Керамикалык материалдар

Заманбап керамикалык материалдар - атайын керамика негизиндеги салттуу керамикадан иштелип чыккан жана салттуу керамикадан айырмаланган өзгөчөлүктөргө ээ болгон керамикалардын жаңы түрү. Ал эчак эле салттуу керамика түшүнүгүнөн жана көлөмүнөн чыгып кеткен. Бул жогорку жана жаңы технологиянын продуктусу. Демек, керамикалык материалдар байыркы жана жаш предмет болуп саналат.

Заманбап керамикалык материалдар деп аталган органикалык эмес металл эмес материалдар. Бул металлдар жана органикалык материалдар менен бирге заманбап материалдардын үч негизги категорияларынын бири болуп саналат. Ошондой эле металл материалдары жана органикалык материалдардан башка бардык материалдарды жалпы таануу болуп саналат. Бул главада талкуунун объектиси болуп заманбап керамикалык материалдар же заманбап органикалык эмес металл эмес материалдар саналат.

Заманбап керамикалык материалдар жогорку технологиялык мааниге ээ. салттуу материалдар менен салыштырганда. Ал, негизинен, төмөнкү үч өзгөчөлүктөргө ээ:

(1) Заманбап илимий-техникалык өнүгүүнүн талаптарынын негизинде. Бул азыркы илим менен техниканын өнүгүшүнүн продуктусу жана жогорку технологиялык продукт болуп саналат.

(2) Өндүрүш процесси татаал жана заманбап илимий жана технологиялык жетишкендиктерди жетекчиликке алууну талап кылат. Демек, бул техникалык билимди көп талап кылган продукт.

(3) Бул сонун жана өзгөчө касиеттерге ээ жана соода жана жаңы технологиялык тармактардын талаптарына жооп бере алат.

Керамикалык материалдардын классификациясы

вндуруштун жана илимдин жана техниканын енугушу менен. Керамикалык материалдардын жана буюмдардын турлеру кунден-кунге кебейууде. Ар кандай материалдардын же буюмдардын мүнөздөмөлөрүн түшүнүүнү жеңилдетүү үчүн, алар, адатта, ар кандай бурчтан классификацияланат.

1. Химиялык курамы боюнча классификация

(1) Оксиддик керамика. Керамикалык үй-бүлөдө абдан маанилүү орунду ээлеген оксид керамикасынын көптөгөн түрлөрү бар. Көбүнчө колдонулган оксид керамика Al2O3, SiO2, MgO, ZrO3, CeO2, CaO. Cr2O3, муллит (3Al2O3.2SiO4) жана шпинель (MgAl2O3) ж.б. Керамикадагы Al2O3 жана SiO2 металл материалдарында болот жана алюминий эритмелери сыяктуу кеңири колдонулат. Кээ бир кычкыл керамика 11.1-таблицада келтирилген. Силикаттар да оксиддер катарына кирет. ZrsiO4 сыяктуу. Чалуу күттү. BaT, CgyiO сыяктуу курама оксиддер да бар; башкалар да ушул категорияга кирет.

Керамикалык материалдар химиялык курамы боюнча классификацияланат

(2) Карбид керамика. Карбид керамикасынын эрүү температурасы көбүнчө оксиддерге караганда жогору. Көбүнчө колдонулгандары SIC, SC, Phoenix C. TIC ж.

(3) Амиддик керамика. Эң кеңири колдонулган хлорид - бул эң сонун комплекстүү механикалык касиеттерге жана жогорку температурага туруктуулукка ээ болгон a-ji. Мындан тышкары, TZN, BN жана AI нитрид керамикасынын колдонулушу барган сайын кеңири жайылууда. Жакында эле пайда болгон C3N4 Si3O4ке караганда жакшыраак иштеши күтүлүүдө.

(4) Төрт химиялык керамика. Борид керамикасынын колдонулушу өтө кеңири эмес. Алар негизинен иштөөнү жакшыртуу үчүн башка керамикалык матрицаларга кошула турган терең кошумчалар же экинчи фазалар катары колдонулат. Көбүнчө колдонулгандарына Ti, Zr& ж.б.

2. Аткаруу жана колдонуу боюнча классификация

(1) Структуралык керамика. Структуралык керамика структуралык бөлүктөрүн өндүрүү үчүн структуралык материалдар катары колдонулат. Негизинен анын механикалык касиеттерин колдонуу. Күчтүүлүгү, катуулугу, катуулугу, модулу, эскирүү туруктуулугу, жогорку температурага туруштук берүү (жогорку температуранын күчү, термикалык соккуга туруштук берүүсү, абляциялык каршылык) ж.б. Жогоруда айтылган ядролук химиялык курамы боюнча классификацияланган төрт керамикалыктын көбү структуралык керамика болуп саналат. Мисалы, AjZQ ташы. 3N4 жана ZX жогорку механикалык касиеттери менен өкүл структуралык керамикалык материалдар болуп саналат.

