การจำแนกประเภทของวัสดุเซรามิกโดยละเอียด

วัสดุเซรามิกหมายถึงประเภทของวัสดุอนินทรีย์อโลหะที่ทำจากสารประกอบธรรมชาติหรือสังเคราะห์โดยการขึ้นรูปและเผาที่อุณหภูมิสูง มีข้อดีคือมีจุดหลอมเหลวสูง ความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอสูง และทนต่อการเกิดออกซิเดชัน สามารถใช้เป็นวัสดุโครงสร้าง วัสดุเครื่องมือ เนื่องจากเซรามิกก็มีคุณสมบัติพิเศษบางอย่าง แต่ก็เป็นวัสดุที่ใช้งานได้เช่นกัน

1，ทรัพย์สิน

สมบัติทางกล

วัสดุเซรามิกเป็นวัสดุที่มีความแข็งดีที่สุดและมีความแข็งสูงสุดในวัสดุทางวิศวกรรม และความแข็งส่วนใหญ่จะสูงกว่า 1500HV กำลังอัดของเซรามิกสูง แต่ความต้านทานแรงดึงต่ำ และความเป็นพลาสติกและความเหนียวไม่ดี

คุณสมบัติทางความร้อน

วัสดุเซรามิกโดยทั่วไปมีจุดหลอมเหลวสูง (ส่วนใหญ่สูงกว่า 2000 ℃) และมีเสถียรภาพทางเคมีที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง ค่าการนำความร้อนของเซรามิกต่ำกว่าวัสดุโลหะ และเซรามิกก็เป็นวัสดุฉนวนความร้อนที่ดีเช่นกัน ในเวลาเดียวกัน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของเซรามิกจะต่ำกว่าโลหะ และเซรามิกมีเสถียรภาพของมิติที่ดีเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง

ลักษณะไฟฟ้า

เซรามิกส่วนใหญ่มีฉนวนไฟฟ้าที่ดี ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์ฉนวนที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างๆ (1kV~110kV) เซรามิกเฟอร์โรอิเล็กทริก (แบเรียมไททาเนต BaTiO3) มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงสามารถใช้ทำตัวเก็บประจุได้ เซรามิกเฟอร์โรอิเล็กทริกภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าภายนอก นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยนรูปร่างพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลได้ (ด้วยคุณสมบัติของวัสดุเพียโซอิเล็กทริก) , สามารถใช้เป็นเครื่องขยายกำลัง, เครื่องเล่นแผ่นเสียง, เครื่องวัดอุลตร้าโซนิค, โซนาร์, สเปกโตรมิเตอร์ทางการแพทย์ ฯลฯ เซรามิกบางชนิดก็มีลักษณะของเซมิคอนดักเตอร์และสามารถใช้เป็นวงจรเรียงกระแสได้

ลักษณะทางเคมี

วัสดุเซรามิกไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะออกซิไดซ์ที่อุณหภูมิสูง และมีความต้านทานการกัดกร่อนต่อกรด ด่าง และเกลือได้ดี

คุณสมบัติทางแสง

วัสดุเซรามิกยังมีคุณสมบัติทางแสงที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งสามารถใช้เป็นวัสดุเลเซอร์แข็ง วัสดุใยแก้วนำแสง การจัดเก็บแสง ฯลฯ และเซรามิกโปร่งใสสามารถใช้เป็นหลอดโซเดียมความดันสูงได้ เซรามิกแม่เหล็ก (เฟอร์ไรต์ เช่น MgFe2O4, CuFe2O4, Fe3O4) มีการใช้งานที่หลากหลายในเทปบันทึก แผ่นเสียง แกนหม้อแปลง ส่วนประกอบหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่

2,พัฒนาการทางประวัติศาสตร์

เซรามิกดั้งเดิมเป็นชื่อทั่วไปของเครื่องปั้นดินเผาและเครื่องลายคราม นั่นคือร่างกายเผาผนึกที่เกิดขึ้นจากการปั้นและการเผาที่อุณหภูมิสูง วัสดุเซรามิกแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่หมายถึงซิลิกาลูมิเนต ในตอนแรก ผู้คนไม่มีข้อกำหนดสูงในการเลือกซิลิโคลูมิเนต ความบริสุทธิ์ไม่สูง ขนาดอนุภาคไม่สม่ำเสมอ และความดันในการขึ้นรูปไม่สูง เซรามิกที่ได้จะเรียกว่าเซรามิกแบบดั้งเดิม ต่อมาพัฒนาให้มีความบริสุทธิ์สูง ขนาดอนุภาคเล็กและสม่ำเสมอ ความดันในการปั้นสูง การเผาตัวเผาที่ได้รับเรียกว่าเซรามิกชั้นดี

