Stuthan ceirmeach

Is e seòrsa ùr de chrèadha a th’ ann an stuthan ceirmeag ùr-nodha a tha air an leasachadh bho chrèadha traidiseanta stèidhichte air ceirmeag sònraichte agus aig a bheil feartan sònraichte a tha eadar-dhealaichte bho chrèadha traidiseanta. Tha e air a dhol nas fhaide na bun-bheachd agus farsaingeachd stuthan ceirmeag traidiseanta. Tha e na thoradh de theicneòlas àrd agus ùr. Mar sin, tha stuthan ceirmeag nan cuspair àrsaidh is òg.

Tha na stuthan ceirmeag ùr-nodha ris an canar stuthan neo-mheatailteach neo-organach. Is e seo aon de na trì prìomh roinnean de stuthan an latha an-diugh còmhla ri meatailtean agus stuthan organach. Tha e cuideachd na aithneachadh coitcheann air a h-uile stuth ach a-mhàin stuthan meatailt agus stuthan organach. Is e an cuspair deasbaid sa chaibideil seo stuthan ceirmeag an latha an-diugh no stuthan neo-mheatailteach neo-organach an latha an-diugh.

Tha comharran àrdteicneòlais aig stuthan ceirmeag an latha an-diugh. An coimeas ri stuthan traidiseanta. Tha na trì feartan a leanas aige sa mhòr-chuid:

(1) Stèidhichte air riatanasan an latha an-diugh saidheansail agus teicneòlasach leasachadh. Tha e mar thoradh air leasachadh saidheans agus teicneòlas an latha an-diugh agus tha e na thoradh àrdteicneòlais.

(2) Tha am pròiseas saothrachaidh iom-fhillte agus feumach air stiùireadh coileanaidhean saidheansail is teicneòlach an latha an-diugh. Mar sin, is e toradh teicnigeach dian a th’ ann.

(3) Tha feartan sàr-mhath agus sònraichte aige agus faodaidh e coinneachadh ri riatanasan gnìomhachasan malairteach agus teicneòlas ùr.

Seòrsachadh de stuthan ceirmeag

Le leasachadh cinneasachadh agus saidheans agus teicneòlas. Tha na seòrsaichean de stuthan agus de thoraidhean ceirmeag a’ dol am meud bho latha gu latha. Gus tuigse fhaighinn air feartan diofar stuthan no thoraidhean, mar as trice bidh iad air an seòrsachadh bho dhiofar cheàrnan.

1. Seòrsachadh a rèir co-dhèanamh ceimigeach

(1) Ceirmeag ocsaid. Tha iomadh seòrsa de chrèadha ogsaid ann, a tha ann an suidheachadh fìor chudromach anns an teaghlach ceirmeag. Is e na stuthan ceirmeag ocsaid as cumanta Al2O3, SiO2, MgO, ZrO3, CeO2, CaO. Tha Cr2O3, mullite (3Al2O3.2SiO4) agus spinel (MgAl2O3), msaa Al2O3 agus SiO2 ann an crèadhadaireachd air an cleachdadh cho farsaing ri aloidhean stàilinn agus alùmanum ann an stuthan meatailteach. Tha cuid de chrèadha ogsaid air an liostadh ann an Clàr 11.1. Buinidh silicates cuideachd don t-sreath ogsaid. A leithid ZrsiO4. Tha an gairm air feitheamh. Tha cuideachd ocsaidean cumanta leithid BaT, CgyiO; msaa cuideachd san roinn seo.

Tha stuthan ceirmeach air an seòrsachadh a rèir co-dhèanamh ceimigeach

(2) Carbide ceirmeag. Mar as trice tha ìre leaghaidh nas àirde aig ceirmeag carbide na ocsaidean. Is e an fheadhainn as cumanta SIC, SC, Phoenix C. TIC msaa.

