ကြွေထည်ပစ္စည်းများ

ခေတ်မီကြွေထည်ပစ္စည်းများသည် အထူးကြွေထည်များကို အခြေခံ၍ ရိုးရာကြွေထည်များမှ တီထွင်ထုတ်လုပ်ထားသော ကြွေထည်အမျိုးအစားသစ်ဖြစ်ပြီး ရိုးရာကြွေထည်များနှင့် ကွဲပြားသော ထူးခြားသောလက္ခဏာများရှိသည်။ ၎င်းသည် ရိုးရာကြွေထည်များ၏ အယူအဆနှင့် နယ်ပယ်ကို ကျော်လွန်သွားပြီဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် မြင့်မားပြီး နည်းပညာသစ်များ၏ ထုတ်ကုန်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် ကြွေထည်ပစ္စည်းများသည် ရှေးကျပြီး ငယ်ရွယ်သော ဘာသာရပ်တစ်ခုဖြစ်သည်။

ခေတ်မီကြွေထည်ပစ္စည်းများဟု ခေါ်တွင်သော အရာများသည် သတ္တုမဟုတ်သော အရာများဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် သတ္တုများနှင့် အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်းများနှင့်အတူ ခေတ်မီပစ္စည်းများ၏ အဓိကအမျိုးအစားသုံးမျိုးထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ သတ္တုပစ္စည်းများနှင့် အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်းများမှလွဲ၍ ပစ္စည်းများအားလုံးကို ယေဘူယျအသိအမှတ်ပြုမှုလည်းဖြစ်သည်။ ဤအခန်းတွင် ဆွေးနွေးရသည့်အကြောင်းအရာမှာ ခေတ်မီကြွေထည်ပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် ခေတ်မီအော်ဂဲနစ်သတ္တုမဟုတ်သောပစ္စည်းများဖြစ်သည်။

ခေတ်မီကြွေထည်ပစ္စည်းများသည် နည်းပညာမြင့်သော အဓိပ္ပါယ်များရှိသည်။ မိရိုးဖလာပစ္စည်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါ။ ၎င်းတွင် အဓိကအားဖြင့် အောက်ပါလက္ခဏာသုံးမျိုးရှိသည်။

(၁) ခေတ်မီသိပ္ပံနှင့်နည်းပညာဆိုင်ရာ လိုအပ်ချက်များအပေါ်အခြေခံ၍ ၎င်းသည် ခေတ်မီသိပ္ပံနှင့်နည်းပညာဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု၏ ထုတ်ကုန်ဖြစ်ပြီး နည်းပညာမြင့်ထုတ်ကုန်တစ်ခုဖြစ်သည်။

(၂) ကုန်ထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်သည် ရှုပ်ထွေးပြီး ခေတ်မီသိပ္ပံနှင့် နည်းပညာဆိုင်ရာ အောင်မြင်မှုများ၏ လမ်းညွှန်မှု လိုအပ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ၎င်းသည် နည်းပညာပိုင်းဆိုင်ရာ ဗဟုသုတ ကြွယ်ဝသော ထုတ်ကုန်တစ်ခုဖြစ်သည်။

(၃) အထူးကောင်းမွန်သော ဂုဏ်သတ္တိများရှိပြီး စီးပွားဖြစ်နှင့် နည်းပညာအသစ်စက်မှုလုပ်ငန်းများ၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သည်။

ကြွေထည်ပစ္စည်းများ အမျိုးအစားခွဲခြားခြင်း။

ထုတ်လုပ်မှုနှင့် သိပ္ပံနည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့်အတူ။ ကြွေထည်ပစ္စည်းများနှင့် ကုန်ပစ္စည်းအမျိုးအစားများ တစ်နေ့ထက်တစ်နေ့ တိုးပွားလာပါသည်။ အမျိုးမျိုးသော ပစ္စည်း သို့မဟုတ် ထုတ်ကုန်များ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများကို နားလည်သဘောပေါက်စေရန်အတွက် ၎င်းတို့ကို ရှုထောင့်အမျိုးမျိုးမှ ခွဲခြားထားသည်။

1. ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုဖြင့် အမျိုးအစားခွဲခြားခြင်း။

(၁) အောက်ဆိုဒ် ကြွေထည်များ။ ကြွေထည်မိသားစုတွင် အလွန်အရေးကြီးသော အနေအထားကို သိမ်းပိုက်နိုင်သော အောက်ဆိုဒ်ကြွေထည် အမျိုးအစားများစွာရှိသည်။ အသုံးအများဆုံး အောက်ဆိုဒ်ကြွေထည်များမှာ Al2O3, SiO2, MgO, ZrO3, CeO2, CaO. Cr2O3၊ mullite (3Al2O3.2SiO4) နှင့် spinel (MgAl2O3) စသည်တို့ဖြစ်သည်။ ကြွေထည်များတွင် Al2O3 နှင့် SiO2 ကို သတ္တုပစ္စည်းများတွင် သံမဏိနှင့် အလူမီနီယံသတ္တုစပ်များကဲ့သို့ တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုကြသည်။ အောက်ဆိုဒ်ကြွေထည်အချို့ကို ဇယား 11.1 တွင်ဖော်ပြထားသည်။ Silicates သည် အောက်ဆိုဒ်စီးရီးတွင်လည်း ပါဝင်သည်။ ZrsiO4 ကဲ့သို့သော။ ခေါ်ဆိုမှု စောင့်ဆိုင်းခဲ့သည်။ BaT၊ CgyiO ကဲ့သို့သော ပေါင်းစပ်အောက်ဆိုဒ်များလည်း ရှိပါသည်။ စသည်တို့သည်လည်း ဤအမျိုးအစားထဲသို့ ကျရောက်ပါသည်။

ကြွေထည်ပစ္စည်းများကို ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုဖြင့် ခွဲခြားထားသည်။

(၂) ကာဗိုက်ကြွေထည်များ။ ကာဗိုက်ကြွေထည်များသည် ယေဘူယျအားဖြင့် အောက်ဆိုဒ်များထက် အရည်ပျော်မှတ်ပိုများသည်။ အသုံးအများဆုံးပစ္စည်းများမှာ SIC၊ SC၊ Phoenix C. TIC စသည်တို့ဖြစ်သည်။ ကာဗိုက်ကြွေထည်များသည် ပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း လေထုကို အကာအကွယ်ရှိသင့်သည်။

(၃) Amide ကြွေထည်များ။ အသုံးများဆုံး ကလိုရိုက်သည် a-ji ဖြစ်ပြီး အလွန်ကောင်းမွန်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အပူချိန် မြင့်မားစွာ ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။ ထို့အပြင်၊ TZN၊ BN နှင့် AI nitride ကြွေထည်ပစ္စည်းများ၏အသုံးချမှုများသည် ပိုမိုကျယ်ပြန့်လာသည်။ မကြာသေးမီကမှထွက်ပေါ်လာသော C3N4 သည် Si3O4 ထက်ပိုမိုကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်ကိုမျှော်လင့်ထားသည်။

(၄) ဓာတုကြွေထည် လေးမျိုး။ Boride Ceramics ၏အသုံးချမှုမှာ အလွန်ကျယ်ပြန့်သည်။ ၎င်းတို့ကို စွမ်းဆောင်ရည်မြှင့်တင်ရန် အခြားသော ကြွေထည်မက်ထရစ်များတွင် ထည့်သွင်းရန် နက်ရှိုင်းသော ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် ဒုတိယအဆင့်များအဖြစ် ၎င်းတို့ကို အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုကြသည်။ အသုံးများသော အရာများမှာ Ti, Zr&, etc.

2. စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် အသုံးပြုမှုအလိုက် အမျိုးအစားခွဲခြားခြင်း။

(၁) တည်ဆောက်ပုံ ကြွေထည်များ။ Structure Ceramics များကို structural material များအဖြစ် တည်ဆောက်ရာတွင် အသုံးပြုသည်။ ၎င်း၏စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကိုအဓိကအားဖြင့်အသုံးပြုပါ။ မြှင့်တင်ထားသော ခိုင်ခံ့မှု၊ မာကျောမှု၊ မာကျောမှု၊ မွမ်းမံမှု၊ ဝတ်ဆင်မှု ခံနိုင်ရည်၊ မြင့်မားသော အပူချိန် ခံနိုင်ရည် (အပူချိန်မြင့်မားမှု၊ အပူဒဏ်ခံနိုင်ရည်၊ ablation ခံနိုင်ရည်) စသည်တို့။ အထက်တွင်ဖော်ပြခဲ့သော နျူကလီးယား ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုဖြင့် ခွဲခြားထားသော ကြွေထည် လေးမျိုးအနက် အများစုမှာ တည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာ ကြွေထည်များဖြစ်သည်။ AjZQ ကျောက်တုံးလိုမျိုး။ 3N4 နှင့် ZX တို့သည် သာလွန်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများရှိသော ကိုယ်စားပြုဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာကြွေထည်ပစ္စည်းများဖြစ်သည်။

(၂) အလုပ်လုပ်နိုင်သော ကြွေထည်များ။ လျှပ်စစ်သံလိုက်ဂုဏ်သတ္တိများ၊ အပူဓာတ်ဂုဏ်သတ္တိများ၊ အလင်းဓာတ်ဂုဏ်သတ္တိများ၊ ဇီဝဂုဏ်သတ္တိများစသည်တို့ကို အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ စက်ပစ္စည်းများထုတ်လုပ်ရန်အတွက် လုပ်ဆောင်နိုင်သောပစ္စည်းများအဖြစ် အသုံးပြုကြသည်။ ဥပမာအားဖြင့် ဖာရစ်။ Ferroelectric ကြွေထည်များကို ၎င်းတို့၏ လျှပ်စစ်သံလိုက် ဂုဏ်သတ္တိများအတွက် အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုကြသည်။ ၎င်းကို လျှပ်စစ်သံလိုက် အစိတ်အပိုင်းများ ပြုလုပ်ရန်၊ dielectric ကြွေထည်များကို capacitors ပြုလုပ်ရန် အသုံးပြုကြပြီး piezoelectric ceramics များကို displacement သို့မဟုတ် pressure sensors များပြုလုပ်ရန် အသုံးပြုကြသည်။ Solid electrolyte ကြွေထည်များကို ၎င်းတို့၏ အိုင်းယွန်းလွှဲပြောင်းဂုဏ်သတ္တိများကို အသုံးပြု၍ အောက်ဆီဂျင် detector ပြုလုပ်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။ Bioceramics ကို အရိုးတုနှင့် သွားတုပြုလုပ်ရန် အသုံးပြုသည်။ superconducting ပစ္စည်းများနှင့် optical fibers များသည် functional ceramics အမျိုးအစားတွင် ပါဝင်ပါသည်။

