Керамик материал

Орчин үеийн керамик материалууд нь уламжлалт керамик эдлэлээс тусгай керамик дээр тулгуурлан боловсруулсан, уламжлалт керамикаас ялгаатай онцлог шинж чанартай шинэ төрлийн керамик эдлэл юм. Энэ нь уламжлалт керамик эдлэлийн үзэл баримтлал, хамрах хүрээнээс аль эрт гарсан. Энэ нь өндөр, шинэ технологийн бүтээгдэхүүн юм. Тиймээс керамик материал бол эртний бөгөөд залуу сэдэв юм.

Орчин үеийн керамик материал гэж нэрлэгддэг органик бус металл бус материалууд юм. Энэ нь метал болон органик материалаас гадна орчин үеийн материалын гурван үндсэн ангиллын нэг юм. Энэ нь мөн металл материал, органик материалаас бусад бүх материалыг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрөх явдал юм. Энэ бүлгийн хэлэлцүүлгийн объект нь орчин үеийн керамик материал эсвэл орчин үеийн органик бус металл бус материал юм.

Орчин үеийн керамик материалууд нь өндөр технологийн утгатай. Уламжлалт материалтай харьцуулахад. Энэ нь үндсэндээ дараах гурван шинж чанартай байдаг.

(1) Орчин үеийн шинжлэх ухаан, технологийн хөгжлийн шаардлагад үндэслэсэн. Энэ нь орчин үеийн шинжлэх ухаан, технологийн хөгжлийн бүтээгдэхүүн бөгөөд өндөр технологийн бүтээгдэхүүн юм.

(2) Үйлдвэрлэлийн процесс нь нарийн төвөгтэй бөгөөд орчин үеийн шинжлэх ухаан, технологийн ололтыг удирдан чиглүүлэхийг шаарддаг. Тиймээс энэ нь техникийн мэдлэг шаардсан бүтээгдэхүүн юм.

(3) Энэ нь маш сайн, онцгой шинж чанартай бөгөөд арилжааны болон шинэ технологийн үйлдвэрлэлийн шаардлагыг хангаж чадна.

Керамик материалын ангилал

Үйлдвэрлэл, шинжлэх ухаан, технологи хөгжихийн хэрээр . Керамик материал, бүтээгдэхүүний нэр төрөл өдрөөс өдөрт нэмэгдэж байна. Төрөл бүрийн материал, бүтээгдэхүүний шинж чанарыг ойлгоход хялбар болгохын тулд тэдгээрийг ихэвчлэн өөр өөр өнцгөөс ангилдаг.

1. Химийн найрлагаар нь ангилах

(1) Оксид керамик. Керамик гэр бүлд маш чухал байр суурийг эзэлдэг олон төрлийн исэл керамик байдаг. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг ислийн керамик нь Al2O3, SiO2, MgO, ZrO3, CeO2, CaO юм. Cr2O3, муллит (3Al2O3.2SiO4) ба шпинель (MgAl2O3) гэх мэт Керамик дахь Al2O3 ба SiO2 нь ган, хөнгөн цагааны хайлштай адил өргөн хэрэглэгддэг металл материалд. Зарим исэл керамик эдлэлийг 11.1-р хүснэгтэд үзүүлэв. Силикатууд нь мөн оксидын цувралд багтдаг. ZrsiO4 гэх мэт. Дуудлага хүлээж байна. Мөн BaT, CgyiO зэрэг нийлмэл исэлүүд байдаг; гэх мэтчилэн энэ ангилалд багтана.

Керамик материалыг химийн найрлагаар нь ангилдаг

(2) Карбидын керамик. Карбидын керамик нь ихэвчлэн исэлээс илүү хайлах цэгтэй байдаг. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг нь SIC, SC, Phoenix C. TIC гэх мэт. Бэлтгэх явцад карбидын керамик нь агаар мандлын хамгаалалттай байх ёстой.

