सिरेमिक साहित्य

आधुनिक सिरेमिक मटेरियल हे एक नवीन प्रकारचे सिरेमिक आहे जे पारंपारिक सिरेमिकपासून विशेष सिरेमिकवर आधारित विकसित केले जाते आणि त्यांची विशिष्ट वैशिष्ट्ये आहेत जी पारंपारिक सिरेमिकपेक्षा वेगळी आहेत. ते पारंपारिक सिरेमिकच्या संकल्पना आणि व्याप्तीच्या पलीकडे गेले आहे. हे उच्च आणि नवीन तंत्रज्ञानाचे उत्पादन आहे. म्हणून, सिरेमिक मटेरियल हा एक प्राचीन आणि तरुण विषय आहे.

तथाकथित आधुनिक सिरेमिक पदार्थ हे अजैविक अधातू पदार्थ आहेत. धातू आणि सेंद्रिय पदार्थांसोबत आधुनिक पदार्थांच्या तीन प्रमुख श्रेणींपैकी हे एक आहे. धातू आणि सेंद्रिय पदार्थ वगळता सर्व पदार्थांची ही सामान्य ओळख आहे. या प्रकरणात चर्चेचा विषय आधुनिक सिरेमिक पदार्थ किंवा आधुनिक अजैविक अधातू पदार्थ आहेत.

पारंपारिक साहित्याच्या तुलनेत आधुनिक सिरेमिक साहित्यांमध्ये उच्च तंत्रज्ञानाचा अर्थ आहे. त्यात प्रामुख्याने खालील तीन वैशिष्ट्ये आहेत:

(१) आधुनिक वैज्ञानिक आणि तांत्रिक विकासाच्या आवश्यकतांवर आधारित. हे आधुनिक विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या विकासाचे उत्पादन आहे आणि एक उच्च-तंत्रज्ञान उत्पादन आहे.

(२) उत्पादन प्रक्रिया गुंतागुंतीची आहे आणि त्यासाठी आधुनिक वैज्ञानिक आणि तांत्रिक प्रगतींचे मार्गदर्शन आवश्यक आहे. म्हणूनच, ते तांत्रिक ज्ञान-केंद्रित उत्पादन आहे.

(३) त्यात उत्कृष्ट आणि विशेष गुणधर्म आहेत आणि ते व्यावसायिक आणि नवीन तंत्रज्ञान उद्योगांच्या गरजा पूर्ण करू शकते.

सिरेमिक पदार्थांचे वर्गीकरण

उत्पादन आणि विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या विकासासह. सिरेमिक साहित्य आणि उत्पादनांचे प्रकार दिवसेंदिवस वाढत आहेत. विविध साहित्य किंवा उत्पादनांची वैशिष्ट्ये समजून घेण्यास सुलभ करण्यासाठी, त्यांचे सामान्यतः वेगवेगळ्या कोनातून वर्गीकरण केले जाते.

१. रासायनिक रचनेनुसार वर्गीकरण

(१) ऑक्साइड सिरेमिक. सिरेमिक कुटुंबात ऑक्साइड सिरेमिकचे अनेक प्रकार खूप महत्वाचे स्थान व्यापतात. सर्वात जास्त वापरले जाणारे ऑक्साइड सिरेमिक म्हणजे Al2O3, SiO2, MgO, ZrO3, CeO2, CaO. Cr2O3, मुलाईट (3Al2O3.2SiO4) आणि स्पिनल (MgAl2O3), इत्यादी. सिरेमिकमध्ये Al2O3 आणि SiO2 हे धातूच्या पदार्थांमध्ये स्टील आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूइतकेच मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात. काही ऑक्साइड सिरेमिक तक्ता ११.१ मध्ये सूचीबद्ध आहेत. सिलेकेट देखील ऑक्साइड मालिकेतील आहेत. जसे की ZrsiO4. कॉलने वाट पाहिली आहे. BaT, CgyiO; इत्यादी संमिश्र ऑक्साइड देखील या श्रेणीत येतात.

सिरेमिक पदार्थांचे रासायनिक रचनेनुसार वर्गीकरण केले जाते

(२) कार्बाइड सिरेमिक. कार्बाइड सिरेमिकचा वितळण्याचा बिंदू सामान्यतः ऑक्साइडपेक्षा जास्त असतो. सर्वात जास्त वापरल्या जाणाऱ्या सिरेमिक म्हणजे SIC, SC, फिनिक्स C. TIC इत्यादी. तयारी प्रक्रियेदरम्यान कार्बाइड सिरेमिकला वातावरणाचे संरक्षण असले पाहिजे.

