Classificazione dettagliata dei materiali ceramici

I materiali ceramici si riferiscono a una classe di materiali inorganici non metallici costituiti da composti naturali o sintetici mediante formatura e sinterizzazione ad alta temperatura. Presenta i vantaggi di un elevato punto di fusione, elevata durezza, elevata resistenza all'usura e resistenza all'ossidazione. Possono essere utilizzati come materiali strutturali, materiali per utensili, poiché anche la ceramica ha alcune proprietà speciali, ma anche come materiale funzionale.

1, Proprietà

Proprietà meccanica

I materiali ceramici sono i materiali con la migliore rigidità e la massima durezza tra i materiali tecnici e la loro durezza è per lo più superiore a 1500 HV. La resistenza alla compressione della ceramica è elevata, ma la resistenza alla trazione è bassa e la plasticità e la tenacità sono scarse.

Proprietà termali

I materiali ceramici hanno generalmente un punto di fusione elevato (per lo più superiore a 2000 ℃) e hanno un'eccellente stabilità chimica alle alte temperature; La conduttività termica della ceramica è inferiore a quella dei materiali metallici e la ceramica è anche un buon materiale isolante termico. Allo stesso tempo, il coefficiente di dilatazione lineare della ceramica è inferiore a quello dei metalli e la ceramica ha una buona stabilità dimensionale al variare della temperatura.

Caratteristiche elettriche

La maggior parte delle ceramiche hanno un buon isolamento elettrico, quindi sono ampiamente utilizzate per realizzare dispositivi isolanti con varie tensioni (1kV~110kV). La ceramica ferroelettrica (titanato di bario BaTiO3) ha un'elevata costante dielettrica, può essere utilizzata per realizzare condensatori, ceramica ferroelettrica sotto l'azione di campi elettrici esterni, può anche cambiare forma, l'energia elettrica in energia meccanica (con le caratteristiche dei materiali piezoelettrici) , può essere utilizzato come amplificatore di potenza, giradischi, misuratore a ultrasuoni, sonar, spettrometro medico, ecc. Alcune ceramiche hanno anche le caratteristiche dei semiconduttori e possono essere utilizzate come raddrizzatori.

Caratteristiche chimiche

I materiali ceramici non sono facili da ossidare alle alte temperature e hanno una buona resistenza alla corrosione da acidi, alcali e sali.

Proprietà ottica

I materiali ceramici hanno anche proprietà ottiche uniche, che possono essere utilizzati come materiali laser solidi, materiali in fibra ottica, memoria ottica, ecc., e la ceramica trasparente può essere utilizzata per lampade al sodio ad alta pressione. Le ceramiche magnetiche (ferriti come MgFe2O4, CuFe2O4, Fe3O4) hanno una vasta gamma di applicazioni nella registrazione di nastri, dischi, nuclei di trasformatori e componenti di memoria di computer di grandi dimensioni.

2,Sviluppo storico

La ceramica originale è un nome generale per ceramica e porcellana. Cioè il corpo sinterizzato formato ottenuto mediante stampaggio e sinterizzazione ad alta temperatura. I materiali ceramici tradizionali si riferiscono principalmente al silicaluminato. All'inizio, le persone non avevano requisiti elevati per la selezione del silicoalluminato, la purezza non era elevata, la dimensione delle particelle non era uniforme e la pressione di stampaggio non era elevata. Le ceramiche risultanti sono chiamate ceramiche tradizionali. Successivamente sviluppato per ottenere elevata purezza, dimensione delle particelle piccola e uniforme, elevata pressione di stampaggio, corpo sinterizzato ottenuto dalla sinterizzazione chiamato ceramica fine.

3,classificazione:

Materiali ordinari

Sono costituiti da materie prime naturali come feldspato, argilla e quarzo sinterizzato, è un tipico materiale silicatico, i componenti principali sono silicio, alluminio, ossigeno, questi tre elementi rappresentano il 90% del totale degli elementi crostali, la ceramica ordinaria è ricca di fonti, basso costo, processo maturo. Tali ceramiche possono essere suddivise in ceramiche quotidiane, ceramiche da costruzione, ceramiche per isolamento elettrico, ceramiche chimiche e così via in base alle loro caratteristiche prestazionali e ai loro usi.

