Comment se développent les céramiques spéciales?
2023-07-03
Au cours des trente ou quarante dernières années, en raison du développement rapide de la science et de la technologie, en particulier le développement de la technologie électronique, de la technologie spatiale et de la technologie informatique, des matériaux avec des propriétés spéciales sont nécessaires de toute urgence, et certaines céramiques peuvent simplement répondre à ces exigences. Avec un développement rapide, ces céramiques nouvellement développées sont très différentes de la «céramique traditionnelle» en termes de matières premières, de l'artisanat ou des performances de la céramique AL2O3, et sont appelés «céramiques spéciales» pour les distinguer des vieilles céramiques ou de la céramique traditionnelle. , Le carbure de bore est une céramique spéciale importante avec de nombreuses excellentes propriétés. Le carbure de bore est largement utilisé dans les céramiques structurelles, les matériaux résistants à l'usure, l'armure pare-balles, l'industrie nucléaire, etc., et a une valeur d'application très importante et un statut irremplaçable. Au cours des dernières décennies, avec la montée en puissance des nouvelles technologies (telles que la technologie électronique, la technologie spatiale, la technologie laser, la technologie informatique, etc.), ainsi que le développement des théories de base et des technologies de test, la recherche sur les matériaux en céramique a avancé par SEAps et les limites. Afin de répondre aux exigences des nouvelles technologies pour les matériaux en céramique, une classe de céramique très différente de la céramique ordinaire en termes de matières premières, de processus et de propriétés est apparue. Depuis lors, il a également ouvert la porte à un nouveau monde de matériaux en céramique. Afin de le distinguer des céramiques traditionnelles et de la céramique ordinaire, il est nécessaire de donner à ce type de céramique un nouveau nom (plus élevé) ↓;
En conséquence, une série de noms tels que la céramique haute performance, la céramique avancée, la céramique fine, la céramique spéciale, la nouvelle céramique, la céramique moderne, la céramique de haute technologie, la céramique d'ingénierie, etc., sont nés. Selon les habitudes linguistiques de différentes personnes et les différents domaines d'application de la céramique, divers pays et divers documents et œuvres ont des noms différents pour eux.
Il n'y a pas de définition précise de la céramique spéciale. De manière générale, la céramique spéciale est généralement considérée comme "l'utilisation de matières premières hautement sélectionnées ou synthétisées, dont la composition chimique peut être contrôlée avec précision, traitée selon la technologie de fabrication qui facilite la conception et le contrôle de la microstructure et a une grande envergure Performance. Une classe de céramique. " Les céramiques spéciales, comme la céramique ordinaire, sont des matériaux non métalliques inorganiques fabriqués par un traitement thermique à haute température.
La céramique spéciale peut être divisée en deux catégories plaque de nitrure d'aluminium en fonction de leurs caractéristiques et utilisations: céramique structurelle et céramique fonctionnelle.
Céramique structurelle Les céramiques structurelles se réfèrent à la céramique qui peut être utilisée comme matériaux structurels d'ingénierie. Il a les caractéristiques d'une forte résistance, d'une dureté élevée, d'un module élastique élevé, d'une résistance à haute température, d'une résistance à l'usure, d'une résistance à la corrosion, d'une résistance à l'oxydation, d'une résistance aux chocs thermiques, etc. Les céramiques structurelles sont grossièrement classées en composites à matrice en céramique à base d'oxyde, non à base d'oxyde et structurelle. La céramique structurelle peut être divisée en oxydes, non-oxydes, nano-ceramiques, céramiques à faible expansion et composites matriciels en céramique.
Oxydes: les matériaux principaux sont AL2O3, ZRO2, MGO, SIO2, BeO, Mullite, etc.; Ils ont les caractéristiques d'une forte résistance, d'une dureté élevée, d'une forte ténacité, d'une conductivité thermique élevée, d'une résistance à l'usure, etc.; Automobiles, tours, pièces de machine, matrices de fil de fil, outils de coupe, outils de mesure, supports de meulage, etc. Non oxyde: les principaux matériaux incluent les carbures (sic, b4c, tic, etc.), les nitrides (Si3N4, BN, AIN, Sialon, etc.), Silicides (Mosi2, Tisi2, Mg2Si, etc.) Borides (Zrb2, Tib2, etc.); Il a les caractéristiques d'une résistance à haute température, d'une surhardness, d'une résistance aux chocs thermiques et d'une résistance à l'oxydation; Il peut être utilisé pour fabriquer des pièces de moteur automobile, des lames de turbine à gaz, des matériaux de lubrification à haute température, des matériaux résistants à l'usure, des matériaux réfractaires, etc.
Nano-céramique: les principaux matériaux sont les nano-oxydes et les non-oxydes; Ils ont une superplasticité et une ténacité élevée, et sont principalement utilisés dans la fabrication de diverses pièces structurelles haute performance.
Céramique à faible expansion: les principaux matériaux sont les turquoise, le spotomètre, le titanate d'aluminium, etc. Le coefficient d'expansion de ce type de céramique est inférieur à 2 × 10-6 / ℃; Il peut être utilisé pour rendre les pièces structurelles résistantes au refroidissement rapide et au chauffage rapide.
Matrice en céramique Matériaux composites: principalement la matrice en céramique d'oxyde (AL2O3 / ZRO2), matrice céramique du nitrure (Si3N4 / BN), matrice céramique carbure (SiC / B4C), etc.; Excellentes propriétés mécaniques à haute température; principalement utilisés dans les hottes, fabrication d'avions de carreaux de surface et de pièces de moteur.