(2) Функционалдык керамика. Функционалдык керамика, негизинен, электромагниттик касиеттери, жылуулук касиеттери, оптикалык касиеттери, биологиялык касиеттери, ж.б. сыяктуу физикалык касиеттерин колдонуп, функционалдык түзүлүштөрдү өндүрүү үчүн функционалдык материалдар катары колдонулат. Мисалы феррит. Темир керамика негизинен электромагниттик касиеттери үчүн колдонулат. Ал электромагниттик тетиктерди жасоодо, диэлектрдик керамикадан конденсаторлорду жасоодо, пьезоэлектрдик керамикадан жылышуу же басым датчиктерин жасоо үчүн колдонулат. Катуу электролит керамика ион өткөрүү касиеттерин колдонуу менен кычкылтек детекторлорун жасоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Биокерамика жасалма сөөктөрдү жана жасалма тиштерди жасоо үчүн колдонулат. Өтө өткөргүч материалдар жана оптикалык булалар да функционалдык керамика категориясына кирет.

Жогорудагы классификация да салыштырмалуу экендигин айта кетели. Абсолюттук эмес, кээде структуралык керамика менен функционалдык керамика ортосунда эч кандай катуу чек жок. Кээ бир керамикалык материалдар үчүн экөө тең бар. Пьезоэлектрдик керамика. Аны функционалдуу керамика катары классификациялоого болот, бирок ал ошондой эле анын механикалык касиеттери үчүн белгилүү бир талаптарга ээ, мисалы, күч, катуу, катуу жана ийкемдүү модулу. Биринчиден, ал жалпы пьезоэлектрдик мүнөздөмөлөргө жетишүү үчүн, E күчүнө туруштук бергенде зыяндын алдын алуу үчүн жетиштүү күчкө ээ болушу керек. Мындан тышкары, алар структуралык керамика категориясына таандык болсо да, мисалы, жогорку температура структуралык керамика же жылуулук шок чыдамкай жана космостук бөлүктөрү үчүн отко туруктуу керамика. Бирок, жылуулук кеңейүү каршылыгы өзүнүн күчү, катуулугу жана модулу менен гана аныкталбастан, жылуулук өткөрүмдүүлүк жана жылуулук кеңейүү коэффициенти да механикалык касиеттерге окшош, алар жылуулук шок каршылыгына абдан маанилүү таасир этет. Коррозияга туруштук берүү химиялык керамикалардын маанилүү көрсөткүчү (мисалы, кислотага туруктуу насостор), бирок ал өнөр жайдын талаптарын канааттандыруу үчүн белгилүү бир механикалык касиеттерге ээ болушу керек. Өтө өткөргүч материалдардан зымдарды жасоо кыйын, анткени алар өтө майлуу. Ошондуктан, ал азырынча практикалык колдонуу стадиясына кире албайт. Жыйынтыктап айтканда, структуралык керамика болобу же функционалдык керамика болобу, механикалык касиеттери керамикалык материалдардын эң негизги касиеттери болуп саналат. Бул жөн гана ар кандай колдонуу механикалык касиеттери үчүн ар кандай талаптар бар.

Бул бөлүмдө негизинен структуралык керамика талкууланат.

Керамика артыкчылыктары

1. Керамикалык материалдардын иштөө мүнөздөмөлөрү

Баарыбызга белгилүү болгондой, металлдык материалдардын (таза алтын же эритмелер) химиялык байланыштары көбүнчө металлдар. Алар металл оң атомдордон жана аларды толтурган электрон булуттарынан турат. Металл байланыштарынын багыттуулугу жок. Ошондуктан металл жакшы пластикалык деформациялык касиетке ээ. Металл эмес кошулмаларды эске албаган керамикага келсек, алардын химиялык касиеттери ден соолук жана коваленттик байланыштарга караганда жогору. Бул химия күчтүү багыттуулук жана жогорку байланыш энергиясы бар. Ошондуктан керамикалык материалдардын пластикалык деформацияга дуушар болушу кыйын. Жогорку морттук жана күчтүү жарака сезгичтиги. Бул керамикалык материалдардын Ахиллес таманы. Бирок дал ушул химиялык байланыш түрүнөн улам структуралык керамика металлдык материалдардан жогору турган бир катар өзгөчө касиеттерге ээ.

①Жогорку катуулугу анын мыкты эскирүүгө туруктуулугун аныктайт;

② Жогорку жалын чекити. Ал мыкты жылуулук туруктуулугуна ээ экенин аныктады;

③Жогорку химиялык туруктуулук. Бул жакшы коррозияга туруктуулугун аныктайт.

Керамикалык материалдар мындай сонун артыкчылыктарга ээ болсо да. Бирок, анын өлүмгө алып келе турган кемчилиги — морттук — анын иштешин жана практикалык колдонулушун чектейт. Ошондуктан, керамикалык материалдарды катуулатуу дүйнө жүзү боюнча көңүл бурган керамикалык материалдарды изилдөө тармагындагы негизги тема болуп калды (чоо-жайын билүү үчүн керамикалык катуулантуу бөлүмүн караңыз).

2. Заманбап (өнүккөн) керамика менен салттуу керамиканы салыштыруу

Заманбап керамика салттуу керамика менен салыштырганда. Чийки заттын курамында, даярдоо процессинде, уюштуруу структурасында жана аткарууда олуттуу айырмачылыктар бар.

Салттуу керамика менен заманбап керамика ортосундагы контраст