(३) अमाइड सिरेमिक. सर्वात जास्त वापरले जाणारे क्लोराइड ए-जी आहे, ज्यामध्ये उत्कृष्ट व्यापक यांत्रिक गुणधर्म आणि उच्च तापमान प्रतिरोधकता आहे. याव्यतिरिक्त, TZN, BN आणि AI नायट्राइड सिरेमिकचा वापर वाढत्या प्रमाणात होत आहे. नुकतेच दिसणारे C3N4, Si3O4 पेक्षा चांगले कार्यप्रदर्शन असण्याची अपेक्षा आहे.

(४) चार रासायनिक सिरेमिक. बोराइड सिरेमिकचे उपयोग फारसे विस्तृत नाहीत. ते प्रामुख्याने डीप अॅडिटीव्ह म्हणून किंवा कामगिरी सुधारण्यासाठी इतर सिरेमिक मॅट्रिक्समध्ये जोडण्यासाठी दुसऱ्या टप्प्यात वापरले जातात. सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्यांमध्ये Ti, Zr& इत्यादींचा समावेश आहे.

२. कामगिरी आणि वापरानुसार वर्गीकरण

(१) स्ट्रक्चरल सिरेमिक. स्ट्रक्चरल सिरेमिकचा वापर स्ट्रक्चरल भाग तयार करण्यासाठी स्ट्रक्चरल मटेरियल म्हणून केला जातो. प्रामुख्याने त्याच्या यांत्रिक गुणधर्मांचा वापर केला जातो. वाढलेली ताकद, कडकपणा, कडकपणा, मापांक, पोशाख प्रतिरोध, उच्च तापमान प्रतिरोध (उच्च तापमान शक्ती, थर्मल शॉक प्रतिरोध, पृथक्करण प्रतिरोध) इ. वर नमूद केलेल्या न्यूक्लियर रासायनिक रचनेनुसार वर्गीकृत केलेल्या चार सिरेमिकपैकी बहुतेक स्ट्रक्चरल सिरेमिक आहेत. जसे की AjZQ स्टोन. 3N4 आणि ZX हे उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म असलेले प्रतिनिधी स्ट्रक्चरल सिरेमिक मटेरियल आहेत.

(२) फंक्शनल सिरेमिक्स. फंक्शनल सिरेमिक्सचा वापर फंक्शनल उपकरणे तयार करण्यासाठी फंक्शनल मटेरियल म्हणून केला जातो, प्रामुख्याने त्यांच्या भौतिक गुणधर्मांचा वापर जसे की इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक गुणधर्म, थर्मल गुणधर्म, ऑप्टिकल गुणधर्म, जैविक गुणधर्म इत्यादींचा वापर केला जातो. उदाहरणार्थ फेराइट. फेरोइलेक्ट्रिक सिरेमिक्सचा वापर प्रामुख्याने त्यांच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक गुणधर्मांसाठी केला जातो. ते इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक घटक बनवण्यासाठी वापरले जाते, डायलेक्ट्रिक सिरेमिक्सचा वापर कॅपेसिटर बनवण्यासाठी केला जातो आणि पायझोइलेक्ट्रिक सिरेमिक्सचा वापर विस्थापन किंवा दाब सेन्सर बनवण्यासाठी केला जातो. सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट सिरेमिक्सचा वापर त्यांच्या आयन ट्रान्सफर गुणधर्मांचा वापर करून ऑक्सिजन डिटेक्टर बनवण्यासाठी केला जाऊ शकतो. बायोसेरामिक्सचा वापर कृत्रिम हाडे आणि कृत्रिम दात बनवण्यासाठी केला जातो. सुपरकंडक्टिंग मटेरियल आणि ऑप्टिकल फायबर देखील फंक्शनल सिरेमिक्सच्या श्रेणीत येतात.