(3) Amide ceramic. Is e a-ji an clorid as fharsainge a thathas a’ cleachdadh, aig a bheil feartan meacanaigeach coileanta sàr-mhath agus neart teòthachd àrd. A bharrachd air an sin, tha tagraidhean ceirmeag nitride TZN, BN, agus AI a ’sìor fhàs farsaing. Tha dùil gum bi coileanadh nas fheàrr aig C3N4, a tha dìreach air nochdadh o chionn ghoirid, na Si3O4.

(4) Ceithir ceimigean ceimigeach. Chan eil cleachdadh ceirmeag boride glè fharsaing. Bidh iad air an cleachdadh sa mhòr-chuid mar chur-ris domhainn no mar dhàrna ìrean airson an cur ri matrices ceirmeag eile gus coileanadh a leasachadh. Am measg an fheadhainn as cumanta tha Ti, Zr &, msaa.

2. Seòrsachadh a rèir coileanadh agus cleachdadh

(1) Ceirmeag structarail. Bithear a’ cleachdadh ceirmeag structarail mar stuthan structarail gus pàirtean structarail a dhèanamh. Cleachd na feartan meacanaigeach aige sa mhòr-chuid. Neart leasaichte, cruas, cruas, modulus, caitheamh caitheamh, strì an aghaidh teòthachd àrd (neart teòthachd àrd, strì an aghaidh clisgeadh teirmeach, strì an aghaidh ablachadh), msaa. Is e ceirmeag structarail a th’ anns a’ mhòr-chuid de na ceithir stuthan ceirmeag a tha air an seòrsachadh le co-dhèanamh ceimigeach niùclasach a chaidh ainmeachadh gu h-àrd. A leithid clach AjZQ. Tha 3N4 agus ZX nan stuthan ceimigeach structarail riochdachail le feartan meacanaigeach nas fheàrr.

(2) Ceirmeachd gnìomh. Bithear a’ cleachdadh ceirmeag gnìomh mar stuthan gnìomh gus innealan gnìomh a dhèanamh, sa mhòr-chuid a’ cleachdadh am feartan fiosaigeach leithid feartan electromagnetic, feartan teirmeach, feartan optigeach, feartan bith-eòlasach, msaa. Mar eisimpleir ferrite. Bithear a’ cleachdadh ceirmeag ferroelectric sa mhòr-chuid airson na feartan electromagnetic aca. Tha e air a chleachdadh gus co-phàirtean electromagnetic a dhèanamh, thathas a’ cleachdadh ceirmeag dielectric gus capacitors a dhèanamh, agus bidh ceirmeag piezoelectric air an cleachdadh gus mothachaidhean gluasad no cuideam a dhèanamh. Faodar ceirmeag electrolyte solid a chleachdadh gus lorgairean ocsaidean a dhèanamh a’ cleachdadh na feartan gluasad ion aca. Bithear a’ cleachdadh bioceramics gus cnàmhan fuadain agus fiaclan fuadain a dhèanamh. Buinidh stuthan superconducting agus snàithleach optigeach don roinn de stuthan ceirmeag gnìomh.

