Seramika materiallari

Zamonaviy keramika materiallari - bu maxsus keramika asosida an'anaviy keramikadan ishlab chiqilgan va an'anaviy keramikadan farq qiladigan o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan yangi turdagi keramika. An'anaviy keramika tushunchasi va ko'lami doirasidan uzoq vaqt o'tib ketgan. Bu yuqori va yangi texnologiya mahsulotidir. Shuning uchun keramika materiallari qadimiy va yosh mavzudir.

Zamonaviy keramik materiallar deb ataladigan noorganik metall bo'lmagan materiallardir. Bu metall va organik materiallar bilan bir qatorda zamonaviy materiallarning uchta asosiy toifasidan biridir. Bundan tashqari, metall materiallar va organik materiallardan tashqari barcha materiallarning umumiy tan olinishi. Ushbu bobda muhokama ob'ekti zamonaviy keramik materiallar yoki zamonaviy noorganik metall bo'lmagan materiallardir.

Zamonaviy keramika materiallari yuqori texnologiyali konnotatsiyalarga ega. An'anaviy materiallar bilan solishtirganda. U asosan quyidagi uchta xususiyatga ega:

(1) Zamonaviy ilmiy va texnologik rivojlanish talablaridan kelib chiqqan holda. Bu zamonaviy ilm-fan va texnika taraqqiyoti mahsulidir va yuqori texnologiyali mahsulotdir.

(2) Ishlab chiqarish jarayoni murakkab va zamonaviy fan va texnologiya yutuqlarini boshqarishni talab qiladi. Shuning uchun u texnik bilimlarni talab qiladigan mahsulotdir.

(3) U mukammal va maxsus xususiyatlarga ega va tijorat va yangi texnologiya sanoati talablariga javob berishi mumkin.

Keramika materiallarining tasnifi

Ishlab chiqarish va fan-texnika taraqqiyoti bilan. Keramika materiallari va buyumlari turlari kundan-kunga ortib bormoqda. Turli materiallar yoki mahsulotlarning xususiyatlarini tushunishni osonlashtirish uchun ular odatda turli burchaklardan tasniflanadi.

1. Kimyoviy tarkibi bo'yicha tasnifi

(1) Oksidli keramika. Keramika oilasida juda muhim o'rin egallagan ko'plab oksidli keramika turlari mavjud. Eng ko'p ishlatiladigan oksidli keramika Al2O3, SiO2, MgO, ZrO3, CeO2, CaO. Cr2O3, mullit (3Al2O3.2SiO4) va shpinel (MgAl2O3) va boshqalar Keramikadagi Al2O3 va SiO2 metall materiallarda po'lat va alyuminiy qotishmalari kabi keng qo'llaniladi. Ba'zi oksidli keramikalar 11.1-jadvalda keltirilgan. Silikatlar ham oksidlar qatoriga kiradi. Masalan, ZrsiO4. Qo'ng'iroq kutildi. BaT, CgyiO kabi kompozit oksidlar ham mavjud; boshqalar ham shu toifaga kiradi.

Seramika materiallari kimyoviy tarkibi bo'yicha tasniflanadi

(2) Karbidli keramika. Karbidli keramika odatda oksidlarga qaraganda yuqori erish nuqtasiga ega. Eng ko'p ishlatiladiganlar SIC, SC, Phoenix C. TIC va boshqalar. Karbidli keramika tayyorlash jarayonida atmosfera himoyasiga ega bo'lishi kerak.

(3) Amidli keramika. Eng ko'p ishlatiladigan xlorid a-ji bo'lib, mukammal keng qamrovli mexanik xususiyatlarga va yuqori haroratga chidamliligiga ega. Bundan tashqari, TZN, BN va AI nitridli keramika ilovalari tobora keng tarqalmoqda. Yaqinda paydo bo'lgan C3N4 Si3O4 dan yaxshiroq ishlashga ega bo'lishi kutilmoqda.

(4) To'rtta kimyoviy keramika. Boridli keramikaning qo'llanilishi juda keng emas. Ular, asosan, ishlashni yaxshilash uchun boshqa seramika matritsalariga qo'shiladigan chuqur qo'shimchalar yoki ikkinchi fazalar sifatida ishlatiladi. Tez-tez ishlatiladigan Ti, Zr& va boshqalarni o'z ichiga oladi.

2. Ishlash va foydalanish bo'yicha tasniflash

(1) Strukturaviy keramika. Strukturaviy keramika konstruktiv qismlarni ishlab chiqarish uchun strukturaviy materiallar sifatida ishlatiladi. Asosan uning mexanik xususiyatlaridan foydalaning. Kengaytirilgan quvvat, qattiqlik, qattiqlik, modul, aşınma qarshilik, yuqori haroratga chidamlilik (yuqori haroratga chidamlilik, termal zarba qarshiligi, ablasyon qarshilik) va boshqalar. Yuqorida aytib o'tilgan yadroviy kimyoviy tarkibi bo'yicha tasniflangan to'rtta keramikaning aksariyati strukturali keramikadir. AjZQ tosh kabi. 3N4 va ZX yuqori mexanik xususiyatlarga ega vakillik strukturali keramik materiallardir.

