Keramyske materialen

Moderne keramyske materialen binne in nij soart keramyk dat is ûntwikkele út tradisjonele keramyk basearre op spesjale keramyk en hat ûnderskate skaaimerken dy't ferskille fan tradisjonele keramyk. It is al lang bûten it konsept en de omfang fan tradisjonele keramyk gien. It is in produkt fan hege en nije technology. Dêrom binne keramyske materialen in âld en jong ûnderwerp.

De saneamde moderne keramyske materialen binne anorganyske net-metallyske materialen. It is ien fan 'e trije grutte kategoryen fan moderne materialen neist metalen en organyske materialen. It is ek de algemiene erkenning fan alle materialen útsein metalen materialen en organyske materialen. It objekt fan diskusje yn dit haadstik is moderne keramyske materialen of moderne anorganyske net-metallyske materialen.

Moderne keramyske materialen hawwe hege-tech konnotaasjes. Yn ferliking mei tradisjonele materialen. It hat benammen de folgjende trije skaaimerken:

(1) Op grûn fan 'e easken fan moderne wittenskiplike en technologyske ûntwikkeling. It is it produkt fan 'e ûntwikkeling fan moderne wittenskip en technology en is in high-tech produkt.

(2) It produksjeproses is kompleks en fereasket de begelieding fan moderne wittenskiplike en technologyske prestaasjes. Dêrom is it in technysk kennis-yntinsyf produkt.

(3) It hat poerbêste en spesjale eigenskippen en kin foldwaan oan de easken fan kommersjele en nije technology yndustry.

Klassifikaasje fan keramyske materialen

Mei de ûntwikkeling fan produksje en wittenskip en technology. De soarten keramyske materialen en produkten wurde elke dei tanimme. Om it begryp fan 'e skaaimerken fan ferskate materialen of produkten te fasilitearjen, wurde se normaal yndield út ferskate hoeken.

1. Klassifikaasje troch gemyske gearstalling

(1) Okside keramyk. Der binne in protte soarten okside keramyk, dy't in tige wichtige posysje ynnimme yn 'e keramyske famylje. De meast brûkte okside keramyk binne Al2O3, SiO2, MgO, ZrO3, CeO2, CaO. Cr2O3, mullite (3Al2O3.2SiO4) en spinel (MgAl2O3), ensfh Al2O3 en SiO2 yn keramyk wurde sa breed brûkt as stiel en aluminium alloys yn metalen materialen. Guon okside keramyk stiet yn Tabel 11.1. Silicates hearre ek ta de okside rige. Sa as ZrsiO4. Oprop hat wachte. Der binne ek gearstalde oksides lykas BaT, CgyiO; ensfh., falle ek yn dizze kategory.

Keramyske materialen wurde klassifisearre troch gemyske gearstalling

(2) Carbide keramyk. Karbidkeramyk hat oer it generaal in hegere rylpunt as oksides. De meast brûkte binne SIC, SC, Phoenix C. TIC ensfh Carbide keramyk moatte hawwe atmosfear beskerming tidens de tarieding proses.

(3) Amide keramyk. De meast brûkte chloride is a-ji, dat hat poerbêste wiidweidige meganyske eigenskippen en hege temperatuer ferset. Derneist wurde de tapassingen fan TZN, BN, en AI nitride keramyk hieltyd wiidferspraat. C3N4, dy't krekt koartlyn ferskynde, wurdt ferwachte dat se bettere prestaasjes hawwe as Si3O4.

(4) Fjouwer gemyske keramyk. De tapassingen fan boride keramyk binne net heul breed. Se wurde benammen brûkt as djippe tafoegings as twadde fazen dy't wurde tafoege oan oare keramyske matriks om prestaasjes te ferbetterjen. Faak brûkte omfetsje Ti, Zr&, ensfh.

2. Klassifikaasje troch prestaasjes en gebrûk

(1) Struktureel keramyk. Struktureel keramyk wurdt brûkt as struktureel materiaal foar it meitsjen fan strukturele dielen. Benammen har meganyske eigenskippen brûke. Ferbettere sterkte, taaiens, hurdens, modulus, wear ferset, hege temperatuer ferset (hege temperatuer sterkte, termyske shock ferset, ablation ferset), ensfh De measte fan de fjouwer keramyk klassifisearre troch nukleêre gemyske gearstalling hjirboppe neamd binne strukturele keramyk. Lykas AjZQ stien. 3N4 en ZX binne represintative strukturele keramyske materialen mei superieure meganyske eigenskippen.

(2) Funksjonele keramyk. Funksjonele keramyk wurdt brûkt as funksjonele materialen om funksjonele apparaten te meitsjen, benammen mei har fysike eigenskippen lykas elektromagnetyske eigenskippen, thermyske eigenskippen, optyske eigenskippen, biologyske eigenskippen, ensfh. Bygelyks ferrite. Ferroelektryske keramyk wurdt benammen brûkt foar har elektromagnetyske eigenskippen. It wurdt brûkt om elektromagnetyske komponinten te meitsjen, dielektrike keramyk wurdt brûkt om kondensators te meitsjen, en piëzoelektryske keramyk wurde brûkt om ferpleatsing of druksensors te meitsjen. Fêste elektrolytkeramyk kin brûkt wurde om soerstofdetektors te meitsjen mei har ionoerdrachteigenskippen. Biokeramyk wurdt brûkt om keunstmjittige bonken en keunstmjittige tosken te meitsjen. Superconducting materialen en optyske fezels hearre ek ta de kategory fan funksjonele keramyk.

It is de muoite wurdich opskriuwen dat de boppesteande klassifikaasje is ek relatyf. Yn plak fan absolút te wêzen, is der soms gjin strange grins tusken struktureel keramyk en funksjoneel keramyk. Foar guon keramyske materialen is d'r beide. Piëzoelektryske keramyk. Hoewol it kin wurde klassifisearre as funksjonele keramyk, hat it ek bepaalde easken foar syn meganyske eigenskippen, lykas sterkte, taaiens, hurdens en elastyske modulus. Alderearst moat it genôch krêft hawwe om skea te foarkommen by it wjerstean fan E-krêft, sadat mienskiplike piëzo-elektryske skaaimerken kinne wurde berikt. Dêrneist, lykas hege-temperatuer struktureel keramyk of termyske shock-resistant en fjoer-resistant keramyk foar romteskip waarmte-proof dielen, hoewol't se hearre ta de kategory fan strukturele keramyk. De termyske útwreidingsresistinsje wurdt lykwols net allinich bepaald troch har eigen sterkte, hurdens en modulus, mar de termyske konduktiviteit en termyske útwreidingskoëffisjint binne ek itselde as de meganyske eigenskippen, dy't in heul wichtige ynfloed hawwe op 'e termyske skokbestriding. Korrosjebestriding is in wichtige prestaasje fan gemyske keramyk (lykas soerbestindige pompen), mar it moat bepaalde meganyske eigenskippen hawwe om te foldwaan oan 'e easken fan' e yndustry. Superconducting materialen binne lestich te meitsjen yn triedden omdat se binne tige fet. Dêrom kin it noch net yn 'e praktyske tapassingsfaze komme. Om gear te nimmen, of it no strukturele keramyk is as funksjonele keramyk, meganyske eigenskippen binne de meast basale eigenskippen fan keramyske materialen. It is gewoan dat ferskate gebrûk ferskillende easken hawwe foar meganyske eigenskippen.

Dit haadstik besprekt benammen struktureel keramyk.

Foardielen fan keramyk

1. Prestaasje skaaimerken fan keramyske materialen

Lykas wy allegearre witte, binne de gemyske obligaasjes fan metalen materialen (suver goud of alloys) meast metalen. Se binne gearstald út metalen positive atomen en elektroanenwolken dy't har folje. Metal obligaasjes hawwe gjin rjochting. Dêrom, it metaal hat goede plastic deformation eigenskippen. Wat keramyk oanbelanget dy't net-metallyske ferbiningen negearje, binne har gemyske eigenskippen heger dan sûnens en kovalente obligaasjes. Dizze skiekunde hat sterke rjochting en hege binende enerzjy. Dêrom is it lestich foar keramyske materialen om plastyske deformaasje te ûndergean. Hege brittleness en sterke crack gefoelichheid. Dit is de Achilleshiel fan keramyske materialen. Mar it is krekt fanwege dit gemyske bântype dat strukturele keramyk in searje spesjale eigenskippen hat dy't superieur binne oan metallyske materialen.

① Hege hurdens bepaalt syn treflike wear ferset;

② Heech flammepunt. Bepale dat it hat treflik waarmte ferset;

③ Hege gemyske stabiliteit. It bepaalt dat it hat goede corrosie ferset.

Hoewol keramyske materialen hawwe sokke geweldige foardielen. Lykwols, syn fatale neidiel - brosheid - beheint syn prestaasjes en praktyske tapassingen. Dêrom is de ferharding fan keramyk in kearnûnderwerp wurden op it mêd fan ûndersyk nei keramyske materialen dy't wrâldwiid oandacht lûkt (sjoch de seksje fersterking fan keramyk foar details).

2. Ferliking tusken moderne (avansearre) keramyk en tradisjonele keramyk

Moderne keramyk fergelike mei tradisjonele keramyk. D'r binne signifikante ferskillen yn grûnstofkomposysje, tariedingsproses, organisaasjestruktuer en prestaasjes.

Kontrast tusken tradisjoneel keramyk en moderne keramyk