वरील वर्गीकरण देखील सापेक्ष आहे हे लक्षात घेण्यासारखे आहे. निरपेक्ष असण्याऐवजी, स्ट्रक्चरल सिरेमिक्स आणि फंक्शनल सिरेमिक्समध्ये कधीकधी कोणतीही कठोर सीमा नसते. काही सिरेमिक पदार्थांसाठी, दोन्ही असतात. पायझोइलेक्ट्रिक सिरेमिक्स. जरी ते फंक्शनल सिरेमिक्स म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकते, तरी त्याच्या यांत्रिक गुणधर्मांसाठी देखील काही आवश्यकता आहेत, जसे की ताकद, कडकपणा, कडकपणा आणि लवचिक मापांक. सर्वप्रथम, E फोर्सचा सामना करताना नुकसान टाळण्यासाठी त्यात पुरेशी ताकद असणे आवश्यक आहे, जेणेकरून सामान्य पायझोइलेक्ट्रिक वैशिष्ट्ये प्राप्त करता येतील. याव्यतिरिक्त, जसे की उच्च-तापमान स्ट्रक्चरल सिरेमिक्स किंवा अंतराळयानाच्या उष्णता-प्रतिरोधक भागांसाठी थर्मल शॉक-प्रतिरोधक आणि अग्नि-प्रतिरोधक सिरेमिक्स, जरी ते स्ट्रक्चरल सिरेमिक्सच्या श्रेणीशी संबंधित आहेत. तथापि, थर्मल विस्तार प्रतिरोध केवळ त्याच्या स्वतःच्या ताकद, कडकपणा आणि मापांकाद्वारे निर्धारित केला जात नाही, तर थर्मल चालकता आणि थर्मल विस्तार गुणांक देखील यांत्रिक गुणधर्मांसारखेच आहेत, ज्याचा थर्मल शॉक प्रतिरोधनावर खूप महत्वाचा प्रभाव पडतो. गंज प्रतिरोध हा रासायनिक सिरेमिक्सचा (जसे की आम्ल-प्रतिरोधक पंप) एक महत्त्वाचा कामगिरी आहे, परंतु उद्योगाच्या आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी त्यात काही यांत्रिक गुणधर्म असणे आवश्यक आहे. सुपरकंडक्टिंग मटेरियलपासून वायर बनवणे कठीण असते कारण ते खूप फॅटी असतात. त्यामुळे, ते अद्याप व्यावहारिक वापराच्या टप्प्यात प्रवेश करू शकत नाही. थोडक्यात, स्ट्रक्चरल सिरेमिक्स असोत किंवा फंक्शनल सिरेमिक्स, यांत्रिक गुणधर्म हे सिरेमिक मटेरियलचे सर्वात मूलभूत गुणधर्म असतात. फक्त वेगवेगळ्या वापरांसाठी यांत्रिक गुणधर्मांसाठी वेगवेगळ्या आवश्यकता असतात.

या प्रकरणात प्रामुख्याने स्ट्रक्चरल सिरेमिकची चर्चा केली आहे.

सिरेमिकचे फायदे

१. सिरेमिक मटेरियलची कामगिरी वैशिष्ट्ये

आपल्या सर्वांना माहिती आहे की, धातू पदार्थांचे (शुद्ध सोने किंवा मिश्रधातू) रासायनिक बंध बहुतेक धातू असतात. ते धातूच्या सकारात्मक अणूंनी आणि त्यांना भरणाऱ्या इलेक्ट्रॉन ढगांनी बनलेले असतात. धातूच्या बंधांना दिशात्मकता नसते. म्हणून, धातूमध्ये चांगले प्लास्टिक विकृतीकरण गुणधर्म असतात. धातू नसलेल्या संयुगांकडे दुर्लक्ष करणाऱ्या सिरेमिकसाठी, त्यांचे रासायनिक गुणधर्म आरोग्य आणि सहसंयोजक बंधांपेक्षा जास्त असतात. या रसायनशास्त्रात मजबूत दिशात्मकता आणि उच्च बंधन ऊर्जा असते. म्हणून, सिरेमिक पदार्थांना प्लास्टिक विकृतीकरणातून जाणे कठीण असते. उच्च ठिसूळपणा आणि तीव्र क्रॅक संवेदनशीलता. हे सिरेमिक पदार्थांचे अ‍ॅकिलीस टाच आहे. परंतु या रासायनिक बंध प्रकारामुळेच स्ट्रक्चरल सिरेमिकमध्ये विशेष गुणधर्मांची मालिका असते जी धातू पदार्थांपेक्षा श्रेष्ठ असतात.

①उच्च कडकपणा त्याची उत्कृष्ट पोशाख प्रतिरोधकता निश्चित करतो;

②उच्च ज्वाला बिंदू. त्यात उत्कृष्ट उष्णता प्रतिरोधकता आहे हे निश्चित केले आहे;

③उच्च रासायनिक स्थिरता. ते चांगले गंज प्रतिरोधक असल्याचे ठरवते.

जरी सिरेमिक पदार्थांचे इतके उत्कृष्ट फायदे आहेत. तथापि, त्याचा घातक तोटा - ठिसूळपणा - त्याची कार्यक्षमता आणि व्यावहारिक अनुप्रयोग मर्यादित करतो. म्हणूनच, सिरेमिक पदार्थांचे कडकपणा हा सिरेमिक पदार्थांच्या संशोधनाच्या क्षेत्रात एक मुख्य विषय बनला आहे जो जगभरात लक्ष वेधून घेतो (तपशीलांसाठी सिरेमिक पदार्थांचे कडकपणा विभाग पहा).

२. आधुनिक (प्रगत) सिरेमिक आणि पारंपारिक सिरेमिकची तुलना

पारंपारिक सिरेमिकच्या तुलनेत आधुनिक सिरेमिक. कच्च्या मालाची रचना, तयारी प्रक्रिया, संघटनात्मक रचना आणि कामगिरीमध्ये लक्षणीय फरक आहेत.

पारंपारिक सिरेमिक आणि आधुनिक सिरेमिकमधील फरक