¿Cómo se desarrolló la cerámica especial?
2023-07-03
En los últimos treinta o cuarenta años, debido al rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, especialmente el desarrollo de la tecnología electrónica, la tecnología espacial y la tecnología informática, se necesitan con urgencia los materiales con propiedades especiales, y algunas cerámicas pueden cumplir dichos requisitos. Con un rápido desarrollo, estas cerámicas recientemente desarrolladas son muy diferentes de la "cerámica tradicional" en términos de materias primas, artesanía o rendimiento de cerámica AL2O3, y se llaman "cerámica especial" para distinguirlas de la cerámica antigua o la cerámica tradicional. El carburo de boro es una cerámica especial importante con muchas propiedades excelentes. El carburo de boro se usa ampliamente en cerámica estructural, materiales resistentes al desgaste, una armadura a prueba de balas, una industria nuclear, etc., y tiene un valor de aplicación muy importante y un estado insustituible. En las últimas décadas, con el aumento de nuevas tecnologías (como tecnología electrónica, tecnología espacial, tecnología láser, tecnología informática, etc.), así como el desarrollo de teorías básicas y tecnologías de prueba, la investigación sobre materiales de cerámica ha avanzado mediante saltos y límites. Para cumplir con los requisitos de nuevas tecnologías para materiales cerámicos, ha surgido una clase de cerámica que es muy diferente de la cerámica ordinaria en términos de materias primas, procesos y propiedades. Desde entonces, también ha abierto la puerta a un nuevo mundo de materiales cerámicos. Para distinguirlo de la cerámica tradicional y la cerámica ordinaria, es necesario darle a este tipo de cerámica un nuevo nombre (más alto) ↓↓
Como resultado, nació una serie de nombres como cerámica de alto rendimiento, cerámica avanzada, cerámica fina, cerámica especial, nueva cerámica, cerámica moderna, cerámica de alta tecnología, cerámica de ingeniería, etc. Según los hábitos lingüísticos de diferentes personas y los diferentes campos de aplicación de la cerámica, varios países y varios documentos y trabajos tienen diferentes nombres para ellos.
No hay una definición precisa de cerámica especial. En términos generales, las cerámicas especiales generalmente se consideran "el uso de materias primas altamente seleccionadas o sintetizadas, cuya composición química puede controlarse con precisión, procesarse de acuerdo con la tecnología de fabricación que facilita el diseño y el control de la microestructura y tiene alto Rendimiento. Una clase de cerámica ". La cerámica especial, como la cerámica ordinaria, son materiales inorgánicos no metálicos hechos por tratamiento térmico a alta temperatura.
La cerámica especial se puede dividir en dos categorías placa de nitruro de aluminio de acuerdo con sus características y usos: cerámica estructural y cerámica funcional.
Cerámica estructural La cerámica estructural se refiere a la cerámica que puede usarse como ingeniería de materiales estructurales. Tiene las características de alta resistencia, alta dureza, módulo elástico alto, resistencia a la temperatura, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación, resistencia al choque térmico, etc. Las cerámicas estructurales se clasifican más o menos en compuestos de matriz de cerámica estructural basadas en óxido, no óxido y estructurales. La cerámica estructural se puede dividir en óxidos, no óxidos, nano-cerámica, cerámica de baja expansión y compuestos de matriz de cerámica.
Óxidos: los materiales principales son Al2O3, ZRO2, MGO, SIO2, Beo, Mullite, etc.; Tienen las características de alta resistencia, alta dureza, alta tenacidad, alta conductividad térmica, resistencia al desgaste, etc.; Automóviles, tornos, piezas de máquina, troqueles de dibujo de alambre, herramientas de corte, herramientas de medición, medios de molienda, etc. No óxido: los materiales principales incluyen carburos (SIC, B4C, TIC, etc.), nitruros (SI3N4, BN, AIN, Sialon, etc.), silicidas (MOSI2, TISI2, MG2SI, etc.) Borides (ZRB2, TIB2, etc.); Tiene las características de alta resistencia a la temperatura, superhardiedad, resistencia al choque térmico y resistencia a la oxidación; Se puede utilizar para fabricar piezas de motor de automóviles, cuchillas de turbina de gas, materiales lubricantes de alta temperatura, materiales resistentes al desgaste, materiales refractarios, etc.
Nano-Cerámica: los materiales principales son nano-óxidos y no óxidos; Tienen superplasticidad y alta dureza, y se utilizan principalmente en la fabricación de varias piezas estructurales de alto rendimiento.
Cerámica de baja expansión: los materiales principales son turquesa, spodumeno, titanato de aluminio, etc. El coeficiente de expansión de este tipo de cerámica es inferior a 2 × 10-6/℃; Se puede usar para hacer que las piezas estructurales sean resistentes al enfriamiento rápido y el calentamiento rápido.
Matriz de matriz de cerámica: principalmente matriz de cerámica de óxido (Al2O3/ZRO2), matriz de cerámica de nitruro (SI3N4/BN), matriz de cerámica de carburo (SIC/B4C), etc.; Excelentes propiedades mecánicas a alta temperatura; Se usa principalmente en campanas de cohete, fabricación de aviones de azulejos de superficie y piezas del motor.