အထက်ဖော်ပြပါ အမျိုးအစား ခွဲခြားမှုသည်လည်း နှိုင်းယှဥ်ယှဉ်ကြောင်း မှတ်သားထိုက်ပါသည်။ အကြွင်းမဲ့ဖြစ်မည့်အစား၊ အဆောက်အဦဆိုင်ရာ ကြွေထည်များနှင့် လုပ်ဆောင်နိုင်သော ကြွေထည်များကြားတွင် တစ်ခါတစ်ရံ တင်းကျပ်သော နယ်နိမိတ်မရှိပါ။ အချို့သော ကြွေထည်ပစ္စည်းများအတွက် နှစ်မျိုးလုံးရှိပါသည်။ Piezoelectric ကြွေထည်များ။ ၎င်းကို functional ceramics များအဖြစ် ခွဲခြားထားနိုင်သော်လည်း ၎င်းတွင် ၎င်း၏စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများဖြစ်သည့် ခိုင်ခံ့မှု၊ ခိုင်ခံ့မှု၊ မာကျောမှုနှင့် elastic modulus ကဲ့သို့သော လိုအပ်ချက်များရှိသည်။ ပထမဦးစွာ၊ ၎င်းသည် E force ကိုခံနိုင်ရည်ရှိသောအခါပျက်စီးမှုကိုကာကွယ်ရန်လုံလောက်သောခွန်အားရှိရမည်၊ သို့မှသာဘုံ piezoelectric လက္ခဏာများကိုအောင်မြင်နိုင်မည်ဖြစ်သည်။ ထို့အပြင်၊ အာကာသယာဉ်အပူဒဏ်ခံနိုင်သော အစိတ်အပိုင်းများအတွက် အပူချိန်မြင့်မားသော တည်ဆောက်ပုံကြွေထည်များ သို့မဟုတ် အပူဒဏ်ခံနိုင်သော ကြွေထည်များကဲ့သို့သော အဆောက်အဦဆိုင်ရာ ကြွေထည်များ အမျိုးအစားနှင့် သက်ဆိုင်ပါသည်။ သို့သော်လည်း အပူချဲ့ထွင်မှု ခုခံမှုကို ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင် ကြံ့ခိုင်မှု၊ ခိုင်ခံ့မှုနှင့် မော်ဂျူးလပ်စ်တို့က ဆုံးဖြတ်ရုံသာမက၊ အပူစီးကူးမှုနှင့် အပူပိုင်းချဲ့ထွင်မှုကိန်းဂဏန်းများသည်လည်း အပူလှိုင်းဒဏ်ခံနိုင်မှုအပေါ် အလွန်အရေးကြီးသော သက်ရောက်မှုရှိသည့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အတူတူပင် ဖြစ်သည်။ သံချေးတက်ခြင်းကိုခံနိုင်ရည်သည် ဓာတုကြွေထည်ပစ္စည်းများ (အက်ဆစ်ခံနိုင်ရည်ရှိသောပန့်များကဲ့သို့) ၏အရေးကြီးသောစွမ်းဆောင်ရည်တစ်ခုဖြစ်သော်လည်း၊ စက်မှုလုပ်ငန်းလိုအပ်ချက်များနှင့်ကိုက်ညီရန် အချို့သောစက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများရှိရမည်။ စူပါလျှပ်ကူးပစ္စည်းများသည် အဆီများလွန်းသောကြောင့် ဝါယာကြိုးများအဖြစ် ပြုလုပ်ရန် ခက်ခဲသည်။ ထို့ကြောင့် လက်တွေ့အသုံးချမှုအဆင့်သို့ မရောက်ရှိနိုင်သေးပါ။ အနှစ်ချုပ်ပြောရလျှင် structural ceramics သို့မဟုတ် functional ceramics ဖြစ်စေ၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများသည် ကြွေထည်ပစ္စည်းများ၏ အခြေခံအကျဆုံး ဂုဏ်သတ္တိများဖြစ်သည်။ မတူညီသောအသုံးပြုမှုများသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများအတွက် ကွဲပြားခြားနားသောလိုအပ်ချက်များရှိနေခြင်းကြောင့်ဖြစ်သည်။

ဤအခန်းတွင် တည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာ ကြွေထည်များကို အဓိက ဆွေးနွေးထားသည်။