3 การจำแนกประเภท:

วัสดุธรรมดา

พวกเขาทำจากวัตถุดิบธรรมชาติเช่นเฟลด์สปาร์ ดินเหนียว และควอตซ์เผา เป็นวัสดุซิลิเกตทั่วไป ส่วนประกอบหลักคือซิลิคอน อลูมิเนียม ออกซิเจน ทั้งสามองค์ประกอบคิดเป็น 90% ขององค์ประกอบเปลือกโลกทั้งหมด เซรามิกธรรมดาอุดมไปด้วย แหล่งที่มา ต้นทุนต่ำ กระบวนการที่สมบูรณ์ เซรามิกดังกล่าวสามารถแบ่งออกเป็นเซรามิกประจำวัน เซรามิกสำหรับอาคาร เซรามิกฉนวนไฟฟ้า เซรามิกเคมี และอื่นๆ ตามลักษณะการทำงานและการใช้งาน

วัสดุพิเศษ

พวกเขาทำจากวัตถุดิบสังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูง ขึ้นรูปและเผาโดยกระบวนการควบคุมที่แม่นยำ และโดยทั่วไปจะมีคุณสมบัติพิเศษบางประการเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลาย ตามส่วนประกอบหลัก มีเซรามิกออกไซด์ เซรามิกไนไตรด์ เซรามิกคาร์ไบด์ เซอร์เม็ทและอื่น ๆ เซรามิกชนิดพิเศษมีคุณสมบัติพิเศษทางกล แสง อะคูสติก ไฟฟ้า แม่เหล็ก ความร้อน และอื่นๆ

การจำแนกประเภทของวัสดุพิเศษ

ตามการใช้งานที่แตกต่างกัน วัสดุเซรามิกพิเศษสามารถแบ่งออกเป็นเซรามิกโครงสร้าง เซรามิกเครื่องมือ เซรามิกฟังก์ชั่น

เซรามิกโครงสร้าง

เซรามิกอลูมินาส่วนใหญ่ประกอบด้วย Al2O3 และเนื้อหาทั่วไปมากกว่า 45% เซรามิกอลูมินามีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมหลายประการ ทนต่ออุณหภูมิสูง โดยทั่วไปสามารถใช้งานได้นานที่ 1600 ° C ทนต่อการกัดกร่อน มีความแข็งแรงสูง ความแข็งแรงของมันคือ 2 ถึง 3 เท่าของเซรามิกธรรมดา และสูงสุดสามารถเข้าถึงได้ 5 ถึง 6 เท่า ข้อเสียคือเปราะและไม่สามารถรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแวดล้อมกะทันหันได้ สามารถใช้เป็นเบ้าหลอม หัวเทียนเครื่องยนต์ วัสดุทนอุณหภูมิสูง ท่อเทอร์โมคัปเปิล แหวนซีล ฯลฯ และยังสามารถใช้เป็นเครื่องมือและแม่พิมพ์ได้อีกด้วย

ส่วนประกอบหลักของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์คือ Si3N4 ซึ่งเป็นชนิดของความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง, ความแข็งสูง, ความต้านทานการสึกหรอ, ความต้านทานการกัดกร่อนและเซรามิกอุณหภูมิสูงที่หล่อลื่นในตัวเอง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นนั้นเล็กที่สุดในเซรามิกต่างๆ อุณหภูมิการใช้งานเป็นดังนี้ สูงถึง 1,400°C มีความทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม นอกจากกรดไฮโดรฟลูออริกแล้ว ยังทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดอื่นๆ และด่าง การกัดกร่อนของโลหะต่างๆ และมีความเป็นฉนวนไฟฟ้าและต้านทานรังสีได้ดีเยี่ยม สามารถใช้เป็นตลับลูกปืนที่มีอุณหภูมิสูง วงแหวนซีลสำหรับใช้ในสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน บูชเทอร์โมคัปเปิล และเครื่องมือตัดโลหะ