Cerámica funcional
La cerámica funcional se refiere a una clase de cerámica que tiene propiedades eléctricas, magnéticas, ópticas, acústicas, superconductoras, químicas, biológicas y de otro tipo y tienen funciones de conversión mutua. Functional ceramics can be roughly divided into electronic ceramics (including electrical insulation, dielectric, ferroelectric, piezoelectric, thermoelectric, sensitive, conductive, superconducting, micro and other ceramics), transparent ceramics, biological and antibacterial ceramics, optics, luminescence With infrared radiation ceramics, cerámica porosa. La cerámica funcional se puede dividir en cerámica electrónica, cerámica funcional térmica y óptica, cerámica antibacteriana de filtro de cerámica biológico y maquinable y cerámica química porosa de acuerdo con sus diferentes funciones.
Cerámica electrónica: incluyendo cerámica aislante, cerámica dieléctrica, cerámica ferroeléctrica, cerámica piezoeléctrica, cerámica piroeléctrica, cerámica sensible, materiales magnéticos y cerámica conductiva y superconductora. According to the dielectric properties of capacitor ceramics, they are divided into 6 categories: high frequency temperature compensation type dielectric ceramics, high frequency temperature stable type dielectric ceramics, low frequency high dielectric constant type dielectric ceramics, semiconductor type dielectric ceramics, laminated Capacitor ceramics, Cerámica dieléctrica de microondas. Entre ellos, la cerámica dieléctrica de microondas tiene las características de la alta constante dieléctrica, baja pérdida dieléctrica y coeficiente de frecuencia de resonancia pequeña, y se utilizan ampliamente en comunicación de microondas, comunicación móvil, comunicación por satélite, radio y televisión, radar y otros campos. Cerámica funcional térmica y óptica: la cerámica resistente al calor, la cerámica aislante del calor y la cerámica térmicamente conductiva son las principales aplicaciones de cerámica en las térmicas. Entre ellos, la cerámica resistente al calor incluye principalmente AL2O3, MGO, SIC, etc. Debido a su buena estabilidad de alta temperatura, pueden usarse como materiales refractarios en la industria de cerámica metalúrgica de Mullite y otras industrias. La cerámica de aislamiento térmico tiene un buen efecto de aislamiento térmico y se usan ampliamente en varios campos. En términos de óptica, los materiales de cerámica incluyen la absorción de cerámica, generadores de señales ópticas de cerámica y fibras ópticas, que se pueden ver en todas partes en la vida utilizando las características de los coeficientes ópticos cerámicos, como recubrimientos y glases cerámicos. En la industria nuclear, el uso de cerámicas de iones pesados que contienen plomo y bario para absorber y fijar las ondas de radiación nuclear se usa ampliamente en el tratamiento de residuos nucleares. La cerámica también son materiales importantes para generadores láser de estado sólido, incluidos láseres de rubí y láseres de granate de Ytrio. La fibra óptica es el medio de transmisión principal para las señales de comunicación modernas. Tiene las características de baja pérdida de señal, alta fidelidad y gran capacidad, que son superiores a las líneas de transmisión de señal de metal.
La cerámica de alúmina transparente es un representante típico de la cerámica óptica. En el proceso de fabricación de la alúmina transparente, la clave es que la difusión del volumen de la alúmina es el proceso de crecimiento de grano del mecanismo de sinterización. Agregar aditivos apropiados como el óxido de magnesio a las materias primas puede inhibir el crecimiento de la alúmina. el crecimiento del grano. Se puede usar como un crisol para fusión de vidrio, material de ventana de detección infrarroja, accesorios de iluminación y también se puede utilizar para fabricar sustratos de circuito integrados en la industria electrónica.
Materiales cerámicos biológicos y antibacterianos: se pueden dividir en cerámica biológicamente inertia y cerámica biológicamente activa. Además de ser utilizado para la medición, el diagnóstico y el tratamiento, la biocerámica se usa principalmente como sustitutos del tejido duro biológico, y se pueden usar en ortopedia, cirugía plástica, cirugía de cavidad oral, cirugía cardiovascular, oftalmología y cirugía general. Los materiales antibacterianos se utilizan principalmente en productos domésticos, electrodomésticos, juguetes y otros campos. Los electrodomésticos son actualmente una de las industrias más utilizadas y utilizadas. En los últimos años, la industria de materiales antibacterianos de mi país se ha desarrollado rápidamente, y se ha desarrollado rápidamente en los campos de la industrialización y el desarrollo de la aplicación de agentes antibacterianos inorgánicos, agentes antibacterianos orgánicos y agentes antibacterianos fotocatalíticos.
Cerámica porosa: tiene las ventajas de la transmisión de alta luz de la plataforma de cerámica de Cordierita, gran área de superficie específica, baja densidad, baja conductividad, alta resistencia a la temperatura, resistencia a la corrosión, etc. Se utiliza en el tratamiento de gases de escape de automóviles, tratamiento de aguas residuales, metal fundido, metal fundido filtración, portador de catalizador, aislamiento de calor, materiales de aislamiento de sonido, etc. En los últimos años, la aplicación de la cerámica porosa se ha extendido a los campos de la aviación, la electrónica, los materiales médicos y la biología, etc., que ha atraído una gran atención de los Comunidad de material global y se ha desarrollado rápidamente. Para obtener diferentes cerámicas porosas, se han propuesto varios métodos de preparación sucesivamente, como agregar el método de agente de formación de poros, método SOL-gel, método de presión en caliente, método de intercambio iónico, etc.
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