramentas de medição, mídia de moagem, etc. Não óxido: os principais materiais incluem carbonetos (sic, b4c, tic, etc.), nitretos (Si3N4, BN, Ain, Sialon, etc.), silicidas (MOSI2, TISI2, MG2SI, etc.) Borides (Zrb2, TIB2, etc.); Possui as características de alta resistência à temperatura, superaquecimento, resistência ao choque térmico e resistência a oxidação; Pode ser usado para fabricar peças de motores de automóveis, lâminas de turbinas a gás, materiais lubrificantes para alta temperatura, materiais resistentes ao desgaste, materiais refratários, etc.
Nano-cerâmica: Os principais materiais são nano-óxidos e não óxidos; Eles têm superplasticidade e alta tenacidade e são usados principalmente na fabricação de várias peças estruturais de alto desempenho.
Cerâmica de baixa expansão: os principais materiais são turquesa, spodumeno, titanato de alumínio, etc. O coeficiente de expansão desse tipo de cerâmica é menor que 2 × 10-6/℃; Pode ser usado para tornar as peças estruturais resistentes a resfriamento rápido e aquecimento rápido.
Materiais compósitos da matriz cerâmica: principalmente matriz de cerâmica de óxido (Al2O3/ZRO2), matriz de cerâmica de nitreto (Si3N4/Bn), matriz de cerâmica de carboneto (sic/b4c), etc.; Excelentes propriedades mecânicas em alta temperatura; Principalmente usados em capuzes de foguetes, fabricação de aeronaves de telhas de superfície e peças do motor.
Cerâmica funcional
A cerâmica funcional refere -se a uma classe de cerâmica que possui propriedades elétricas, magnéticas, ópticas, acústicas, supercondutoras, químicas, biológicas e outras e têm funções de conversão mútuas. Functional ceramics can be roughly divided into electronic ceramics (including electrical insulation, dielectric, ferroelectric, piezoelectric, thermoelectric, sensitive, conductive, superconducting, micro and other ceramics), transparent ceramics, biological and antibacterial ceramics, optics, luminescence With infrared radiation ceramics, cerâmica porosa. A cerâmica funcional pode ser dividida em cerâmica eletrônica, cerâmica funcional térmica e óptica, cerâmica antibacteriana de filtro de cerâmica biológica e máquina e cerâmica química porosa de acordo com suas diferentes funções.
Cerâmica eletrônica: incluindo cerâmica isolante, cerâmica dielétrica, cerâmica ferroelétrica, cerâmica piezoelétrica, cerâmica piroelétrica, cerâmica sensível, materiais magnéticos e cerâmicas condutivas e supercondutor. According to the dielectric properties of capacitor ceramics, they are divided into 6 categories: high frequency temperature compensation type dielectric ceramics, high frequency temperature stable type dielectric ceramics, low frequency high dielectric constant type dielectric ceramics, semiconductor type dielectric ceramics, laminated Capacitor ceramics, Cerâmica dielétrica de microondas. Entre eles, a cerâmica dielétrica de microondas tem as características de alta constante dielétrica, baixa perda dielétrica e coeficiente de frequência de ressonância pequena e são amplamente utilizados na comunicação de microondas, comunicação móvel, comunicação por satélite, rádio e televisão, radar e outros campos. Cerâmica funcional térmica e óptica: cerâmica resistente ao calor, cerâmica de isolamento térmico e cerâmica termicamente condutiva são as principais aplicações da cerâmica nas térmicas. Entre eles, a cerâmica resistente ao calor inclui principalmente Al2O3, MGO, SIC, etc. Devido à sua boa estabilidade de alta temperatura, eles podem ser usados como materiais refratários na indústria de cerâmica de Mullite metalúrgica e outras indústrias. A cerâmica de isolamento térmico tem um bom efeito de isolamento térmico e é amplamente utilizado em vários campos. Em termos de óptica, os materiais cerâmicos incluem a absorção de cerâmica, geradores de sinal óptico de cerâmica e fibras ópticas, que podem ser vistas em toda parte na vida usando as características dos coeficientes ópticos de cerâmica, como revestimentos e esmaltes de cerâmica. Na indústria nuclear, o uso de cerâmica de íons pesados contendo chumbo e bário para absorver e corrigir ondas de radiação nuclear é amplamente utilizada no tratamento de resíduos nucleares. A cerâmica também são materiais importantes para geradores a laser de estado sólido, incluindo lasers de rubi e lasers de granada de Yttrium. A fibra óptica é o principal meio de transmissão para os sinais de comunicação modernos. Possui as características de baixa perda de sinal, alta fidelidade e grande capacidade, que são superiores às linhas de transmissão de sinal de metal.
A cerâmica de alumina transparente é um representante típico da cerâmica óptica. No processo de fabricação de alumina transparente, a chave é que a difusão de volume da alumina é o processo de crescimento de grãos do mecanismo de sinterização. Adicionar aditivos apropriados, como óxido de magnésio, às matérias -primas, pode inibir o crescimento da alumina. Crescimento de grãos. Pode ser usado como cadinho para derretimento de vidro, material de janela de detecção de infravermelho, luminárias de iluminação e também pode ser usado para fabricar substratos de circuitos integrados na indústria de eletrônicos.
Materiais cerâmicos biológicos e antibacterianos: podem ser divididos em cerâmica biologicamente inerte e cerâmica biologicamente ativa. Além de serem usados para medição, diagnóstico e tratamento, a biocerâmica é usada principalmente como substitutos para tecido duro biológico e pode ser usado em ortopedia, cirurgia plástica, cirurgia oral de cavidade, cirurgia cardiovascular, oftalmologia e cirurgia geral. Os materiais antibacterianos são usados principalmente em produtos domésticos, eletrodomésticos, brinquedos e outros campos. Atualmente, os eletrodomésticos são atualmente um dos setores mais utilizados e usados. Nos últimos anos, a indústria de materiais antibacterianos do meu país se desenvolveu rapidamente e se desenvolveu rapidamente nas áreas de industrialização e desenvolvimento de aplicações de agentes antibacterianos inorgânicos, agentes antibacterianos orgânicos e agentes antibacterianos fotocatalíticos.
Cerâmica porosa: tem as vantagens da transmitância de alta luz de alta luz da Cordierite Cerâmica, grande área de superfície específica, baixa densidade, baixa condutividade, resistência a alta temperatura, resistência à corrosão, etc. É usado no tratamento de gases de escape de automóveis, tratamento de esgoto industrial, metal fundido Filtração, portador de catalisador, isolamento de calor, materiais de isolamento sonoro etc. Nos últimos anos, a aplicação de cerâmica porosa foi estendida aos campos da aviação, eletrônica, materiais médicos e biologia etc., que atraiu grande atenção dos Comunidade material global e desenvolveu -se rapidamente. Para obter diferentes cerâmicas porosas, vários métodos de preparação foram propostos sucessivamente, como adicionar o método do agente de formação de poros, método sol-gel, método de prensagem a quente, método de troca de íons e assim por diante.
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