Seramik malzemelerin ayrıntılı sınıflandırılması

Seramik malzemeler, yüksek sıcaklıkta şekillendirilip sinterlenerek doğal veya sentetik bileşiklerden yapılan inorganik metalik olmayan malzemeler sınıfını ifade eder. Yüksek erime noktası, yüksek sertlik, yüksek aşınma direnci ve oksidasyon direnci gibi avantajlara sahiptir. Seramiklerin bazı özel özellikleri olduğu için yapısal malzeme, alet malzemesi olarak kullanılabilir, aynı zamanda işlevsel bir malzeme olarak da kullanılabilir.

1，Özellik

Mekanik özellik

Seramik malzemeler mühendislik malzemeleri arasında en iyi rijitliğe ve en yüksek sertliğe sahip malzemeler olup, sertlikleri çoğunlukla 1500HV'nin üzerindedir. Seramiklerin basınç dayanımı yüksektir, ancak çekme dayanımı düşüktür ve plastisite ve tokluk zayıftır.

Termal özellikler

Seramik malzemeler genellikle yüksek bir erime noktasına (çoğunlukla 2000°C'nin üzerinde) sahiptir ve yüksek sıcaklıklarda mükemmel kimyasal stabiliteye sahiptir; Seramiğin ısı iletkenliği metal malzemelere göre daha düşüktür ve seramikler aynı zamanda iyi bir ısı yalıtım malzemesidir. Aynı zamanda seramiğin doğrusal genleşme katsayısı metallerinkinden daha düşüktür ve sıcaklık değiştiğinde seramikler iyi boyutsal stabiliteye sahiptir.

Elektriksel özellikler

Çoğu seramik iyi bir elektrik yalıtımına sahiptir, bu nedenle çeşitli voltajlara (1kV ~ 110kV) sahip yalıtım cihazlarının yapımında yaygın olarak kullanılırlar. Ferroelektrik seramikler (baryum titanat BaTiO3) yüksek bir dielektrik sabitine sahiptir, kapasitörler yapmak için kullanılabilir, harici elektrik alanlarının etkisi altında ferroelektrik seramikler de şeklini değiştirebilir, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürebilir (piezoelektrik malzemelerin özellikleriyle) , güç amplifikatörü, plak çalar, ultrasonik metre, sonar, tıbbi spektrometre vb. olarak kullanılabilir. Birkaç seramik de yarı iletken özelliklerine sahiptir ve doğrultucu olarak kullanılabilir.

Kimyasal özellikler

Seramik malzemelerin yüksek sıcaklıklarda oksitlenmesi kolay değildir ve asitlere, alkalilere ve tuzlara karşı iyi bir korozyon direncine sahiptir.

Optik özellik

Seramik malzemeler ayrıca katı lazer malzemeleri, fiber optik malzemeler, optik depolama vb. olarak kullanılabilen benzersiz optik özelliklere sahiptir ve şeffaf seramikler, yüksek basınçlı sodyum lambalar için kullanılabilir. Manyetik seramikler (MgFe2O4, CuFe2O4, Fe3O4 gibi ferritler) kayıt bandı, kayıt, transformatör çekirdeği, büyük bilgisayar bellek bileşenlerinde geniş bir uygulama alanına sahiptir.

2,Tarihsel gelişim

Orijinal seramik, çömlek ve porselenin genel adıdır. Yani, kalıplama ve yüksek sıcaklıkta sinterleme yoluyla elde edilen şekillendirilmiş sinterlenmiş gövde. Geleneksel seramik malzemeler esas olarak silikalüminatı ifade eder. Başlangıçta insanların silikoalüminatın seçimi konusunda yüksek gereksinimleri yoktu, saflık yüksek değildi, parçacık boyutu tekdüze değildi ve kalıplama basıncı yüksek değildi. Ortaya çıkan seramiklere geleneksel seramik adı verilmektedir. Daha sonra yüksek saflıkta, küçük ve düzgün parçacık boyutunda, yüksek kalıplama basıncında, sinterlemeyle elde edilen sinterlenmiş gövdeye ince seramik adı verildi.

3, Sınıflandırma:

Sıradan malzemeler

Feldispat, kil ve kuvars gibi doğal hammaddelerden sinterlenmişlerdir, tipik bir silikat malzemesidir, ana bileşenler silikon, alüminyum ve oksijendir, bu üç element toplam kabuk elementlerinin %90'ını oluşturur, sıradan seramikler bakımından zengindir kaynaklar, düşük maliyet, olgun süreç. Bu tür seramikler performans özelliklerine ve kullanım alanlarına göre günlük seramikler, yapı seramikleri, elektrik yalıtım seramikleri, kimyasal seramikler vb. olarak sınıflandırılabilir.

