تصنيف مفصل للمواد السيراميك

تشير المواد الخزفية إلى فئة من المواد غير المعدنية غير العضوية المصنوعة من مركبات طبيعية أو اصطناعية عن طريق التشكيل والتلبيد عند درجة حرارة عالية. لديها مزايا نقطة انصهار عالية، صلابة عالية، مقاومة التآكل العالية ومقاومة الأكسدة. يمكن استخدامها كمواد هيكلية، ومواد أدوات، لأن السيراميك له أيضًا بعض الخصائص الخاصة، ولكنه أيضًا مادة وظيفية.

1، الملكية

الملكية الميكانيكية

المواد الخزفية هي المواد التي تتمتع بأفضل صلابة وأعلى صلابة في المواد الهندسية، وصلابتها في الغالب أعلى من 1500HV. قوة الضغط للسيراميك عالية، ولكن قوة الشد منخفضة، واللدونة والمتانة سيئة.

الخصائص الحرارية

تتمتع المواد الخزفية عمومًا بنقطة انصهار عالية (معظمها أعلى من 2000 درجة مئوية)، ولها ثبات كيميائي ممتاز في درجات الحرارة العالية؛ الموصلية الحرارية للسيراميك أقل من المواد المعدنية، والسيراميك أيضًا مواد عزل حراري جيدة. وفي الوقت نفسه، يكون معامل التمدد الخطي للسيراميك أقل من معامل التمدد الخطي للمعادن، ويتمتع السيراميك بثبات جيد للأبعاد عندما تتغير درجة الحرارة.

الخصائص الكهربائية

تتمتع معظم أنواع السيراميك بعزل كهربائي جيد، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع لصنع أجهزة عازلة بجهود مختلفة (1 كيلو فولت ~ 110 كيلو فولت). السيراميك الكهروضوئي (تيتانات الباريوم BaTiO3) لديه ثابت عازل عالي، ويمكن استخدامه لصنع المكثفات، والسيراميك الكهروضوئي تحت تأثير المجالات الكهربائية الخارجية، ويمكنه أيضًا تغيير الشكل، والطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية (مع خصائص المواد الكهرضغطية) ، يمكن استخدامه كمضخم طاقة، ومشغل تسجيل، ومقياس بالموجات فوق الصوتية، والسونار، ومطياف طبي، وما إلى ذلك. كما يتميز عدد قليل من السيراميك أيضًا بخصائص أشباه الموصلات ويمكن استخدامه كمقومات.

الخصائص الكيميائية

ليس من السهل أكسدة المواد الخزفية عند درجات الحرارة العالية، ولها مقاومة جيدة للتآكل للأحماض والقلويات والأملاح.

الملكية البصرية

تتمتع المواد الخزفية أيضًا بخصائص بصرية فريدة، والتي يمكن استخدامها كمواد ليزر صلبة، ومواد ألياف بصرية، وتخزين بصري، وما إلى ذلك، ويمكن استخدام السيراميك الشفاف لمصابيح الصوديوم عالية الضغط. السيراميك المغناطيسي (الفريت مثل MgFe2O4، CuFe2O4، Fe3O4) لديه مجموعة واسعة من التطبيقات في تسجيل الأشرطة، والتسجيل، والمحولات الأساسية، ومكونات ذاكرة الكمبيوتر الكبيرة.

2,التطور التاريخي

والسيراميك الأصلي هو اسم عام للفخار والخزف. وهذا يعني أن الجسم الملبد الناتج يتم الحصول عليه عن طريق القولبة والتلبيد بدرجة حرارة عالية. تشير المواد الخزفية التقليدية بشكل أساسي إلى ألومينات السيليكا. في البداية، لم يكن لدى الناس متطلبات عالية لاختيار ألومينات السيليكون، ولم يكن النقاء مرتفعًا، ولم يكن حجم الجسيمات موحدًا، ولم يكن ضغط القولبة مرتفعًا. ويسمى السيراميك الناتج بالسيراميك التقليدي. تم تطويره لاحقًا إلى درجة نقاء عالية، وحجم جسيمات صغير وموحد، وضغط قولبة مرتفع، ويتم الحصول على جسم متكلس يسمى السيراميك الناعم.

3، التصنيف:

مواد عادية

وهي مصنوعة من مواد خام طبيعية مثل الفلسبار والطين والكوارتز الملبدة، وهي مادة سيليكات نموذجية، والمكونات الرئيسية هي السيليكون والألمنيوم والأكسجين، وتمثل هذه العناصر الثلاثة 90٪ من إجمالي العناصر القشرية، والسيراميك العادي غني بالعناصر القشرية. المصادر، منخفضة التكلفة، عملية ناضجة. يمكن تقسيم هذا السيراميك إلى سيراميك يومي وسيراميك بناء وسيراميك عازل كهربائي وسيراميك كيميائي وما إلى ذلك وفقًا لخصائص أدائه واستخداماته.

