Gedetailleerde classificatie van keramische materialen

Keramische materialen verwijzen naar een klasse anorganische niet-metallische materialen gemaakt van natuurlijke of synthetische verbindingen door vorming en sinteren bij hoge temperatuur. Het heeft de voordelen van een hoog smeltpunt, hoge hardheid, hoge slijtvastheid en oxidatieweerstand. Toepasbaar als structuurmateriaal, gereedschapsmateriaal, want keramiek heeft ook enkele bijzondere eigenschappen, maar ook als functioneel materiaal.

1, Eigendom

Mechanische eigenschap

Keramische materialen zijn de materialen met de beste stijfheid en hoogste hardheid in technische materialen, en hun hardheid ligt meestal boven de 1500HV. De druksterkte van keramiek is hoog, maar de treksterkte is laag en de plasticiteit en taaiheid zijn slecht.

Thermische eigenschappen

Keramische materialen hebben over het algemeen een hoog smeltpunt (meestal boven 2000 ℃) en hebben een uitstekende chemische stabiliteit bij hoge temperaturen; De thermische geleidbaarheid van keramiek is lager dan die van metalen materialen, en keramiek is ook goede thermische isolatiematerialen. Tegelijkertijd is de lineaire uitzettingscoëfficiënt van keramiek lager dan die van metalen, en heeft keramiek een goede maatvastheid wanneer de temperatuur verandert.

Elektrische kenmerken

De meeste keramiek heeft een goede elektrische isolatie en wordt daarom veel gebruikt voor het maken van isolatieapparaten met verschillende spanningen (1 kV ~ 110 kV). Ferro-elektrische keramiek (bariumtitanaat BaTiO3) heeft een hoge diëlektrische constante, kan worden gebruikt om condensatoren te maken, ferro-elektrische keramiek kan onder invloed van externe elektrische velden ook de vorm veranderen, de elektrische energie in mechanische energie (met de kenmerken van piëzo-elektrische materialen) , kan worden gebruikt als eindversterker, platenspeler, ultrasone meter, sonar, medische spectrometer, enz. Een paar keramieksoorten hebben ook de kenmerken van halfgeleiders en kunnen als gelijkrichters worden gebruikt.

Chemische kenmerken

Keramische materialen zijn niet gemakkelijk te oxideren bij hoge temperaturen en hebben een goede corrosieweerstand tegen zuren, logen en zouten.

Optische eigenschap

Keramische materialen hebben ook unieke optische eigenschappen, die kunnen worden gebruikt als vaste lasermaterialen, optische vezelmaterialen, optische opslag, enz., En transparante keramiek kan worden gebruikt voor hogedruknatriumlampen. Magnetische keramiek (ferrieten zoals MgFe2O4, CuFe2O4, Fe3O4) heeft een breed scala aan toepassingen in opnamebanden, platen, transformatorkernen en grote computergeheugencomponenten.

2,Historische ontwikkeling

Het originele keramiek is een algemene naam voor aardewerk en porselein. Dat wil zeggen, het gevormde gesinterde lichaam wordt verkregen door gieten en sinteren bij hoge temperatuur. Traditionele keramische materialen verwijzen voornamelijk naar silicaluminaat. In het begin stelden mensen geen hoge eisen aan de selectie van silicoaluminaat, de zuiverheid was niet hoog, de deeltjesgrootte was niet uniform en de vormdruk was niet hoog. Het resulterende keramiek wordt traditioneel keramiek genoemd. Later ontwikkeld tot hoge zuiverheid, kleine en uniforme deeltjesgrootte, hoge vormdruk, sinteren verkregen gesinterd lichaam genaamd fijne keramiek.

3, Classificatie:

Gewone materialen

Ze zijn gemaakt van natuurlijke grondstoffen zoals veldspaat, klei en gesinterd kwarts, is een typisch silicaatmateriaal, de belangrijkste componenten zijn silicium, aluminium, zuurstof, deze drie elementen zijn goed voor 90% van de totale aardkorstelementen, gewone keramiek is rijk aan bronnen, lage kosten, volwassen proces. Dergelijke keramiek kan worden onderverdeeld in keramiek voor dagelijks gebruik, bouwkeramiek, keramiek voor elektrische isolatie, chemisch keramiek, enzovoort, afhankelijk van hun prestatiekenmerken en toepassingen.

