Awọn ile-iṣẹ pataki marun fun idagbasoke iwaju ti awọn ọja seramiki
Industry fun ina awọn ọkọ ti
Orile-ede China ṣe agbejade ati ta 6.253 milionu ati 6.067 milionu awọn ọkọ ayọkẹlẹ agbara titun, ni atele, laarin Oṣu Kini ati Oṣu kọkanla, ni ayika 100% ni ọdun kan, pẹlu ipin ọja 25%, ni ibamu si awọn isiro aipẹ julọ lati ọdọ Ẹgbẹ China ti Awọn aṣelọpọ Ọkọ ayọkẹlẹ. Pẹlú iṣelọpọ ati idagbasoke tita ti o ga ju ọja lọ ni akoko yẹn, ilaluja ọkọ ayọkẹlẹ agbara tuntun ti kọja 36% ati tẹsiwaju lati dide. Imọ-ẹrọ ọkọ ina mọnamọna nigbagbogbo n dagba sii, eyiti o ti yara rirọpo awọn apẹrẹ ati awọn ohun elo paati rẹ. Lilo awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina mọnamọna tuntun ti gba awọn ohun elo seramiki to ti ni ilọsiwaju ni kikun nitori awọn anfani iṣẹ ṣiṣe alailẹgbẹ wọn.
Lara wọn, HIP silikoni nitride awọn boolu ati awọn sobusitireti ohun alumọni nitride ti o gbona jẹ eyiti o gbilẹ.
01 HIP Balls fun ohun alumọni Nitride Biarin
Awọn bearings mọto fun awọn ọkọ ayọkẹlẹ agbara titun beere iwuwo kekere ati ni afiwera awọn ohun elo sooro diẹ sii nitori awọn oṣuwọn yiyi ti o ga julọ nigbati akawe si awọn bearings boṣewa. Ni ohun alumọni nitride seramiki bearings, awọn boolu gbe awọn kere ooru ati edekoyede laarin awọn ti nso eto. Ni pataki, ohun alumọni nitride jẹ idabobo itanna ti o nwaye nipa ti ara ti o le ṣe idiwọ ipata itanna lati jijade itusilẹ, gigun igbesi aye awọn lubricants ati awọn bearings, ati nikẹhin fa ikuna gbigbe. O jẹ apẹrẹ fun lilo ni ọpọlọpọ awọn apa, pẹlu awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina.
Awọn bearings seramiki n rọpo awọn biarin bọọlu irin ni ọjọ-ori awọn awakọ ina. Silicon nitride seramiki ball bearings ti wa ni lilo ninu ile Xiaopeng P7, G9, Weilai ET7, ati awọn awoṣe miiran. Fún àpẹrẹ, ọ̀pá àbájáde ti mọ́tò tí Tesla ń lò ń gba àwọn bírími seramiki, àwọ̀n seramiki arabara tí a ṣe nípaṣẹ̀ NSK, àti àwọn boolu gbígbéṣẹ́ tí a ṣe ti àwọn boolu nitride silikoni 50.
Gbigbona isostatic titẹ (HIP) ati gaasi titẹ sintering (GPS) ni o wa meji julọ gbajumo igbaradi imuposi fun ohun alumọni nitride seramiki rogodo sintering. Awọn ọna meji wọnyi nmu awọn bọọlu seramiki ti a lo nigbagbogbo ni ọpọlọpọ awọn eto. HIP silikoni nitride pese awọn agbara ẹrọ ti o ga julọ ati igbesi aye rirẹ to gun ju nitride silikoni GPS.
Lọwọlọwọ, awọn ile-iṣẹ ajeji ti a mọ daradara tẹsiwaju lati ṣakoso ipin ọja kariaye ati itọsọna idagbasoke, lakoko ti awọn ile-iṣẹ Japanese, European, ati Amẹrika tẹsiwaju lati jẹ gaba lori iṣelọpọ ti awọn ọja ti n gbe seramiki giga. 2015 ri idasile ti National Materials High-Tech Nitride Ceramics Co., Ltd. ni orilẹ-ede mi.