ส่วนประกอบหลักของเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์คือ SiC ซึ่งเป็นเซรามิกที่มีอุณหภูมิสูงและมีความแข็งสูง 1200 ℃ ~ 1,400 ℃ยังคงสามารถรักษาความแข็งแรงในการดัดงอสูงได้ เป็นความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงที่สุดของเซรามิก เซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ด้วย มีค่าการนำความร้อนที่ดี ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน การนำไฟฟ้า และมีความเหนียวทนต่อแรงกระแทกสูง เป็นวัสดุโครงสร้างที่มีอุณหภูมิสูงที่ดี ซึ่งสามารถใช้สำหรับหัวฉีดจรวด ปลอกเทอร์โมคัปเปิล ท่อเตาหลอม และชิ้นส่วนอื่นๆ ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง การนำความร้อนสามารถใช้ทำวัสดุแลกเปลี่ยนความร้อนที่อุณหภูมิสูงได้ ใช้ความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอเพื่อทำล้อเจียร สารกัดกร่อนและอื่นๆ

เซรามิกโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยมส่วนใหญ่ประกอบด้วย BN โครงสร้างผลึกเป็นระบบคริสตัลหกเหลี่ยม โครงสร้างโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยมและประสิทธิภาพคล้ายกับกราไฟท์ ดังนั้นจึงเรียกว่า "หมึกหินสีขาว" ความแข็งต่ำ สามารถตัดได้ด้วยการหล่อลื่นในตัวเอง สามารถทำจากตลับลูกปืนอุณหภูมิสูงแบบหล่อลื่นตัวเอง แม่พิมพ์ขึ้นรูปแก้ว

เครื่องมือเซรามิก

ส่วนประกอบหลักของซีเมนต์คาร์ไบด์ได้แก่ คาร์ไบด์และสารยึดเกาะ คาร์ไบด์ส่วนใหญ่เป็น WC, TiC, TaC, NbC, VC ฯลฯ และสารยึดเกาะส่วนใหญ่เป็นโคบอลต์ (Co) เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าเครื่องมือ ซีเมนต์คาร์ไบด์มีความแข็งสูง (สูงถึง 87~91HRA) มีความแข็งทางความร้อนที่ดี (ความต้านทานการสึกหรอดีเยี่ยมประมาณ 1000°C) เมื่อใช้เป็นเครื่องมือ ความเร็วในการตัดจะเพิ่มขึ้น 4~7 เท่าของความเร็วสูง เหล็กและอายุการใช้งานเพิ่มขึ้น 5~8 เท่า ข้อเสียคือมีความแข็งสูงเกินไป เปราะ กลึงได้ยาก ดังนั้นจึงมักทำจากใบมีดและเชื่อมบนแถบเครื่องมือ คาร์ไบด์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับเครื่องมือตัดเฉือน แม่พิมพ์ต่าง ๆ รวมถึงแม่พิมพ์วาดรูป แม่พิมพ์วาด แม่พิมพ์หัวเย็น ดอกสว่านชนิดต่างๆ ถูกนำมาใช้ในเครื่องมือทำเหมือง ธรณีวิทยา และปิโตรเลียม

เพชร เพชรธรรมชาติ (เพชร) เป็นของตกแต่งที่มีคุณค่า และเพชรสังเคราะห์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เพชรเป็นวัสดุที่แข็งที่สุดในธรรมชาติ แต่ก็มีโมดูลัสยืดหยุ่นสูงมาก ค่าการนำความร้อนของเพชรสูงที่สุดในบรรดาวัสดุที่รู้จัก เพชรมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี เพชรสามารถใช้เป็นสว่าน, เครื่องมือตัด, เครื่องมือเจียร, แม่พิมพ์ดึงลวด, เครื่องมือตกแต่ง; เครื่องมือเพชรสำหรับการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษเพื่อให้ได้งานขัดเงาเหมือนกระจก อย่างไรก็ตาม ความเสถียรทางความร้อนของเครื่องมือเพชรไม่ดี และความสัมพันธ์ขององค์ประกอบกลุ่มเหล็กมีขนาดใหญ่ ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้สำหรับการแปรรูปเหล็ก โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก และการประมวลผลหลักของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและอโลหะ ใช้กันอย่างแพร่หลายในเซรามิก แก้ว หิน คอนกรีต อัญมณี อาเกต และการแปรรูปอื่น ๆ