Céramique fonctionnelle
Les céramiques fonctionnelles se réfèrent à une classe de céramiques qui ont des propriétés électriques, magnétiques, optiques, acoustiques, supraconductrices, chimiques, biologiques et autres et ont des fonctions de conversion mutuelle. Functional ceramics can be roughly divided into electronic ceramics (including electrical insulation, dielectric, ferroelectric, piezoelectric, thermoelectric, sensitive, conductive, superconducting, micro and other ceramics), transparent ceramics, biological and antibacterial ceramics, optics, luminescence With infrared radiation ceramics, céramique poreuse. La céramique fonctionnelle peut être divisée en céramique électronique, céramique fonctionnelle thermique et optique, céramique de filtre en céramique biologique et machinable et céramique antibactérienne et céramique chimique poreuse selon leurs différentes fonctions.
Céramique électronique: y compris la céramique isolante, la céramique diélectrique, la céramique ferroélectrique, la céramique piézoélectrique, la céramique pyroélectrique, la céramique sensible, les matériaux magnétiques et la céramique conductrice et superconductive. According to the dielectric properties of capacitor ceramics, they are divided into 6 categories: high frequency temperature compensation type dielectric ceramics, high frequency temperature stable type dielectric ceramics, low frequency high dielectric constant type dielectric ceramics, semiconductor type dielectric ceramics, laminated Capacitor ceramics, céramique diélectrique micro-ondes. Parmi eux, les céramiques diélectriques micro-ondes ont les caractéristiques d'une constante diélectrique élevée, d'une faible perte diélectrique et d'un coefficient de fréquence de résonance petite et sont largement utilisés dans la communication micro-ondes, la communication mobile, la communication par satellite, la radio et la télévision, le radar et d'autres champs. Céramique fonctionnelle thermique et optique: céramique résistante à la chaleur, céramique isolante thermique et céramique thermiquement conductive sont les principales applications de la céramique dans les thermiques. Parmi eux, les céramiques résistantes à la chaleur comprennent principalement AL2O3, MGO, SIC, etc. En raison de leur bonne stabilité à haute température, ils peuvent être utilisés comme matériaux réfractaires dans l'industrie de la céramique Mullite métallurgique et d'autres industries. Les céramiques d'isolation thermique ont un bon effet d'isolation thermique et sont largement utilisées dans divers domaines. En termes d'optique, les matériaux en céramique comprennent l'absorption de la céramique, des générateurs de signaux optiques en céramique et des fibres optiques, qui peuvent être observées partout dans la vie en utilisant les caractéristiques des coefficients optiques en céramique, tels que des revêtements et des glaçies en céramique. Dans l'industrie nucléaire, l'utilisation de céramiques d'ions lourdes contenant du plomb et du baryum pour absorber et réparer les ondes de rayonnement nucléaire est largement utilisée dans le traitement des déchets nucléaires. La céramique est également des matériaux importants pour les générateurs laser à l'état solide, y compris les lasers rubis et les lasers grenat yttrium. La fibre optique est le principal moyen de transmission pour les signaux de communication modernes. Il a les caractéristiques d'une faible perte de signal, d'une haute fidélité et d'une grande capacité, qui sont supérieures aux lignes de transmission du signal métallique.
La céramique d'alumine transparente est un représentant typique de la céramique optique. Dans le processus de fabrication de l'alumine transparente, la clé est que la diffusion de volume de l'alumine est le processus de croissance des grains du mécanisme de frittage. L'ajout d'additifs appropriés tels que l'oxyde de magnésium aux matières premières peut inhiber la croissance de l'alumine. la croissance des grains. Il peut être utilisé comme creuset pour faire fondre le verre, le matériau de fenêtre de détection infrarouge, les appareils d'éclairage et peut également être utilisé pour fabriquer des substrats de circuits intégrés dans l'industrie de l'électronique.
Matériaux de céramique biologique et antibactérienne: peut être divisé en céramique biologiquement inerte et en céramique biologiquement active. En plus d'être utilisés pour la mesure, le diagnostic et le traitement, la biocéramique est principalement utilisée comme substituts des tissus durs biologiques et peut être utilisé dans l'orthopédie, la chirurgie plastique, la chirurgie de la cavité orale, la chirurgie cardiovasculaire, l'ophtalmologie et la chirurgie générale. Les matériaux antibactériens sont principalement utilisés dans les produits ménagers, les appareils ménagers, les jouets et autres domaines. Les appareils électroménagers sont actuellement l'une des industries les plus utilisées et les plus utilisées. Ces dernières années, l'industrie des matériaux antibactériennes de mon pays s'est développée rapidement et s'est développée rapidement dans les domaines de l'industrialisation et du développement d'applications d'agents antibactériens inorganiques, d'agents antibactériens organiques et d'agents antibactériens photocatalytiques.
Céramique poreuse: il présente les avantages de la transmittance à haute lumière en céramique de la cordonne, une grande surface spécifique, une faible densité, une faible conductivité, une résistance à haute température, une résistance à la corrosion, etc. Filtration, porte-catalyseur, isolation thermique, matériaux d'isolation solide, etc. Ces dernières années, l'application de céramiques poreuses a été étendue aux domaines de l'aviation, de l'électronique, des documents médicaux et de la biologie, etc., qui a attiré une grande attention de la part de la Communauté matérielle mondiale et s'est développée rapidement. Afin d'obtenir différentes céramiques poreuses, diverses méthodes de préparation ont été proposées successivement, telles que l'ajout de la méthode des agents de formation de pores, de la méthode sol-gel, de la méthode de pressage à chaud, de la méthode d'échange d'ions, etc.
Partager sur:
