सिरेमिक सामग्रियों का विस्तृत वर्गीकरण

सिरेमिक सामग्री उच्च तापमान पर निर्माण और सिंटरिंग द्वारा प्राकृतिक या सिंथेटिक यौगिकों से बनी अकार्बनिक गैर-धातु सामग्री के एक वर्ग को संदर्भित करती है। इसमें उच्च गलनांक, उच्च कठोरता, उच्च घिसाव प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध के फायदे हैं। संरचनात्मक सामग्री, उपकरण सामग्री के रूप में उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि सिरेमिक में कुछ विशेष गुण भी होते हैं, लेकिन एक कार्यात्मक सामग्री के रूप में भी।

1，संपत्ति

यांत्रिक संपत्ति

सिरेमिक सामग्री इंजीनियरिंग सामग्री में सबसे अच्छी कठोरता और उच्चतम कठोरता वाली सामग्री है, और उनकी कठोरता ज्यादातर 1500HV से ऊपर होती है। सिरेमिक की संपीड़न शक्ति अधिक है, लेकिन तन्य शक्ति कम है, और प्लास्टिसिटी और कठोरता खराब है।

थर्मल विशेषताएं

सिरेमिक सामग्री में आम तौर पर उच्च पिघलने बिंदु (अधिकतर 2000 ℃ से ऊपर) होता है, और उच्च तापमान पर उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता होती है; सिरेमिक की तापीय चालकता धातु सामग्री की तुलना में कम है, और सिरेमिक भी अच्छी थर्मल इन्सुलेशन सामग्री है। इसी समय, सिरेमिक के रैखिक विस्तार का गुणांक धातुओं की तुलना में कम है, और तापमान में परिवर्तन होने पर सिरेमिक में अच्छी आयामी स्थिरता होती है।

विद्युत विशेषताओं

अधिकांश सिरेमिक में अच्छा विद्युत इन्सुलेशन होता है, इसलिए उन्हें विभिन्न वोल्टेज (1kV ~ 110kV) के साथ इन्सुलेशन उपकरण बनाने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। फेरोइलेक्ट्रिक सिरेमिक (बेरियम टाइटेनेट BaTiO3) में एक उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक होता है, जिसका उपयोग कैपेसिटर बनाने के लिए किया जा सकता है, बाहरी विद्युत क्षेत्रों की कार्रवाई के तहत फेरोइलेक्ट्रिक सिरेमिक, आकार भी बदल सकता है, विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदल सकता है (पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री की विशेषताओं के साथ) , का उपयोग पावर एम्पलीफायर, रिकॉर्ड प्लेयर, अल्ट्रासोनिक मीटर, सोनार, मेडिकल स्पेक्ट्रोमीटर, आदि के रूप में किया जा सकता है। कुछ सिरेमिक में अर्धचालक की विशेषताएं भी होती हैं और इन्हें रेक्टिफायर के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

रासायनिक विशेषताएँ

सिरेमिक सामग्रियों को उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण करना आसान नहीं होता है, और एसिड, क्षार और लवण के लिए अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है।

ऑप्टिकल संपत्ति

सिरेमिक सामग्रियों में अद्वितीय ऑप्टिकल गुण भी होते हैं, जिनका उपयोग ठोस लेजर सामग्री, ऑप्टिकल फाइबर सामग्री, ऑप्टिकल स्टोरेज इत्यादि के रूप में किया जा सकता है, और पारदर्शी सिरेमिक का उपयोग उच्च दबाव वाले सोडियम लैंप के लिए किया जा सकता है। चुंबकीय सिरेमिक (फेराइट्स जैसे MgFe2O4, CuFe2O4, Fe3O4) में रिकॉर्डिंग टेप, रिकॉर्ड, ट्रांसफार्मर कोर, बड़े कंप्यूटर मेमोरी घटकों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है।

2,ऐतिहासिक विकास

मूल चीनी मिट्टी मिट्टी के बर्तनों और चीनी मिट्टी के बर्तनों का एक सामान्य नाम है। यानी, मोल्डिंग और उच्च तापमान सिंटरिंग द्वारा प्राप्त गठित सिंटर बॉडी। पारंपरिक सिरेमिक सामग्री मुख्य रूप से सिलिकालुमिनेट को संदर्भित करती है। शुरुआत में, लोगों को सिलिकोएल्यूमिनेट के चयन के लिए उच्च आवश्यकताएं नहीं थीं, शुद्धता अधिक नहीं थी, कण आकार एक समान नहीं था, और मोल्डिंग दबाव अधिक नहीं था। परिणामी सिरेमिक को पारंपरिक सिरेमिक कहा जाता है। बाद में उच्च शुद्धता, छोटे और समान कण आकार, उच्च मोल्डिंग दबाव, सिंटरिंग से प्राप्त सिंटर बॉडी को बढ़िया सिरेमिक कहा जाता है।