Materiali speciali

Sono realizzati con materie prime sintetiche di elevata purezza, formate e sinterizzate mediante un processo di controllo di precisione e generalmente hanno alcune proprietà speciali per soddisfare varie esigenze. Secondo i suoi componenti principali, ci sono ceramiche di ossido, ceramiche di nitruro, ceramiche di carburo, cermet e così via; Le ceramiche speciali hanno proprietà meccaniche, ottiche, acustiche, elettriche, magnetiche, termiche e di altro tipo speciali.

Classificazione dei materiali speciali

A seconda dei diversi usi, i materiali ceramici speciali possono essere suddivisi in ceramica strutturale, ceramica per utensili, ceramica funzionale.

Ceramica strutturale

Le ceramiche di allumina sono composte principalmente da Al2O3 e il contenuto generale è superiore al 45%. Le ceramiche di allumina hanno varie proprietà eccellenti. Resistenza alle alte temperature, generalmente può essere utilizzata a lungo a 1600 ° C, resistenza alla corrosione, elevata resistenza, la sua resistenza è da 2 a 3 volte quella della ceramica ordinaria e la massima può raggiungere da 5 a 6 volte. Il suo svantaggio è che è fragile e non può sopportare sbalzi improvvisi della temperatura ambiente. Può essere utilizzato come crogiolo, candela di accensione del motore, materiale refrattario ad alta temperatura, involucro di termocoppia, anello di tenuta, ecc. e può anche essere utilizzato come strumento e stampo.

Il componente principale della ceramica al nitruro di silicio è Si3N4, che è un tipo di resistenza alle alte temperature, elevata durezza, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione e ceramica autolubrificante ad alta temperatura, il coefficiente di dilatazione lineare è il più piccolo in varie ceramiche, la temperatura di utilizzo è come fino a 1400 ℃, con eccellente resistenza alla corrosione, oltre all'acido fluoridrico, resistente alla corrosione di altri acidi e agli alcali, alla corrosione di vari metalli. E ha un eccellente isolamento elettrico e resistenza alle radiazioni. Può essere utilizzato come cuscinetti per alte temperature, anelli di tenuta per l'uso in mezzi corrosivi, boccole per termocoppie e utensili per il taglio dei metalli.

Il componente principale della ceramica al carburo di silicio è il SiC, che è un tipo di ceramica ad alta resistenza e durezza elevata, 1200 ℃ ~ 1400 ℃ può ancora mantenere un'elevata resistenza alla flessione, è la più alta resistenza alle alte temperature della ceramica, anche la ceramica al carburo di silicio hanno una buona conduttività termica, resistenza all'ossidazione, conduttività elettrica ed elevata resilienza. È un buon materiale strutturale ad alta temperatura, che può essere utilizzato per ugelli per razzi, manicotti per termocoppia, tubi del forno e altre parti che funzionano ad alta temperatura. La conducibilità termica può essere utilizzata per realizzare materiali scambiatori di calore ad alte temperature; Utilizza la sua elevata durezza e resistenza all'usura per realizzare mole, abrasivi e così via.

Le ceramiche al nitruro di boro esagonale sono composte principalmente da BN, la struttura cristallina è un sistema cristallino esagonale, la struttura del nitruro di boro esagonale e le prestazioni sono simili alla grafite, quindi è chiamato "inchiostro di pietra bianca", bassa durezza, può essere tagliato con autolubrificante, può essere realizzato con cuscinetti autolubrificanti ad alta temperatura, stampi per la formatura del vetro.

Ceramica per utensili

I componenti principali del carburo cementato sono carburi e leganti, i carburi sono principalmente WC, TiC, TaC, NbC, VC, ecc. e il legante è principalmente cobalto (Co). Rispetto all'acciaio per utensili, il carburo cementato ha un'elevata durezza (fino a 87~91HRA), una buona durezza termica (circa 1000℃ eccellente resistenza all'usura), se utilizzato come utensile, la velocità di taglio aumenta di 4~7 volte rispetto all'alta velocità acciaio e la durata è aumentata di 5 ~ 8 volte, il suo svantaggio è che la durezza è troppo elevata, fragile, è difficile da lavorare, quindi è spesso costituito da lame e saldato sulla barra degli strumenti. Il carburo viene utilizzato principalmente per utensili di lavorazione; Vari stampi, tra cui stampi per trafilatura, stampi per trafilatura, stampi per ricalcatura a freddo; Vari tipi di punte da trapano vengono utilizzati negli strumenti minerari, nella geologia e nel petrolio.