(2) Funktsional keramika. Funktsional keramika, asosan, elektromagnit xususiyatlar, issiqlik xususiyatlari, optik xususiyatlar, biologik xususiyatlar va boshqalar kabi jismoniy xususiyatlaridan foydalangan holda, funktsional qurilmalar ishlab chiqarish uchun funktsional materiallar sifatida ishlatiladi. Masalan ferrit. Ferroelektrik keramika asosan elektromagnit xususiyatlari uchun ishlatiladi. U elektromagnit komponentlar, dielektrik keramika kondensatorlar, piezoelektrik keramika esa siljish yoki bosim sezgichlarini tayyorlash uchun ishlatiladi. Qattiq elektrolitli keramika ion o'tkazuvchanlik xususiyatlaridan foydalangan holda kislorod detektorlarini yaratish uchun ishlatilishi mumkin. Biokeramika sun'iy suyaklar va sun'iy tishlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Supero'tkazuvchi materiallar va optik tolalar ham funktsional keramika toifasiga kiradi.

Aytish joizki, yuqoridagi tasnif ham nisbiydir. Mutlaq bo'lishdan ko'ra, ba'zan strukturaviy keramika va funktsional keramika o'rtasida qat'iy chegara yo'q. Ba'zi seramika materiallari uchun ikkalasi ham mavjud. Piezoelektrik keramika. Funktsional keramika sifatida tasniflanishi mumkin bo'lsa-da, uning mexanik xususiyatlariga, masalan, mustahkamlik, qattiqlik, qattiqlik va elastik modul kabi ma'lum talablar mavjud. Avvalo, umumiy piezoelektrik xususiyatlarga erishish uchun E kuchiga qarshilik ko'rsatishda shikastlanishning oldini olish uchun etarli kuchga ega bo'lishi kerak. Bundan tashqari, yuqori haroratli strukturaviy keramika yoki kosmik kemaning issiqlikka chidamli qismlari uchun termal zarbaga chidamli va yong'inga chidamli keramika kabi, garchi ular strukturali keramika toifasiga kiradi. Biroq, issiqlik kengayish qarshiligi nafaqat o'z kuchi, qattiqligi va moduli bilan belgilanadi, balki issiqlik o'tkazuvchanligi va issiqlik kengayish koeffitsienti ham mexanik xususiyatlar bilan bir xil bo'lib, termal zarba qarshiligiga juda muhim ta'sir ko'rsatadi. Korroziyaga chidamlilik kimyoviy seramikaning muhim ko'rsatkichidir (kislota chidamli nasoslar kabi), ammo sanoat talablariga javob beradigan ma'lum mexanik xususiyatlarga ega bo'lishi kerak. Supero'tkazuvchi materiallardan simlar yasash qiyin, chunki ular juda yog'li. Shuning uchun u hali amaliy qo'llash bosqichiga kira olmaydi. Xulosa qilib aytganda, strukturaviy keramika yoki funktsional keramika bo'ladimi, mexanik xususiyatlar keramika materiallarining eng asosiy xususiyatlari hisoblanadi. Shunchaki, turli xil foydalanish mexanik xususiyatlar uchun har xil talablarga ega.

Ushbu bobda asosan strukturaviy keramika muhokama qilinadi.

Keramikaning afzalliklari

1. Keramika materiallarining ishlash xususiyatlari

Hammamizga ma'lumki, metall materiallarning (sof oltin yoki qotishmalar) kimyoviy bog'lanishlari asosan metallardir. Ular metall musbat atomlardan va ularni to'ldiruvchi elektron bulutlardan iborat. Metall bog'lanishlar yo'nalishga ega emas. Shuning uchun metall yaxshi plastik deformatsiya xususiyatlariga ega. Metall bo'lmagan birikmalarni e'tiborsiz qoldiradigan keramikalarga kelsak, ularning kimyoviy xossalari salomatlik va kovalent aloqalardan yuqori. Bu kimyo kuchli yo'nalish va yuqori bog'lanish energiyasiga ega. Shuning uchun keramika materiallarining plastik deformatsiyaga uchrashi qiyin. Yuqori mo'rtlik va kuchli yoriq sezuvchanligi. Bu keramika materiallarining Axilles tovonidir. Ammo aynan shu kimyoviy bog'lanish turi tufayli strukturaviy keramika metall materiallardan ustun bo'lgan bir qator maxsus xususiyatlarga ega.

①Yuqori qattiqlik uning mukammal aşınma qarshiligini belgilaydi;

②Yuqori olov nuqtasi. Uning ajoyib issiqlik qarshiligiga ega ekanligi aniqlandi;

③Yuqori kimyoviy barqarorlik. Bu yaxshi korroziyaga chidamliligini aniqlaydi.

Seramika materiallari bunday ajoyib afzalliklarga ega bo'lsa-da. Biroq, uning halokatli kamchiligi - mo'rtlik - uning ishlashi va amaliy qo'llanilishini cheklaydi. Shu sababli, keramika buyumlarini mustahkamlash butun dunyo e'tiborini tortadigan keramika materiallarini tadqiq qilish sohasidagi asosiy mavzuga aylandi (batafsil ma'lumot uchun keramikaning qattiqlashuvi bo'limiga qarang).

2. Zamonaviy (ilg'or) kulolchilik va an'anaviy keramika o'rtasidagi taqqoslash

Zamonaviy keramika an'anaviy keramika bilan solishtirganda. Xom ashyo tarkibi, tayyorlash jarayoni, tashkiliy tuzilma va ko'rsatkichlarda sezilarli farqlar mavjud.

An'anaviy keramika va zamonaviy keramika o'rtasidagi kontrast