Speciale materialen

Ze zijn gemaakt van zeer zuivere synthetische grondstoffen, gevormd en gesinterd door middel van een nauwkeurig controleproces, en hebben over het algemeen een aantal speciale eigenschappen om aan verschillende behoeften te voldoen. Volgens de belangrijkste componenten zijn er oxidekeramiek, nitridekeramiek, carbidekeramiek, cermet enzovoort; Speciale keramiek heeft bijzondere mechanische, optische, akoestische, elektrische, magnetische, thermische en andere eigenschappen.

Classificatie van speciale materialen

Volgens verschillende toepassingen kunnen speciale keramische materialen worden onderverdeeld in structurele keramiek, gereedschapskeramiek en functionele keramiek.

Structurele keramiek

Aluminiumoxide-keramiek bestaat voornamelijk uit Al2O3 en het algemene gehalte is groter dan 45%. Aluminiumoxide-keramiek heeft verschillende uitstekende eigenschappen. Hoge temperatuurbestendigheid, kan over het algemeen lange tijd bij 1600 ° C worden gebruikt, corrosiebestendigheid, hoge sterkte, de sterkte is 2 tot 3 keer die van gewoon keramiek, en de hoogste kan 5 tot 6 keer bereiken. Het nadeel is dat het bros is en geen plotselinge veranderingen in de omgevingstemperatuur kan verdragen. Het kan worden gebruikt als smeltkroes, motorbougie, hittebestendig materiaal, thermokoppelbehuizing, afdichtring, enz., en kan ook worden gebruikt als gereedschap en vorm.

Het hoofdbestanddeel van siliciumnitride-keramiek is Si3N4, een soort hoge temperatuursterkte, hoge hardheid, slijtvastheid, corrosieweerstand en zelfsmerende keramiek op hoge temperatuur, de lineaire uitzettingscoëfficiënt is de kleinste in verschillende keramiek, de gebruikstemperatuur is zo hoog als 1400 ℃, met uitstekende corrosieweerstand, naast waterstoffluoride, bestand tegen andere zurencorrosie en alkali, corrosie van verschillende metalen. En heeft uitstekende elektrische isolatie en stralingsweerstand. Het kan worden gebruikt als lagers voor hoge temperaturen, afdichtringen voor gebruik in corrosieve media, thermokoppelbussen en snijgereedschappen voor metaal.

Het hoofdbestanddeel van siliciumcarbide-keramiek is SiC, een soort hoge sterkte en hoge hardheid van keramiek op hoge temperatuur, 1200 ℃ ~ 1400 ℃ kan nog steeds een hoge buigsterkte behouden, is de hoogste hoge temperatuursterkte van keramiek, ook siliciumcarbide-keramiek hebben een goede thermische geleidbaarheid, oxidatieweerstand, elektrische geleidbaarheid en hoge slagvastheid. Het is een goed structureel materiaal voor hoge temperaturen, dat kan worden gebruikt voor raketmondstukken, thermokoppelhulzen, ovenbuizen en andere onderdelen die bij hoge temperaturen werken. De thermische geleidbaarheid kan worden gebruikt om warmtewisselaarmaterialen bij hoge temperaturen te maken; Gebruik de hoge hardheid en slijtvastheid om slijpstenen, schuurmiddelen enzovoort te maken.

Zeshoekig boornitride-keramiek bestaat voornamelijk uit BN, de kristalstructuur is een hexagonaal kristalsysteem, de hexagonale boornitride-structuur en prestaties zijn vergelijkbaar met grafiet, dus het wordt "witte steeninkt" genoemd, lage hardheid, kan worden gesneden met zelfsmerend, kan worden gemaakt van zelfsmerende lagers voor hoge temperaturen, glasvormende mallen.

Gereedschap keramiek

De belangrijkste componenten van gecementeerd carbide zijn carbiden en bindmiddelen, carbiden zijn voornamelijk WC, TiC, TaC, NbC, VC, enz., en het bindmiddel is voornamelijk kobalt (Co). Vergeleken met gereedschapsstaal heeft hardmetaal een hoge hardheid (tot 87 ~ 91HRA), een goede thermische hardheid (ongeveer 1000 ℃ uitstekende slijtvastheid). Bij gebruik als gereedschap wordt de snijsnelheid 4 ~ 7 keer verhoogd dan bij hoge snelheid. staal, en de levensduur wordt 5 ~ 8 keer verlengd, het nadeel is dat de hardheid te hoog en bros is, moeilijk te bewerken is, dus wordt het vaak gemaakt van messen en aan de werktuigbalk gelast. Carbide wordt voornamelijk gebruikt voor bewerkingsgereedschappen; Een verscheidenheid aan mallen, waaronder tekenmatrijs, tekenmatrijs, koude kopmatrijs; Er worden verschillende soorten boren gebruikt in mijnbouwgereedschap, geologie en aardolie.