ကြွေထည်၏အားသာချက်များ

1. ကြွေထည်ပစ္စည်းများ၏စွမ်းဆောင်ရည်ဝိသေသလက္ခဏာများ

အားလုံးသိကြသည့်အတိုင်း သတ္တုစပ်ပစ္စည်းများ (ရွှေစင် သို့မဟုတ် သတ္တုစပ်များ) သည် အများအားဖြင့် သတ္တုများဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့ကို သတ္တုအပြုသဘောဆောင်သော အက်တမ်များနှင့် အီလက်ထရွန်တိမ်များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ သတ္တုနှောင်ကြိုးများသည် ဦးတည်ချက်မရှိပေ။ ထို့ကြောင့် သတ္တုသည် ကောင်းမွန်သော ပလပ်စတစ် ပုံပျက်ခြင်း ဂုဏ်သတ္တိများ ရှိသည်။ သတ္တုမဟုတ်သော ဒြပ်ပေါင်းများကို လျစ်လျူရှုသော ကြွေထည်များတွင် ၎င်းတို့၏ ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများသည် ကျန်းမာရေးနှင့် covalentနှောင်ကြိုးများထက် ပိုမိုမြင့်မားသည်။ ဤဓာတုဗေဒတွင် ခိုင်မာသော ဦးတည်ချက်နှင့် မြင့်မားသော ပေါင်းစပ်စွမ်းအင် ရှိသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ကြွေထည်ပစ္စည်းများသည် ပလပ်စတစ်ပုံပျက်ခြင်းကို ခံရရန် ခက်ခဲသည်။ မြင့်မားသော ကြွပ်ဆတ်မှုနှင့် ပြင်းထန်သော အက်ကွဲမှု အာရုံခံနိုင်စွမ်း။ ၎င်းသည် ကြွေထည်ပစ္စည်းများ၏ Achilles ဖနောင့်ဖြစ်သည်။ သို့သော် ဤဓာတုနှောင်ကြိုးအမျိုးအစားကြောင့် အတိအကျပြောရသော် တည်ဆောက်ပုံကြွေထည်များတွင် သတ္တုပစ္စည်းများထက် သာလွန်ကောင်းမွန်သော အထူးဂုဏ်သတ္တိများရှိသည်။

① မြင့်မားသော မာကျောမှုသည် ၎င်း၏ အလွန်ကောင်းမွန်သော ဝတ်ဆင်မှုခံနိုင်ရည်အား ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။

② မီးပွိုင့်မြင့်မားခြင်း။ ၎င်းသည် ထူးထူးခြားခြား အပူခံနိုင်ရည်ရှိကြောင်း ဆုံးဖြတ်ထားသည်။

③မြင့်မားသောဓာတုတည်ငြိမ်မှု။ ၎င်းသည် ကောင်းမွန်သော corrosion resistance ရှိကြောင်း ဆုံးဖြတ်သည်။

ကြွေထည်ပစ္စည်းများရှိသော်လည်း အလွန်ကောင်းမွန်သော အားသာချက်များရှိသည်။ သို့သော်၊ ၎င်း၏ ဆိုးရွားသော အားနည်းချက်—ကြွပ်ဆတ်မှု—၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် လက်တွေ့အသုံးချမှုများကို ကန့်သတ်ထားသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ကြွေထည်များ တင်းမာခြင်းသည် ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းလုံး၏ အာရုံစိုက်မှုကို ဆွဲဆောင်နိုင်သော ကြွေထည်ပစ္စည်းများ သုတေသနနယ်ပယ်တွင် အဓိကအကြောင်းအရာဖြစ်လာသည် (အသေးစိတ်အတွက် ကြွေထည်များ တင်းမာမှုအပိုင်းကို ကြည့်ပါ)။

2. ခေတ်မီ (အဆင့်မြင့်) ကြွေထည်များနှင့် ရိုးရာကြွေထည်များအကြား နှိုင်းယှဉ်ခြင်း။

ခေတ်မီကြွေထည်များကို ရိုးရာကြွေထည်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါ။ ကုန်ကြမ်းဖွဲ့စည်းပုံ၊ ပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်၊ အဖွဲ့အစည်းဖွဲ့စည်းပုံနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်တို့တွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များရှိပါသည်။

ရိုးရာကြွေထည်များနှင့် ခေတ်သစ်ကြွေထည်များကြား ခြားနားမှု