مواد خاصة

إنها مصنوعة من مواد خام اصطناعية عالية النقاء، تم تشكيلها وتلبيدها بواسطة عملية التحكم الدقيقة، ولها عمومًا بعض الخصائص الخاصة لتلبية الاحتياجات المختلفة. وفقا لمكوناته الرئيسية، هناك سيراميك أكسيد، سيراميك نيتريد، سيراميك كربيد، سيرميت وما إلى ذلك؛ يتميز السيراميك الخاص بخصائص ميكانيكية وبصرية وصوتية وكهربائية ومغناطيسية وحرارية وغيرها.

تصنيف المواد الخاصة

وفقًا للاستخدامات المختلفة، يمكن تقسيم المواد الخزفية الخاصة إلى السيراميك الهيكلي، وسيراميك الأدوات، والسيراميك الوظيفي.

السيراميك الهيكلي

يتكون سيراميك الألومينا أساسًا من Al2O3، والمحتوى العام أكبر من 45%. يتمتع سيراميك الألومينا بخصائص ممتازة مختلفة. مقاومة درجات الحرارة العالية، يمكن استخدامها بشكل عام لفترة طويلة عند 1600 درجة مئوية، مقاومة للتآكل، قوة عالية، قوتها 2 إلى 3 مرات من السيراميك العادي، والأعلى يمكن أن تصل إلى 5 إلى 6 مرات. عيبه هو أنه هش ولا يمكنه قبول التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة المحيطة. يمكن استخدامه كبوتقة، أو شمعة إشعال المحرك، أو مادة مقاومة للحرارة العالية، أو غلاف مزدوج حراري، أو حلقة مانعة للتسرب، وما إلى ذلك، ويمكن استخدامه أيضًا كأداة وقالب.

المكون الرئيسي لسيراميك نيتريد السيليكون هو Si3N4، وهو نوع من قوة درجة الحرارة العالية، والصلابة العالية، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل والسيراميك عالي الحرارة التشحيم الذاتي، ومعامل التمدد الخطي هو الأصغر في السيراميك المختلفة، ودرجة حرارة الاستخدام هي كما يلي: يصل إلى 1400 درجة مئوية، مع مقاومة ممتازة للتآكل، بالإضافة إلى حمض الهيدروفلوريك، مقاوم للتآكل بالأحماض الأخرى، والقلويات، وتآكل المعادن المختلفة. ولها عزل كهربائي ممتاز ومقاومة للإشعاع. يمكن استخدامه كمحامل لدرجة الحرارة العالية، وحلقات مانعة للتسرب للاستخدام في الوسائط المسببة للتآكل، والبطانات المزدوجة الحرارية، وأدوات القطع المعدنية.

المكون الرئيسي لسيراميك كربيد السيليكون هو SiC، وهو نوع من القوة العالية والصلابة العالية للسيراميك ذو درجة الحرارة العالية، 1200 درجة مئوية ~ 1400 درجة مئوية لا يزال بإمكانه الحفاظ على قوة الانحناء العالية، وهو أعلى قوة لدرجة الحرارة العالية للسيراميك، وسيراميك كربيد السيليكون أيضًا لديها الموصلية الحرارية الجيدة، ومقاومة الأكسدة، والتوصيل الكهربائي وصلابة عالية التأثير. إنها مادة هيكلية جيدة تتحمل درجات الحرارة العالية، ويمكن استخدامها لفوهة فوهة الصاروخ، والأكمام الحرارية، وأنبوب الفرن والأجزاء الأخرى التي تعمل في درجة حرارة عالية. يمكن استخدام الموصلية الحرارية لصنع مواد التبادل الحراري عند درجات حرارة عالية؛ استخدم صلابتها العالية ومقاومتها للتآكل لصنع عجلات الطحن والمواد الكاشطة وما إلى ذلك.

يتكون سيراميك نيتريد البورون السداسي بشكل أساسي من BN، والهيكل البلوري عبارة عن نظام بلوري سداسي، وهيكل وأداء نيتريد البورون السداسي مشابه للجرافيت، لذلك يطلق عليه "حبر الحجر الأبيض"، صلابة منخفضة، يمكن قطعه بالتشحيم الذاتي، يمكن أن تكون مصنوعة من محامل درجة حرارة عالية التشحيم الذاتي، وقوالب تشكيل الزجاج.

أداة السيراميك

المكونات الرئيسية للكربيد الأسمنتي هي الكربيدات والمواد الرابطة، والكربيدات هي أساسًا WC، وTiC، وTaC، وNbC، وVC، وما إلى ذلك، والمواد الرابطة هي بشكل أساسي الكوبالت (Co). بالمقارنة مع فولاذ الأدوات، يتمتع الكربيد الأسمنتي بصلابة عالية (تصل إلى 87~91HRA)، وصلابة حرارية جيدة (حوالي 1000 درجة مئوية مقاومة تآكل ممتازة)، عند استخدامه كأداة، تزيد سرعة القطع بمقدار 4 ~ 7 مرات من السرعة العالية. الفولاذ، ويتم زيادة العمر بمقدار 5 ~ 8 مرات، وعيبه هو أن الصلابة عالية جدًا، وهشة، ومن الصعب تشكيلها، لذلك غالبًا ما تكون مصنوعة من شفرات وملحومة على شريط الأدوات. يستخدم كربيد أساسا لأدوات التشغيل الآلي؛ قوالب مختلفة، بما في ذلك قالب الرسم، قالب الرسم، قالب الرأس البارد؛ تُستخدم أنواع مختلفة من لقم الثقب في أدوات التعدين والجيولوجيا والبترول.