Diamante Il diamante naturale (diamante) come decorazione preziosa e il diamante sintetico è ampiamente utilizzato nell'industria, il diamante è il materiale più duro in natura, ma ha anche un modulo elastico molto elevato; La conduttività termica del diamante è la più alta tra i materiali conosciuti; Il diamante ha buone proprietà isolanti. Il diamante può essere utilizzato come trapano, utensile da taglio, utensile per la molatura, matrice per trafilatura, utensile per ravvivare; Utensili diamantati per lavorazioni di ultraprecisione per ottenere finiture a specchio. Tuttavia, la stabilità termica degli utensili diamantati è scarsa e l'affinità degli elementi del gruppo del ferro è elevata, quindi non possono essere utilizzati per la lavorazione del ferro, delle leghe a base di nichel e per la lavorazione principale di metalli non ferrosi e non metalli, ampiamente utilizzato in ceramica, vetro, pietra, cemento, gemme, agata e altre lavorazioni.

Il nitruro di boro cubico (CBN) ha una struttura cristallina cubica, la sua durezza è elevata, seconda solo al diamante, con stabilità termica e stabilità chimica migliore del diamante, può essere utilizzato per temprare acciaio, ghisa resistente all'usura, materiali a spruzzo termico e nichel e altri materiali difficili da tagliare. Può essere trasformato in utensili da taglio, abrasivi, matrici da disegno, ecc

Altre ceramiche per utensili sono l'allumina, la zirconio, il nitruro di silicio e altre ceramiche, ma in termini di prestazioni complete e applicazioni ingegneristiche non sono buone quanto le tre ceramiche per utensili sopra menzionate.

Ceramica funzionale

Le ceramiche funzionali di solito hanno proprietà fisiche speciali, che coinvolgono più campi, le ceramiche funzionali comunemente usate sono ceramiche dielettriche, ceramiche ottiche, ceramiche magnetiche, ceramiche semiconduttrici.

Ceramiche pregiate

La ceramica fine è emersa nei materiali ceramici, che guidano il mondo di nuovi materiali con proprietà eccellenti come resistenza alle alte temperature, super resistenza e multifunzione. La ceramica fine si riferisce alla ceramica ad alte prestazioni sinterizzata mediante un processo di controllo di precisione che utilizza come materie prime composti inorganici sintetici raffinati e di elevata purezza, quindi è anche nota come ceramica avanzata o nuova ceramica. Esistono molti tipi di ceramica fine, che possono essere approssimativamente suddivisi in tre categorie: ceramica strutturale, ceramica elettronica e bioceramica.

Ceramica strutturale

Questa ceramica viene utilizzata principalmente per realizzare parti strutturali. Alcune guarnizioni, cuscinetti, utensili, valvole a sfera, camicie di cilindri, ecc. nell'industria meccanica sono spesso soggetti ad attrito e parti facili da indossare, con la produzione di metalli e leghe che a volte non vengono utilizzate per lungo tempo verranno danneggiate e strutture strutturali avanzate le parti in ceramica possono resistere a questa "prova".

Ceramiche elettroniche

Ceramiche funzionali utilizzate per la produzione di componenti elettronici e componenti strutturali di sistemi elettronici. Oltre alle proprietà meccaniche come l'elevata durezza, queste ceramiche possono essere "indifferenti" ai cambiamenti dell'ambiente circostante, ovvero hanno un'ottima stabilità, che è una prestazione molto importante per i componenti elettronici, e possono resistere alle alte temperature.

Bioceramica

La bioceramica è un materiale ceramico utilizzato per fabbricare il sistema "osso-muscolo" umano per riparare o sostituire organi o tessuti umani.

Fountyl Technologies PTE Ltd, si concentra sull'industria manifatturiera dei semiconduttori, i prodotti principali includono: mandrino a perno, mandrino in ceramica porosa, effettore finale in ceramica, trave quadrata in ceramica, mandrino in ceramica, benvenuto per contatto e negoziazione!