Is fhiach a bhith mothachail gu bheil an seòrsachadh gu h-àrd cuideachd càirdeach. An àite a bhith iomlan, uaireannan chan eil crìoch teann eadar ceirmeag structarail agus ceirmeag gnìomh. Airson cuid de stuthan ceirmeag, tha an dà chuid ann. Ceramic piezoelectric. Ged a dh ’fhaodar a sheòrsachadh mar obair-crèadha gnìomh, tha riatanasan sònraichte aige cuideachd airson na feartan meacanaigeach aige, leithid neart, cruas, cruas, agus modulus elastagach. An toiseach, feumaidh neart gu leòr a bhith aige gus casg a chuir air milleadh nuair a sheasas e ri feachd E, gus an tèid feartan piezoelectric cumanta a choileanadh. A bharrachd air an sin, leithid ceirmeag structarail àrd-teòthachd no ceirmeag teirmeach-dhìonach agus dìon-teine ​​airson pàirtean dìon-teas bàta-fànais, ged a bhuineas iad don roinn ceirmeag structarail. Ach, chan e a-mhàin gu bheil an neart leudachaidh teirmeach air a dhearbhadh leis an neart aige fhèin, cruas, agus modulus, ach tha an giùlan teirmeach agus an co-èifeachd leudachaidh teirmeach cuideachd co-ionann ris na feartan meacanaigeach, aig a bheil buaidh glè chudromach air an aghaidh clisgeadh teirmeach. Tha strì an aghaidh creimeadh na choileanadh cudromach de chrèadha ceimigeach (leithid pumpaichean dìon-searbhag), ach feumaidh cuid de fheartan meacanaigeach a bhith aige gus coinneachadh ri riatanasan a’ ghnìomhachais. Tha e duilich stuthan superconducting a dhèanamh ann an uèirichean oir tha iad gu math geir. Mar sin, chan urrainn dha a dhol a-steach don ìre tagraidh practaigeach fhathast. Gus geàrr-chunntas, ge bith an e ceirmeag structarail no ceirmeag gnìomh a th’ ann, is e feartan meacanaigeach na feartan as bunaitiche de stuthan ceirmeag. Is e dìreach gu bheil feumalachdan eadar-dhealaichte aig diofar chleachdaidhean airson feartan meacanaigeach.

Tha a’ chaibideil seo a’ bruidhinn gu ìre mhòr air ceirmeag structarail.

Buannachdan ceramic

1. Feartan coileanaidh stuthan ceirmeag

Mar a tha fios againn uile, is e meatailtean sa mhòr-chuid a th’ ann an ceanglaichean ceimigeach stuthan meatailteach (òr fìor-ghlan no aloidhean). Tha iad air an dèanamh suas de atoman meatailt dearbhach agus sgòthan dealanach gan lìonadh. Chan eil stiùireadh sam bith aig bannan meatailt. Mar sin, tha deagh fheartan deformachaidh plastaig aig a’ mheatailt. A thaobh stuthan ceirmeag a tha a’ seachnadh todhar neo-mheatailteach, tha na feartan ceimigeach aca nas àirde na bannan slàinte is covalent. Tha stiùireadh làidir aig a 'cheimigeachd seo agus lùth ceangail àrd. Mar sin, tha e duilich do stuthan ceirmeag a dhol tro deformachadh plastaig. Brittleness àrd agus cugallachd làidir crack. Is e seo sàilean Achilles de stuthan ceirmeag. Ach is ann dìreach air sgàth an t-seòrsa ceangail ceimigeach seo a tha sreath de fheartan sònraichte aig ceirmeag structarail a tha nas fheàrr na stuthan meatailteach.

①Tha cruas àrd a’ dearbhadh an aghaidh caitheamh sàr-mhath aige;

② Puing lasair àrd. Co-dhùnadh gu bheil an aghaidh teas air leth aige;

③ Seasmhachd ceimigeach àrd. Bidh e a’ dearbhadh gu bheil deagh sheasamh an aghaidh creimeadh aige.

Ged a tha buannachdan cho math aig stuthan ceirmeag. Ach, tha an ana-cothrom marbhtach aige - brisg - a’ cuingealachadh a choileanadh agus a chleachdadh practaigeach. Mar sin, tha teannachadh ceirmeag air a thighinn gu bhith na phrìomh chuspair ann an raon sgrùdadh stuthan ceirmeag a tha a’ tarraing aire air feadh an t-saoghail (faic an roinn teannachaidh ceirmeag airson mion-fhiosrachadh).

2. Coimeas eadar ceirmeag ùr-nodha (adhartach) agus crèadhadaireachd traidiseanta

Ceramic ùr-nodha an coimeas ri ceirmeag traidiseanta. Tha eadar-dhealachaidhean mòra ann an sgrìobhadh stuthan amh, pròiseas ullachaidh, structar eagrachaidh agus coileanadh.

Coimeas eadar ceirmeag traidiseanta agus ceirmeag an latha an-diugh