الماس الماس الطبيعي (الماس) كديكور ثمين، ويستخدم الماس الاصطناعي على نطاق واسع في الصناعة، والماس هو أصلب المواد في الطبيعة، ولكن لديه أيضًا معامل مرونة عالي جدًا؛ تعتبر الموصلية الحرارية للماس هي الأعلى بين المواد المعروفة؛ الماس لديه خصائص عزل جيدة. يمكن استخدام الماس كمثقاب، أو أداة قطع، أو أداة طحن، أو قالب سحب الأسلاك، أو أداة تلبيس؛ أدوات ماسية لتصنيع الآلات فائقة الدقة لتحقيق تشطيب المرآة. ومع ذلك، فإن الاستقرار الحراري لأدوات الماس ضعيف، وتقارب عناصر مجموعة الحديد كبير، لذلك لا يمكن استخدامه لمعالجة الحديد والسبائك القائمة على النيكل، والمعالجة الرئيسية للمعادن غير الحديدية وغير المعدنية، تستخدم على نطاق واسع في السيراميك والزجاج والحجر والخرسانة والأحجار الكريمة والعقيق وغيرها من المعالجة.

نيتريد البورون المكعب (CBN) له هيكل بلوري مكعب، صلابته عالية، في المرتبة الثانية بعد الماس، مع ثبات حراري وثبات كيميائي أفضل من الماس، ويمكن استخدامه لتصلب الفولاذ والحديد الزهر المقاوم للاهتراء ومواد الرش الحراري والنيكل. وغيرها من معالجة قطع المواد الصعبة. يمكن تصنيعها في أدوات القطع والمواد الكاشطة وقوالب الرسم وما إلى ذلك

أدوات السيراميك الأخرى هي الألومينا والزركونيا ونيتريد السيليكون والسيراميك الأخرى، ولكن من الأداء الشامل والتطبيق الهندسي ليست جيدة مثل سيراميك الأدوات الثلاثة المذكورة أعلاه.

السيراميك الوظيفي

عادة ما يكون للسيراميك الوظيفي خصائص فيزيائية خاصة، تشمل المزيد من المجالات، والسيراميك الوظيفي الشائع الاستخدام هو السيراميك العازل، والسيراميك البصري، والسيراميك المغناطيسي، والسيراميك أشباه الموصلات.

السيراميك الفاخر

لقد ظهر السيراميك الفاخر في المواد الخزفية، التي تقود عالم المواد الجديدة ذات الخصائص الممتازة مثل مقاومة درجات الحرارة العالية والقوة الفائقة والوظائف المتعددة. يشير السيراميك الناعم إلى السيراميك عالي الأداء الملبد بعملية التحكم الدقيقة باستخدام مركبات غير عضوية اصطناعية عالية النقاء كمواد خام، لذلك يُعرف أيضًا باسم السيراميك المتقدم أو السيراميك الجديد. هناك أنواع كثيرة من السيراميك الفاخر، والتي يمكن تقسيمها تقريبًا إلى ثلاث فئات - السيراميك الإنشائي، والسيراميك الإلكتروني، والسيراميك الحيوي.

السيراميك الهيكلي

يستخدم هذا السيراميك بشكل أساسي في تصنيع الأجزاء الهيكلية. تتعرض بعض الأختام، والمحامل، والأدوات، والصمامات الكروية، وبطانات الأسطوانات، وما إلى ذلك في الصناعة الميكانيكية في كثير من الأحيان للاحتكاك وأجزاء سهلة الارتداء، مع عدم استخدام تصنيع المعادن والسبائك في بعض الأحيان لفترة طويلة، وسوف تتضرر الهياكل الهيكلية المتقدمة يمكن للأجزاء الخزفية أن تصمد أمام هذه "المحنة".

السيراميك الالكتروني

السيراميك الوظيفي المستخدم في إنتاج المكونات الإلكترونية والمكونات الهيكلية للأنظمة الإلكترونية. بالإضافة إلى الخصائص الميكانيكية مثل الصلابة العالية، يمكن أن تكون هذه السيراميك "غير مبالية" بالتغيرات في البيئة المحيطة، أي أنها تتمتع بثبات ممتاز، وهو أداء مهم للغاية للمكونات الإلكترونية، ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية.

السيراميك الحيوي

السيراميك الحيوي عبارة عن مواد خزفية تستخدم لتصنيع نظام "العضلات العظمية" البشري لإصلاح أو استبدال الأعضاء أو الأنسجة البشرية.

تركز Fountyl Technologies PTE Ltd، على صناعة تصنيع أشباه الموصلات، وتشمل المنتجات الرئيسية: ظرف الدبوس، ظرف السيراميك المسامي، المستجيب النهائي الخزفي، العارضة المربعة الخزفية، المغزل الخزفي، مرحبًا بكم في الاتصال والتفاوض!