3,वर्गीकरण:

साधारण सामग्री

वे प्राकृतिक कच्चे माल जैसे फेल्डस्पार, मिट्टी और क्वार्ट्ज सिंटर से बने होते हैं, एक विशिष्ट सिलिकेट सामग्री है, मुख्य घटक सिलिकॉन, एल्यूमीनियम, ऑक्सीजन हैं, ये तीन तत्व कुल क्रस्टल तत्वों का 90% हिस्सा हैं, साधारण सिरेमिक समृद्ध हैं स्रोत, कम लागत, परिपक्व प्रक्रिया। ऐसे सिरेमिक को उनकी प्रदर्शन विशेषताओं और उपयोग के अनुसार दैनिक सिरेमिक, बिल्डिंग सिरेमिक, विद्युत इन्सुलेशन सिरेमिक, रासायनिक सिरेमिक आदि में विभाजित किया जा सकता है।

विशेष सामग्री

वे उच्च शुद्धता वाले सिंथेटिक कच्चे माल से बने होते हैं, जो सटीक नियंत्रण प्रक्रिया द्वारा निर्मित और पाप किए जाते हैं, और आम तौर पर विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कुछ विशेष गुण होते हैं। इसके मुख्य घटकों के अनुसार, ऑक्साइड सिरेमिक, नाइट्राइड सिरेमिक, कार्बाइड सिरेमिक, सेरमेट इत्यादि हैं; विशेष सिरेमिक में विशेष यांत्रिक, ऑप्टिकल, ध्वनिक, विद्युत, चुंबकीय, थर्मल और अन्य गुण होते हैं।

विशेष सामग्रियों का वर्गीकरण

विभिन्न उपयोगों के अनुसार, विशेष सिरेमिक सामग्रियों को संरचनात्मक सिरेमिक, उपकरण सिरेमिक, कार्यात्मक सिरेमिक में विभाजित किया जा सकता है।

संरचनात्मक चीनी मिट्टी की चीज़ें

एल्यूमिना सिरेमिक मुख्य रूप से Al2O3 से बना है, और सामान्य सामग्री 45% से अधिक है। एलुमिना सिरेमिक में विभिन्न उत्कृष्ट गुण होते हैं। उच्च तापमान प्रतिरोध, आम तौर पर 1600 डिग्री सेल्सियस पर लंबे समय तक इस्तेमाल किया जा सकता है, संक्षारण प्रतिरोध, उच्च शक्ति, इसकी ताकत सामान्य सिरेमिक की तुलना में 2 से 3 गुना है, और उच्चतम 5 से 6 गुना तक पहुंच सकती है। इसका नुकसान यह है कि यह भंगुर है और परिवेश के तापमान में अचानक परिवर्तन को स्वीकार नहीं कर सकता है। इसका उपयोग क्रूसिबल, इंजन स्पार्क प्लग, उच्च तापमान दुर्दम्य सामग्री, थर्मोकपल आवरण, सीलिंग रिंग आदि के रूप में किया जा सकता है, और इसे उपकरण और मोल्ड के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक का मुख्य घटक Si3N4 है, जो एक प्रकार की उच्च तापमान शक्ति, उच्च कठोरता, पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और स्व-चिकनाई उच्च तापमान सिरेमिक है, विभिन्न सिरेमिक में रैखिक विस्तार गुणांक सबसे छोटा है, उपयोग तापमान इस प्रकार है 1400℃ तक उच्च, उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध के साथ, हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड के अलावा, अन्य एसिड संक्षारण और क्षार, विभिन्न धातुओं के संक्षारण के लिए प्रतिरोधी। और इसमें उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन और विकिरण प्रतिरोध है। इसका उपयोग उच्च तापमान बीयरिंग, संक्षारक मीडिया में उपयोग के लिए सीलिंग रिंग, थर्मोकपल बुशिंग और धातु काटने के उपकरण के रूप में किया जा सकता है।

सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक का मुख्य घटक SiC है, जो एक प्रकार की उच्च शक्ति है, उच्च तापमान सिरेमिक की उच्च कठोरता, 1200 ℃ ~ 1400 ℃ अभी भी उच्च झुकने की ताकत बनाए रख सकता है, सिरेमिक की उच्चतम उच्च तापमान ताकत है, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक भी है अच्छी तापीय चालकता, ऑक्सीकरण प्रतिरोध, विद्युत चालकता और उच्च प्रभाव क्रूरता है। यह एक अच्छी उच्च तापमान वाली संरचनात्मक सामग्री है, जिसका उपयोग रॉकेट नोजल नोजल, थर्मोकपल स्लीव, फर्नेस ट्यूब और उच्च तापमान पर काम करने वाले अन्य भागों के लिए किया जा सकता है। तापीय चालकता का उपयोग उच्च तापमान पर ताप विनिमय सामग्री बनाने के लिए किया जा सकता है; ग्राइंडिंग व्हील, अपघर्षक आदि बनाने के लिए इसकी उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध का उपयोग करें।

हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड सिरेमिक मुख्य रूप से बीएन से बने होते हैं, क्रिस्टल संरचना हेक्सागोनल क्रिस्टल प्रणाली है, हेक्सागोनल बोरान नाइट्राइड संरचना और प्रदर्शन ग्रेफाइट के समान है, इसलिए इसे "सफेद पत्थर स्याही" कहा जाता है, कम कठोरता, स्व-चिकनाई के साथ काटा जा सकता है, स्व-चिकनाई वाले उच्च तापमान वाले बीयरिंग, ग्लास बनाने वाले सांचे से बनाया जा सकता है।

उपकरण चीनी मिट्टी की चीज़ें

सीमेंटेड कार्बाइड के मुख्य घटक कार्बाइड और बाइंडर हैं, कार्बाइड मुख्य रूप से WC, TiC, TaC, NbC, VC आदि हैं, और बाइंडर मुख्य रूप से कोबाल्ट (Co) है। टूल स्टील की तुलना में, सीमेंटेड कार्बाइड में उच्च कठोरता (87 ~ 91HRA तक), अच्छी थर्मल कठोरता (लगभग 1000 ℃ उत्कृष्ट पहनने का प्रतिरोध) होती है, जब एक उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है, तो काटने की गति उच्च गति की तुलना में 4 ~ 7 गुना बढ़ जाती है स्टील, और जीवन 5 ~ 8 गुना बढ़ जाता है, इसका नुकसान यह है कि कठोरता बहुत अधिक है, भंगुर है, इसे मशीनीकृत करना मुश्किल है, इसलिए इसे अक्सर ब्लेड से बनाया जाता है और टूल बार पर वेल्ड किया जाता है। कार्बाइड का उपयोग मुख्य रूप से मशीनिंग उपकरणों के लिए किया जाता है; ड्राइंग डाई, ड्राइंग डाई, कोल्ड हेडिंग डाई सहित विभिन्न सांचे; खनन उपकरण, भूविज्ञान और पेट्रोलियम में विभिन्न प्रकार के ड्रिल बिट्स का उपयोग किया जाता है।

हीरा प्राकृतिक हीरा (हीरा) एक मूल्यवान सजावट के रूप में, और सिंथेटिक हीरे का व्यापक रूप से उद्योग में उपयोग किया जाता है, हीरा प्रकृति में सबसे कठोर सामग्री है, लेकिन इसमें बहुत उच्च लोचदार मापांक भी होता है; हीरे की तापीय चालकता ज्ञात सामग्रियों में सबसे अधिक है; हीरे में अच्छे इन्सुलेशन गुण होते हैं। हीरे का उपयोग ड्रिल, काटने के उपकरण, पीसने के उपकरण, तार खींचने वाले डाई, ड्रेसिंग उपकरण के रूप में किया जा सकता है; मिरर फ़िनिश प्राप्त करने के लिए अति-सटीक मशीनिंग के लिए हीरे के उपकरण। हालाँकि, हीरे के औजारों की थर्मल स्थिरता खराब है, और लौह समूह के तत्वों की आत्मीयता बड़ी है, इसलिए इसका उपयोग लोहे, निकल-आधारित मिश्र धातुओं के प्रसंस्करण और अलौह धातुओं और गैर-धातुओं के मुख्य प्रसंस्करण के लिए नहीं किया जा सकता है। सिरेमिक, कांच, पत्थर, कंक्रीट, रत्न, एगेट और अन्य प्रसंस्करण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