Diamant Natuurlijke diamant (diamant) als waardevolle decoratie, en synthetische diamant wordt veel gebruikt in de industrie, diamant is het hardste materiaal in de natuur, maar heeft ook een zeer hoge elasticiteitsmodulus; De thermische geleidbaarheid van diamant is de hoogste van de bekende materialen; Diamant heeft goede isolerende eigenschappen. Diamant kan worden gebruikt als boor, snijgereedschap, slijpgereedschap, draadtrekmatrijs, afwerkgereedschap; Diamantgereedschappen voor ultraprecieze bewerking om een ​​spiegelafwerking te bereiken. De thermische stabiliteit van diamantgereedschappen is echter slecht en de affiniteit van elementen uit de ijzergroep is groot, dus het kan niet worden gebruikt voor de verwerking van ijzer, legeringen op nikkelbasis en de hoofdverwerking van non-ferrometalen en niet-metalen. veel gebruikt in keramiek, glas, steen, beton, edelstenen, agaat en andere verwerkingen.

Kubisch boornitride (CBN) heeft een kubieke kristalstructuur, de hardheid is hoog, de tweede alleen voor diamant, met een betere thermische stabiliteit en chemische stabiliteit dan diamant, kan worden gebruikt voor het harden van staal, slijtvast gietijzer, thermische spuitmaterialen en nikkel en andere moeilijke materialen snijverwerking. Kan worden verwerkt tot snijgereedschap, schuurmiddel, tekenmatrijs, enz

Andere gereedschapskeramiek is aluminiumoxide, zirkoniumoxide, siliciumnitride en andere keramiek, maar vanwege de uitgebreide prestatie- en technische toepassing zijn ze niet zo goed als de bovengenoemde drie gereedschapskeramiek.

Functioneel keramiek

Functionele keramiek heeft meestal speciale fysische eigenschappen, waarbij meer velden betrokken zijn. Veelgebruikte functionele keramiek is diëlektrische keramiek, optische keramiek, magnetische keramiek en halfgeleiderkeramiek.

Fijne keramiek

Fijne keramiek is ontstaan ​​in keramische materialen, die toonaangevend zijn in de wereld van nieuwe materialen met uitstekende eigenschappen zoals hoge temperatuurbestendigheid, supersterkte en multifunctioneel. Fijne keramiek verwijst naar hoogwaardige keramiek die is gesinterd door middel van een nauwkeurig controleproces met behulp van verfijnde, zeer zuivere synthetische anorganische verbindingen als grondstoffen, dus het staat ook bekend als geavanceerde keramiek of nieuwe keramiek. Er zijn veel soorten fijne keramiek, die grofweg in drie categorieën kunnen worden verdeeld: structurele keramiek, elektronische keramiek en biokeramiek.

Structurele keramiek

Dit keramiek wordt voornamelijk gebruikt om structurele onderdelen te maken. Sommige afdichtingen, lagers, gereedschappen, kogelkranen, cilindervoeringen enz. in de mechanische industrie zijn vaak onderhevig aan wrijving en zijn gemakkelijk te dragen onderdelen, waarbij de productie van metaal en legeringen soms lange tijd niet wordt gebruikt en beschadigd raakt, en geavanceerde structurele keramische onderdelen zijn bestand tegen deze "beproeving".

Elektronische keramiek

Functioneel keramiek gebruikt voor de productie van elektronische componenten en structurele componenten van elektronische systemen. Naast mechanische eigenschappen zoals een hoge hardheid, kunnen deze keramieken "onverschillig" zijn voor veranderingen in de omgeving, dat wil zeggen dat ze een uitstekende stabiliteit hebben, wat een zeer belangrijke prestatie is voor elektronische componenten, en bestand zijn tegen hoge temperaturen.

Biokeramiek

Biokeramiek is een keramisch materiaal dat wordt gebruikt om het menselijke bot-spiersysteem te vervaardigen om menselijke organen of weefsels te repareren of te vervangen.

Fountyl Technologies PTE Ltd, richt zich op de halfgeleiderindustrie, de belangrijkste producten zijn onder meer: ​​Pin chuck, poreuze keramische chuck, keramische eindeffector, keramische vierkante balk, keramische spindel, welkom bij contact en onderhandeling！