ṣe ilọsiwaju pataki ni imọ-ẹrọ fun iṣelọpọ pupọ ti awọn bọọlu seramiki ohun alumọni nitride ti o gbona isostatically, ti o jẹ ki o jẹ ile-iṣẹ akọkọ ni Ilu China lati ṣe agbekalẹ iṣelọpọ ibi-pupọ ti awọn ohun elo wọnyi ati ile-iṣẹ kẹta lapapọ, lẹhin Toshiba ni Japan ati Kustec ni Amẹrika. SKF ni Sweden, Timken ni AMẸRIKA, GMN ni Germany, ati Forsa ni Spain wa laarin awọn orilẹ-ede ti o ti gbe awọn ọja rẹ lọ. Pẹlupẹlu, awọn ọna afiwera jẹ lilo nipasẹ Sinoceramic Jinsheng ati awọn miiran lati ṣẹda awọn bọọlu ti o ni nkan silikoni nitride pẹlu agbara atunse 1000 MPa.
02 Imudaniloju igbona giga silikoni nitride seramiki sobusitireti
Awọn sobusitireti seramiki ohun alumọni nitride ni a lo ni akọkọ ninu awọn iwọn agbara, awọn ẹrọ semikondokito ati awọn oluyipada ti awọn ọkọ ina mọnamọna mimọ (EV) ati awọn ọkọ ina mọnamọna arabara (HEV), ati ni agbara ọja nla ati awọn ireti ohun elo.
Lọwọlọwọ, agbara atunse ti 650 MPa, fifọ lile ti 5 – 7 MPa · m1 / 2, ati elekitiriki gbona ti 85 W / (m · K) ni a nilo fun lilo iṣowo ti awọn ohun elo sobusitireti silikoni nitride seramiki giga. Ẹgbẹ Toshiba, Hitachi Metals, Nippon Electric Kemikali, Maruwa, ati Nippon Fine Ceramics jẹ awọn ile-iṣẹ akọkọ ti o ni agbara lati ṣe agbejade awọn sobusitireti seramiki ohun alumọni nitride pẹlu iṣesi igbona giga.
Ni afikun, ilọsiwaju diẹ ti wa ninu iwadii ile lori awọn ohun elo sobusitireti seramiki nitride silikoni. Nipa jijẹ ọna sintering ati ilana, Beijing Sinoma Artificial Crystal Research Institute Co., Ltd. ti pese ni ifijišẹ ti a ti pese sile kan silikoni nitride seramiki sobusitireti pẹlu kan atunse agbara ti 700-800MPa, a fracture toughness ti ≥8MPa·m1/2, ati ki o kan gbona conductivity ti ≥80W / (m · K). Sobusitireti seramiki silikoni nitride ti ṣelọpọ nipasẹ Ẹka Ilu Beijing ti Sinoma High-Tech Nitride Ceramics Co., Ltd. ni lilo ilana simẹnti teepu ni imudara igbona ti 100 W/(m·K).
Awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina n lọ lọwọlọwọ si itetisi bi abajade ti idagbasoke olokiki ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ agbara titun ati idagbasoke ti oye atọwọda (AI). Awọn aṣelọpọ ọkọ ayọkẹlẹ ti tun ṣe afihan iwulo ni ọpọlọpọ awọn ohun elo seramiki, pẹlu awọn ohun elo iṣakojọpọ lidar, awọn idaduro seramiki erogba, MLCC agbara-giga, awọn ohun elo imudani gbona seramiki, ati bẹbẹ lọ.
Ṣiṣejade ti awọn semikondokito
Ofin ile-iṣẹ ti “iran imọ-ẹrọ kan, iran ilana kan, iran ohun elo kan” n ṣe akoso ile-iṣẹ semikondokito, ati awọn ilọsiwaju ninu imọ-ẹrọ apakan konge jẹ pataki si isọdọtun ati aṣetunṣe ti ohun elo semikondokito. Awọn ẹya seramiki titọ jẹ awọn ohun elo aṣoju julọ fun awọn ẹya deede semikondokito laarin wọn. Wọn ti lo ni nọmba awọn ilana iṣelọpọ semikondokito bọtini, pẹlu etching, ifasilẹ oru kẹmika, ifisilẹ oru ti ara, ati gbin ion. bii awọn apa mimu dani, elekitirotatiki chucks, liners, didari afowodimu, ati bearings, laarin awon miran. O ṣe awọn ipa ti iduroṣinṣin, aabo, ati idamu, ni pataki laarin iho ohun elo.