क्यूबिक बोरॉन नाइट्राइड (सीबीएन) में एक क्यूबिक क्रिस्टल संरचना होती है, इसकी कठोरता अधिक होती है, जो हीरे के बाद दूसरे स्थान पर होती है, हीरे की तुलना में थर्मल स्थिरता और रासायनिक स्थिरता बेहतर होती है, इसका उपयोग स्टील, पहनने के लिए प्रतिरोधी कच्चा लोहा, थर्मल स्प्रे सामग्री और निकल को सख्त करने के लिए किया जा सकता है। और अन्य कठिन सामग्री काटने का प्रसंस्करण। काटने के उपकरण, अपघर्षक, ड्राइंग डाई आदि में बनाया जा सकता है

अन्य उपकरण सिरेमिक एल्यूमिना, ज़िरकोनिया, सिलिकॉन नाइट्राइड और अन्य सिरेमिक हैं, लेकिन व्यापक प्रदर्शन और इंजीनियरिंग अनुप्रयोग से उपरोक्त तीन उपकरण सिरेमिक जितने अच्छे नहीं हैं।

कार्यात्मक चीनी मिट्टी की चीज़ें

कार्यात्मक सिरेमिक में आमतौर पर विशेष भौतिक गुण होते हैं, जिसमें अधिक क्षेत्र शामिल होते हैं, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले कार्यात्मक सिरेमिक ढांकता हुआ सिरेमिक, ऑप्टिकल सिरेमिक, चुंबकीय सिरेमिक, अर्धचालक सिरेमिक होते हैं।

बढ़िया चीनी मिट्टी की चीज़ें

सिरेमिक सामग्रियों में बढ़िया सिरेमिक उभरे हैं, जो उच्च तापमान प्रतिरोध, सुपर ताकत और बहु-कार्य जैसे उत्कृष्ट गुणों के साथ नई सामग्रियों की दुनिया में अग्रणी हैं। ललित सिरेमिक से तात्पर्य कच्चे माल के रूप में परिष्कृत उच्च शुद्धता वाले सिंथेटिक अकार्बनिक यौगिकों का उपयोग करके सटीक नियंत्रण प्रक्रिया द्वारा पाप किए गए उच्च प्रदर्शन वाले सिरेमिक से है, इसलिए इसे उन्नत सिरेमिक या नए सिरेमिक के रूप में भी जाना जाता है। बढ़िया सिरेमिक कई प्रकार के होते हैं, जिन्हें मोटे तौर पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है - संरचनात्मक सिरेमिक, इलेक्ट्रॉनिक सिरेमिक और बायोसिरेमिक।

संरचनात्मक चीनी मिट्टी की चीज़ें

इस सिरेमिक का उपयोग मुख्य रूप से संरचनात्मक भागों को बनाने के लिए किया जाता है। यांत्रिक उद्योग में कुछ सील, बीयरिंग, उपकरण, बॉल वाल्व, सिलेंडर लाइनर इत्यादि अक्सर घर्षण के अधीन होते हैं और भागों को पहनना आसान होता है, धातु और मिश्र धातु विनिर्माण के साथ कभी-कभी लंबे समय तक उपयोग नहीं किया जाता है, क्षतिग्रस्त हो जाएगा, और उन्नत संरचनात्मक सिरेमिक हिस्से इस "परीक्षा" का सामना कर सकते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक चीनी मिट्टी की चीज़ें

कार्यात्मक सिरेमिक का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक घटकों और इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के संरचनात्मक घटकों के उत्पादन के लिए किया जाता है। उच्च कठोरता जैसे यांत्रिक गुणों के अलावा, ये सिरेमिक आसपास के वातावरण में होने वाले परिवर्तनों के प्रति "उदासीन" हो सकते हैं, अर्थात उनमें उत्कृष्ट स्थिरता होती है, जो इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रदर्शन है, और उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं।

बायोसिरेमिक

बायोसेरामिक्स सिरेमिक सामग्रियां हैं जिनका उपयोग मानव अंगों या ऊतकों की मरम्मत या प्रतिस्थापन के लिए मानव "हड्डी-मांसपेशियों" प्रणाली के निर्माण के लिए किया जाता है।

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