Özel malzemeler

Yüksek saflıkta sentetik hammaddelerden yapılmış, hassas kontrol prosesi ile şekillendirilip sinterlenmiş olup genellikle çeşitli ihtiyaçları karşılayacak bazı özel özelliklere sahiptirler. Ana bileşenlerine göre oksit seramikler, nitrür seramikler, karbür seramikler, sermet vb. Özel seramiklerin özel mekanik, optik, akustik, elektriksel, manyetik, termal ve diğer özellikleri vardır.

Özel malzemelerin sınıflandırılması

Farklı kullanımlara göre özel seramik malzemeler yapısal seramikler, alet seramikleri ve fonksiyonel seramikler olarak ayrılabilir.

Yapısal seramikler

Alümina seramikleri esas olarak Al2O3'ten oluşur ve genel içerik %45'ten fazladır. Alümina seramikleri çeşitli mükemmel özelliklere sahiptir. Yüksek sıcaklık dayanımı, genellikle 1600 ° C'de uzun süre kullanılabilir, korozyon direnci, yüksek mukavemet, sıradan seramiklerin mukavemetinin 2 ila 3 katıdır ve en yüksek değeri 5 ila 6 katına ulaşabilir. Dezavantajı ise kırılgan olması ve ortam sıcaklığındaki ani değişiklikleri kabul edememesidir. Pota, motor bujisi, yüksek sıcaklık refrakter malzemesi, termokupl muhafazası, sızdırmazlık halkası vb. olarak kullanılabilir ve ayrıca alet ve kalıp olarak da kullanılabilir.

Silisyum nitrür seramiklerinin ana bileşeni, bir tür yüksek sıcaklık dayanımı, yüksek sertlik, aşınma direnci, korozyon direnci ve kendi kendini yağlayan yüksek sıcaklık seramikleri olan Si3N4'tür, doğrusal genleşme katsayısı çeşitli seramiklerde en küçüktür, kullanım sıcaklığı 1400 ° C'ye kadar yüksek, hidroflorik asitin yanı sıra mükemmel korozyon direncine sahip, diğer asitlerin korozyonuna ve alkali, çeşitli metallerin korozyonuna karşı dayanıklıdır. Ve mükemmel elektrik yalıtımı ve radyasyon direncine sahiptir. Yüksek sıcaklık rulmanları, korozif ortamlarda kullanıma yönelik sızdırmazlık halkaları, termokupl burçları ve metal kesme aletleri olarak kullanılabilir.

Silisyum karbür seramiklerin ana bileşeni, bir tür yüksek mukavemetli, yüksek sıcaklık seramiklerinin yüksek sertliği olan SiC'dir, 1200 ° C ~ 1400 ° C hala yüksek bükülme mukavemetini koruyabilir, seramiklerin en yüksek yüksek sıcaklık mukavemeti, silisyum karbür seramikleri de iyi ısı iletkenliğine, oksidasyon direncine, elektriksel iletkenliğe ve yüksek darbe dayanıklılığına sahiptir. Roket nozulu nozulu, termokupl manşonu, fırın tüpü ve yüksek sıcaklıkta çalışan diğer parçalar için kullanılabilen iyi bir yüksek sıcaklık yapısal malzemesidir. Termal iletkenlik, yüksek sıcaklıklarda ısı değişim malzemeleri yapmak için kullanılabilir; Taşlama taşları, aşındırıcılar vb. yapmak için yüksek sertliğini ve aşınma direncini kullanın.

Altıgen bor nitrür seramikleri esas olarak BN'den oluşur, kristal yapısı altıgen kristal sistemidir, altıgen bor nitrür yapısı ve performansı grafite benzer, bu nedenle "beyaz taş mürekkebi" olarak adlandırılır, düşük sertlik, kendinden yağlamalı olarak kesilebilir, kendinden yağlamalı yüksek sıcaklık yataklarından, cam şekillendirme kalıplarından yapılabilir.

Alet seramikleri

Semente karbürün ana bileşenleri karbürler ve bağlayıcılardır, karbürler esas olarak WC, TiC, TaC, NbC, VC, vb.'dir ve bağlayıcı esas olarak kobalttır (Co). Takım çeliğiyle karşılaştırıldığında semente karbür yüksek sertliğe (87~91HRA'ya kadar), iyi termal sertliğe (yaklaşık 1000°C mükemmel aşınma direncine) sahiptir, takım olarak kullanıldığında kesme hızı yüksek hıza göre 4~7 kat artar çelik ve ömrü 5 ~ 8 kat artar, dezavantajı sertliğin çok yüksek olması, kırılgan olmasıdır, işlenmesi zordur, bu nedenle genellikle bıçaklardan yapılır ve alet çubuğuna kaynak yapılır. Karbür esas olarak takımların işlenmesinde kullanılır; Çekme kalıbı, çekme kalıbı, soğuk şişirme kalıbı dahil olmak üzere çeşitli kalıplar; Madencilik aletlerinde, jeolojide ve petrolde çeşitli matkap uçları kullanılmaktadır.