Isejade ti semikondokito Ile-iṣẹ semikondokito ni ijọba nipasẹ ofin ile-iṣẹ ti “iran ti imọ-ẹrọ, iran kan ti ilana, iran kan ti ohun elo,” ati awọn ilọsiwaju ninu imọ-ẹrọ apakan deede jẹ pataki si isọdọtun ati aṣetunṣe ti ẹrọ semikondokito. Ninu gbogbo awọn ohun elo ti a lo fun awọn ẹya konge semikondokito, awọn ẹya seramiki deede jẹ aṣoju julọ. Wọn ti wa ni oojọ ti ni etching, kemikali vapor iwadi oro, ti ara oru iwadi, ati ion gbingbin, laarin awọn miiran pataki semikondokito ẹrọ ilana. gẹgẹ bi awọn bearings, liners, didari afowodimu, electrostatic chucks, ati ẹrọ mimu apa, lati lorukọ kan diẹ. O ṣiṣẹ bi iyipada, aabo, ati imuduro, ni pataki inu iho ohun elo.
Ifipamọ agbara ati ile-iṣẹ aabo ayika
Labẹ itọsọna ti eto imulo “erogba meji” ti orilẹ-ede, gbogbo awọn ile-iṣẹ n dagba diẹ sii ni itọsọna ti fifipamọ agbara, idinku erogba, idinku idoti, ati ilọsiwaju ṣiṣe. Labẹ abẹlẹ yii, ile-iṣẹ seramiki dojukọ lilo agbara ati awọn igara aabo ayika, ṣugbọn o tun mu awọn anfani idagbasoke tuntun si awọn ohun elo seramiki.
01 seramiki awo
Lati rọpo imọ-ẹrọ iyapa isọdi ti aṣa, imọ-ẹrọ iyapa awo awọ pẹlu awo seramiki ni mojuto rẹ ni a lo lọwọlọwọ ni akọkọ bi ilana iyapa ṣiṣe giga ni ile-iṣẹ ilana ati awọn aaye itọju omi pataki fun iyapa isọ, ifọkansi ati isọdi, ati iwẹwẹnu ati yiyọ aimọ.
Seramiki alapin awo
Lara wọn, awọn fifa ni awọn eto eka le jẹ filter, yapa, ati mimọ nipa lilo awọn membran alapin seramiki ti o ga julọ. Iwọn otutu giga ati resistance titẹ, iduroṣinṣin kemikali to lagbara, ṣiṣe sisẹ giga, igbẹkẹle ti o dara, iṣẹ ṣiṣe kekere ati awọn idiyele itọju, igbesi aye iṣẹ ti o gbooro, ati ọrẹ ayika jakejado igbesi aye jẹ diẹ ninu awọn abuda wọn. O ti wa ni lilo pupọ ati igbega ni awọn agbegbe ti omi idoti ilu, itọju omi ti a pin, dudu ati itọju omi odorous, atunlo omi ti a gba pada, ati itọju omi idọti ile-iṣẹ. O jẹ itọsọna idagbasoke akọkọ ni aaye ti awọn membran iyapa seramiki giga-giga ti kariaye ati pe o ni ọpọlọpọ awọn ireti ọja.
Pẹlú pẹlu itọju omi, iṣakoso idoti afẹfẹ ni orilẹ-ede mi tun wa lori ipade. Eto ohun elo afẹfẹ aye toje ti nano-denitrification ayase ti wa ni ti kojọpọ sori ohun elo awo awo okun seramiki bi ara atilẹyin lati ṣẹda awo okun iwọn otutu ti o ga fun denitrification ati yiyọ eruku, ohun elo àlẹmọ pẹlu denitrification ese ati awọn iṣẹ yiyọ eruku ti o le ṣaṣeyọri isọdi taara gaasi labẹ awọn ipo iwọn otutu giga.
02 Airgel
Idagbasoke alawọ ewe ati kekere erogba ti aerogel, ohun elo idabobo ti o ga julọ, ti ṣẹda agbara ti a ko gbọ titi di isisiyi fun idagbasoke ti eka airgel. Imọ-ẹrọ airgel tuntun ti ni ifojusọna lati ṣepọ pẹlu idagba ti iṣelọpọ alawọ ewe lati ṣẹda awọn ohun elo ọja tuntun diẹ sii ni ila pẹlu aṣa ti awọn ile-iṣẹ alawọ ewe ti n dagba ni iyara diẹ sii.
Airgel ni iwuwo kekere ti o kere pupọ, porosity giga-giga, atọka itọka kekere, iba ina gbigbona kekere, impedance akositiki kekere ati awọn abuda miiran ti awọn ohun elo to lagbara gbogbogbo ko ni. Awọn abuda wọnyi jẹ ki o ni awọn ifojusọna ohun elo nla ni awọn aaye ti idabobo igbona, biomedicine, idabobo ohun, adsorption, ati bẹbẹ lọ, ati agbara eletan ọja jẹ nla.