(3) Амидын керамик. Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хлорид бол маш сайн механик шинж чанартай, өндөр температурт тэсвэртэй a-ji юм. Үүнээс гадна TZN, BN, AI нитридын керамикийн хэрэглээ улам бүр түгээмэл болж байна. Саяхан гарч ирсэн C3N4 нь Si3O4-ээс илүү сайн гүйцэтгэлтэй байх төлөвтэй байна.

(4) Дөрвөн химийн керамик. Боридын керамикийн хэрэглээ тийм ч өргөн биш юм. Эдгээрийг голчлон гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд бусад керамик матрицад нэмэх гүн нэмэлт эсвэл хоёр дахь үе шат болгон ашигладаг. Түгээмэл хэрэглэгддэг Ti, Zr& гэх мэт.

2. Гүйцэтгэл, ашиглалтаар ангилах

(1) Бүтцийн керамик. Бүтцийн керамикийг бүтцийн эд анги үйлдвэрлэхэд бүтцийн материал болгон ашигладаг. Түүний механик шинж чанарыг голчлон ашигладаг. Сайжруулсан бат бэх, хатуулаг, хатуулаг, модуль, элэгдэлд тэсвэртэй, өндөр температурт тэсвэртэй (өндөр температурт тэсвэртэй, дулааны цохилтод тэсвэртэй, аблаци эсэргүүцэл) гэх мэт. Дээр дурдсан цөмийн химийн найрлагаар ангилагдсан дөрвөн керамикийн ихэнх нь бүтцийн керамик юм. AjZQ чулуу гэх мэт. 3N4 ба ZX нь дээд зэргийн механик шинж чанартай бүтцийн керамик материал юм.

(2) Функциональ керамик. Функциональ керамик нь цахилгаан соронзон шинж чанар, дулааны шинж чанар, оптик шинж чанар, биологийн шинж чанар гэх мэт физик шинж чанаруудыг ашиглан функциональ төхөөрөмжийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг материал болгон ашигладаг. Жишээлбэл феррит. Төмөр цахилгаан керамик эдлэлийг голчлон цахилгаан соронзон шинж чанараараа ашигладаг. Энэ нь цахилгаан соронзон эд анги, диэлектрик керамик нь конденсатор, пьезоэлектрик керамик нь шилжилт эсвэл даралт мэдрэгчийг хийхэд хэрэглэгддэг. Хатуу электролитийн керамик эдлэлийг ион дамжуулах шинж чанарыг ашиглан хүчилтөрөгчийн мэдрэгч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Биокерамикийг хиймэл яс, хиймэл шүд хийхэд ашигладаг. Хэт дамжуулагч материал ба оптик утас нь функциональ керамикийн ангилалд багтдаг.