Elmas Değerli bir dekorasyon olarak doğal elmas (elmas) ve sentetik elmas endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır, elmas doğadaki en sert malzemedir, ancak aynı zamanda çok yüksek bir elastik modüle sahiptir; Elmasın termal iletkenliği bilinen malzemeler arasında en yüksek olanıdır; Elmas iyi yalıtım özelliklerine sahiptir. Elmas matkap, kesici alet, taşlama aleti, tel çekme kalıbı, düzeltme aleti olarak kullanılabilir; Ayna kaplama elde etmek için ultra hassas işlemeye yönelik elmas takımlar. Bununla birlikte, elmas aletlerin termal stabilitesi zayıftır ve demir grubu elemanlarının afinitesi büyüktür, bu nedenle demir, nikel bazlı alaşımların işlenmesi ve demir dışı metallerin ve metal olmayanların ana işlenmesi için kullanılamaz. Seramik, cam, taş, beton, değerli taşlar, akik ve diğer işlemlerde yaygın olarak kullanılır.

Kübik bor nitrür (CBN) kübik kristal yapıya sahiptir, sertliği yüksektir, elmastan sonra ikinci sıradadır, termal stabilitesi ve kimyasal stabilitesi elmastan daha iyidir, çeliğin, aşınmaya dayanıklı dökme demirin, termal püskürtme malzemelerinin ve nikelin sertleştirilmesi için kullanılabilir ve diğer zor malzemelerin işlenmesi. Kesici takımlara, aşındırıcılara, çekme kalıplarına vb. dönüştürülebilir

Diğer alet seramikleri alümina, zirkonya, silisyum nitrür ve diğer seramiklerdir ancak kapsamlı performans ve mühendislik uygulaması açısından yukarıdaki üç alet seramiği kadar iyi değildir.

Fonksiyonel seramikler

Fonksiyonel seramikler genellikle daha fazla alanı kapsayan özel fiziksel özelliklere sahiptir; yaygın olarak kullanılan fonksiyonel seramikler dielektrik seramikler, optik seramikler, manyetik seramikler, yarı iletken seramiklerdir.

İnce seramikler

Yüksek sıcaklık dayanımı, süper mukavemet ve çok işlevli olma gibi mükemmel özelliklere sahip yeni malzeme dünyasına öncülük eden seramik malzemeler arasında ince seramikler ortaya çıkmıştır. İnce seramikler, hammadde olarak rafine edilmiş yüksek saflıkta sentetik inorganik bileşikler kullanılarak hassas kontrol işlemiyle sinterlenen yüksek performanslı seramikleri ifade eder, bu nedenle gelişmiş seramikler veya yeni seramikler olarak da bilinir. Kabaca üç kategoriye ayrılabilecek pek çok ince seramik türü vardır: yapısal seramikler, elektronik seramikler ve biyoseramikler.

Yapısal seramikler

Bu seramik esas olarak yapısal parçaların yapımında kullanılır. Mekanik sektöründe bazı contalar, rulmanlar, aletler, küresel vanalar, silindir gömlekleri vb. sıklıkla sürtünmeye maruz kalan ve kolay aşınan parçalar olup, metal ve alaşımlı imalatlarda bazen uzun süre kullanılmadığında hasar görür ve gelişmiş yapısal özelliklere sahiptir. seramik parçalar bu "çileye" dayanabilir.

Elektronik seramikler

Elektronik bileşenlerin ve elektronik sistemlerin yapısal bileşenlerinin üretiminde kullanılan fonksiyonel seramikler. Yüksek sertlik gibi mekanik özelliklere ek olarak, bu seramikler çevredeki ortamdaki değişikliklere karşı "kayıtsız" olabilir, yani elektronik bileşenler için çok önemli bir performans olan mükemmel stabiliteye sahiptirler ve yüksek sıcaklıklara dayanabilirler.

Biyoseramik

Biyoseramikler, insan organlarını veya dokularını onarmak veya değiştirmek için insan "kemik-kas" sistemini üretmek için kullanılan seramik malzemelerdir.

Fountyl Technologies PTE Ltd, yarı iletken imalat endüstrisine odaklanmaktadır; ana ürünler şunlardır: Pim aynası, gözenekli seramik ayna, seramik uç efektör, seramik kare kiriş, seramik mil, iletişim ve müzakereye hoş geldiniz！