Ile-iṣẹ ti biomedicine
Siwaju ati siwaju sii awọn ifibọ atọwọda ati awọn ara yoo ṣee lo ni awọn eto itọju bi awujọ ṣe ndagba ati pe igbesi aye eniyan n dara si. Ni orilẹ-ede mi, awọn irin bi irin alagbara, irin ati koluboti alloys ti gun a ti lo fun orthopedic iwosan ati titunṣe nitori won superior darí ati iṣakoso awọn agbara; sibẹsibẹ, wọn biocompatibility ti wa ni ew. Nitorinaa, ọja ati iwadii fun awọn ohun elo ti a bo tabi bioceramics ti o ni ilera ati ibaramu diẹ sii n pọ si ni iyara.
Nitori ti won exceptional egugun toughness ati ki o wọ resistance, biomedical seramiki bi Al2O3, ZrO2, ZTA, Si3N4, ati ki o jẹmọ composite seramiki awọn ohun elo ti wa ni nigbagbogbo oojọ ti ni ise agbese fifuye-ara prostheses, ehín aranmo, egungun substitutes, bbl Zirconium oxide ti wa ni nigbagbogbo lo ninu ehín ati awọn oniwe-agbara restoration nitori awọn oniwe-gilaasi awọn ohun elo ti o dara restoration. amọ. Lara awọn wọnyi, silikoni nitride daapọ ipa bactericidal ati awọn ohun-ini lubricating ti ara ẹni, ati fisinu rẹ ni iduroṣinṣin igba pipẹ.
Ni ọdun 2022, iwọn ọja agbaye fun awọn ohun elo seramiki iṣoogun jẹ iṣẹ akanṣe lati wa ni ayika $ 15 bilionu USD. Ni ọdun 2022, ọja awọn ohun elo seramiki iṣoogun ni Ilu China ni a nireti lati tọsi isunmọ 4.5 bilionu owo dola Amerika. Ninu wọn, awọn ohun elo alumina jẹ eyiti o pọ julọ (nipa 60%). Awọn ohun elo amọ nitride silikoni ti wa ni oojọ ti fun awọn aranmo orthopedic, nigba ti zirconia seramiki ti wa ni nipataki lilo ninu Eyin.
Ẹka Ofurufu
Awọn ohun elo amọ ni igbagbogbo duro jade fun iṣẹ iyasọtọ wọn ni ọpọlọpọ awọn ipo ohun elo lile. Awọn ile-iṣẹ ologun ati awọn ile-iṣẹ afẹfẹ jẹ meji ninu awọn ọja ohun elo ti o nifẹ julọ fun awọn ohun elo ti ilọsiwaju. “Atako iwọn otutu giga” ati “ni ifura” jẹ awọn laini idagbasoke seramiki akọkọ meji ni ile-iṣẹ afẹfẹ.
Iran tuntun ti awọn ẹrọ ọkọ oju-omi ologun ni iwulo ti n pọ si fun awọn ohun elo igbero sooro iwọn otutu tuntun bi agbara ti awọn kirisita ẹyọkan, awọn aṣọ idena igbona, ati itutu afẹfẹ ti nṣiṣe lọwọ ti dinku diėdiẹ. SiC/SiC-CMC ti farahan bi ọkan ninu awọn aṣayan oke fun awọn ohun elo igbekalẹ sooro iwọn otutu. SiC/SiC-CMC ti ni okun ati toughed ni apakan nla nipasẹ okun carbide silikoni. Ohun elo aise ti o ṣe pataki julọ fun SiC/SiC-CMC jẹ okun carbide silikoni, eyiti o ni iwọn otutu ti o ga ju 1200 ° C ati pe o ti fa akiyesi awọn agbara ọkọ ofurufu ni idije iwadii kan.
Ni deede ti o ni alabọde gbigba (gbigba) ati ohun elo matrix kan (nigbakan ti a mọ si binder), awọn ohun elo gbigba jẹ ọkan ninu awọn ohun elo ifura to ṣe pataki julọ. Silikoni carbide jẹ eroja akọkọ ti a lo lati ṣẹda awọn ohun elo seramiki ti o gba ọpọlọpọ-band; awọn ẹwẹ titobi seramiki inorganic ati awọn ohun elo polymer inorganic parapo lati ṣe awọn ohun elo ifura infurarẹẹdi seramiki, iru ibora kan. Lati le ṣe agbejade gbigba igbi ti itanna ti o munadoko, awọn ẹwẹ titobi seramiki inorganic ti tuka ni iṣọkan ni matrix polima eleto ati ti iṣakoso ni pẹkipẹki.