Дээрх ангилал нь бас харьцангуй гэдгийг хэлэх нь зүйтэй. Үнэмлэхүй байхын оронд бүтцийн керамик ба функциональ керамик хоёрын хооронд заримдаа хатуу хил хязгаар байдаггүй. Зарим керамик материалын хувьд хоёулаа байдаг. Пьезоэлектрик керамик. Хэдийгээр үүнийг функциональ керамик гэж ангилж болох ч хүч чадал, хатуулаг, хатуулаг, уян хатан модуль зэрэг механик шинж чанарт тодорхой шаардлага тавьдаг. Юуны өмнө энэ нь E хүчийг тэсвэрлэх үед эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэх хангалттай хүч чадалтай байх ёстой бөгөөд ингэснээр нийтлэг пьезоэлектрик шинж чанарыг олж авах боломжтой болно. Үүнээс гадна, өндөр температурт бүтцийн керамик эсвэл дулааны цочролд тэсвэртэй, галд тэсвэртэй керамик зэрэг нь сансрын хөлгийн халуунд тэсвэртэй хэсгүүдэд зориулагдсан боловч тэдгээр нь бүтцийн керамикийн ангилалд багтдаг. Гэсэн хэдий ч дулааны тэлэлтийн эсэргүүцэл нь зөвхөн өөрийн хүч чадал, хатуулаг, модулиар тодорхойлогддоггүй, харин дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, дулааны тэлэлтийн коэффициент нь механик шинж чанаруудтай ижил байдаг бөгөөд энэ нь дулааны цохилтын эсэргүүцэлд маш чухал нөлөө үзүүлдэг. Зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь химийн керамик (хүчилд тэсвэртэй шахуурга гэх мэт) чухал үзүүлэлт боловч үйлдвэрлэлийн шаардлагыг хангахын тулд тодорхой механик шинж чанартай байх ёстой. Хэт дамжуулагч материал нь өөх тос ихтэй байдаг тул утас хийхэд хэцүү байдаг. Тиймээс практик хэрэглээний шатанд хараахан орж чадахгүй байна. Дүгнэж хэлэхэд, энэ нь бүтцийн керамик эсвэл функциональ керамик эсэхээс үл хамааран механик шинж чанар нь керамик материалын хамгийн үндсэн шинж чанар юм. Зүгээр л өөр өөр хэрэглээ нь механик шинж чанарт өөр өөр шаардлага тавьдаг.

Энэ бүлэгт голчлон бүтцийн керамик эдлэлийг авч үзнэ.

Керамик эдлэлийн давуу тал

1. Керамик материалын гүйцэтгэлийн шинж чанар

Металл материалын (цэвэр алт эсвэл хайлш) химийн холбоо нь ихэвчлэн металл байдаг. Эдгээр нь металл эерэг атомууд ба тэдгээрийг дүүргэсэн электрон үүлсээс бүрддэг. Металл бонд нь чиглэлтэй байдаггүй. Тиймээс металл нь сайн хуванцар деформацийн шинж чанартай байдаг. Металл бус нэгдлүүдийг үл тоомсорлодог керамикийн хувьд химийн шинж чанар нь эрүүл мэнд, ковалент холбооноос өндөр байдаг. Энэ хими нь хүчтэй чиглэлтэй, өндөр холбох энергитэй байдаг. Тиймээс керамик материал нь хуванцар деформацид ороход хэцүү байдаг. Өндөр хэврэгшил, хүчтэй ан цав мэдрэмтгий. Энэ бол керамик материалын Ахиллес өсгий юм. Гэхдээ яг ийм төрлийн химийн холбоосын ачаар бүтцийн керамик нь металл материалаас илүү олон тооны онцгой шинж чанартай байдаг.

①Өндөр хатуулаг нь түүний элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг тодорхойлдог;

②Дөлний өндөр цэг. Энэ нь гайхалтай халуунд тэсвэртэй болохыг тогтоосон;

③Химийн өндөр тогтвортой байдал. Энэ нь зэврэлтэнд сайн тэсвэртэй болохыг тодорхойлдог.

Хэдийгээр керамик материал нь маш сайн давуу талтай байдаг. Гэсэн хэдий ч түүний үхлийн аюултай сул тал - хэврэг байдал нь түүний гүйцэтгэл, практик хэрэглээг хязгаарладаг. Иймээс керамик эдлэлийг хатууруулах нь дэлхийн нийтийн анхаарлыг татсан керамик материалын судалгааны гол сэдэв болж байна (дэлгэрэнгүйг керамик эдлэлийг хатууруулах хэсгээс үзнэ үү).

2. Орчин үеийн (дэвшилтэт) керамик ба уламжлалт керамик эдлэлийн харьцуулалт

Орчин үеийн керамик эдлэлийг уламжлалт керамиктай харьцуулахад. Түүхий эдийн найрлага, бэлтгэлийн явц, зохион байгуулалтын бүтэц, гүйцэтгэлийн хувьд ихээхэн ялгаатай байна.

Уламжлалт керамик болон орчин үеийн керамикийн ялгаа