คิวบิกโบรอนไนไตรด์ (CBN) มีโครงสร้างเป็นคิวบิกคริสตัล มีความแข็งสูงเป็นอันดับสองรองจากเพชร มีความคงตัวทางความร้อนและเสถียรภาพทางเคมีได้ดีกว่าเพชร สามารถใช้กับเหล็กชุบแข็ง เหล็กหล่อที่ทนต่อการสึกหรอ วัสดุสเปรย์ความร้อน และนิกเกิล และการแปรรูปวัสดุที่ยุ่งยากอื่นๆ สามารถทำเป็นเครื่องมือตัด สารกัดกร่อน แม่พิมพ์ดึง ฯลฯ

เซรามิกเครื่องมืออื่นๆ ได้แก่ อลูมินา เซอร์โคเนีย ซิลิคอนไนไตรด์ และเซรามิกอื่นๆ แต่จากประสิทธิภาพที่ครอบคลุมและการใช้งานทางวิศวกรรมนั้นไม่ดีเท่ากับเซรามิกเครื่องมือสามชนิดข้างต้น

เซรามิกที่ใช้งานได้จริง

เซรามิกเชิงฟังก์ชันมักจะมีคุณสมบัติทางกายภาพพิเศษ ซึ่งเกี่ยวข้องกับสาขาต่างๆ มากขึ้น เซรามิกเชิงฟังก์ชันที่ใช้กันทั่วไปได้แก่ เซรามิกไดอิเล็กทริก เซรามิกออปติคอล เซรามิกแม่เหล็ก เซรามิกเซมิคอนดักเตอร์

เซรามิกชั้นดี

เซรามิกเนื้อดีได้ถือกำเนิดขึ้นในวัสดุเซรามิก ซึ่งเป็นผู้นำโลกแห่งวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติดีเยี่ยม เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งแรงสูง และใช้งานได้หลากหลาย เซรามิกชั้นดีหมายถึงเซรามิกประสิทธิภาพสูงที่ถูกเผาด้วยกระบวนการควบคุมที่แม่นยำโดยใช้สารประกอบอนินทรีย์สังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูงที่ผ่านการกลั่นเป็นวัตถุดิบ ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าเซรามิกขั้นสูงหรือเซรามิกใหม่ เซรามิกเนื้อดีมีหลายชนิด ซึ่งสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ เซรามิกที่มีโครงสร้าง เซรามิกอิเล็กทรอนิกส์ และเซรามิกชีวภาพ

เซรามิกโครงสร้าง

เซรามิกนี้ส่วนใหญ่ใช้เพื่อทำชิ้นส่วนโครงสร้าง ซีล แบริ่ง เครื่องมือ บอลวาล์ว ไลเนอร์กระบอกสูบ ฯลฯ บางชนิดในอุตสาหกรรมเครื่องจักรกลมักเกิดการเสียดสีและชิ้นส่วนสึกหรอง่าย โดยการผลิตโลหะและโลหะผสมบางครั้งไม่ได้ใช้เป็นเวลานานจะเสียหายและโครงสร้างขั้นสูง ชิ้นส่วนเซรามิกสามารถทนต่อ "การทดสอบ" นี้ได้

เซรามิกอิเล็กทรอนิกส์

เซรามิกเชิงหน้าที่ที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และส่วนประกอบโครงสร้างของระบบอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งสูง แล้ว เซรามิกเหล่านี้ยังสามารถ "ไม่แยแส" ต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมโดยรอบได้ กล่าวคือ มีเสถียรภาพที่ดีเยี่ยม ซึ่งเป็นประสิทธิภาพที่สำคัญมากสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้

ไบโอเซรามิก

ไบโอเซรามิกเป็นวัสดุเซรามิกที่ใช้ในการผลิตระบบ "กล้ามเนื้อและกระดูก" ของมนุษย์เพื่อซ่อมแซมหรือเปลี่ยนอวัยวะหรือเนื้อเยื่อของมนุษย์

Fountyl Technologies PTE Ltd มุ่งเน้นไปที่อุตสาหกรรมการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ผลิตภัณฑ์หลัก ได้แก่: Pin chuck, หัวจับเซรามิกที่มีรูพรุน, เอฟเฟกต์ปลายเซรามิก, คานสี่เหลี่ยมเซรามิก, แกนหมุนเซรามิก ยินดีต้อนรับสู่การติดต่อและการเจรจา！