مقدمة موجزة عن السيراميك المتقدم والسيراميك التقني

مصطلحات "السيراميك المتقدم" و "السيراميك التقني" مرادفان في معظم السياقات ، مشيرين إلى نفس فئة المواد. يتم استخدامها بالتبادل وتستخدم على حد سواء لتمييزها عن السيراميك التقليدي (مثل السيراميك المنزلي ومواد البناء).

وهي تمثل فئة من مواد السيراميك التي تظهر خصائص محددة واستثنائية من خلال استخدام المواد الخام الاصطناعية المكررة للغاية ، والتركيبات الكيميائية التي يتم التحكم فيها بدقة ، وعمليات التحضير المتقدمة.

بعض السيراميك التقني المصنعة بواسطة السيراميك Guoci.

أنا. المفاهيم الأساسية: ما هي ؟

السيراميك المتطور (أو السيراميك التقني) هو مواد خزفية مصنوعة من مركبات اصطناعية غير عضوية عالية النقاء فائقة الدقة ، من خلال عمليات قولبة وتلبيد يتم التحكم فيها بدقة ، وتمتلك خصائص ميكانيكية أو حرارية أو كهربائية أو بصرية أو كيميائية حيوية معينة واستثنائية.

ثانيا. الاختلافات عن السيراميك التقليدي

لفهم أفضل ، دعنا نستخدم جدولًا لمقارنتها:

تشبيه بسيط:
السيراميك التقليدي يشبه الأثاث العادي المصنوع من الخشب الطبيعي.
السيراميك المتطور يشبه الصيغة 1 قطع غيار سيارات السباق المصممة بدقة باستخدام مواد مركبة متقدمة (مثل ألياف الكربون).

III. الفئات الرئيسية (حسب الوظيفة والأداء)

1. السيراميك الهيكلي

• الخصائص الأساسية: قوة عالية ، صلابة عالية ، صلابة عالية ، مقاومة التآكل ، مقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل.
• المواد الرئيسية: الزركونيا (ZrO₂) ، نيتريد السيليكون (siرقاقة) ، كربيد السيليكون (siبيدات) ، أكسيد الألومنيوم (alo₃).
• التطبيقات النموذجية: أدوات القطع ، الأجزاء المقاومة للاهتراء (الأختام ، الفوهات) ، مكونات المحرك (الدوارات التوربينية ، المحامل) ، الدروع الباليستية ، المفاصل الاصطناعية (الورك والركبة).

2. السيراميك الوظيفي

• الخصائص الأساسية: تستخدم تأثيرات وظيفية خاصة مثل الكهرباء ، المغناطيسية ، الضوء ، الصوت ، والحرارة.
• المواد والتطبيقات الرئيسية:
• السيراميك العازل الكهربي: يستخدم في تصنيع لوحات الدوائر المتكاملة والمكثفات (MLCCs).
• السيراميك كهرضغطية: يستخدم في تصنيع أجهزة الاستشعار والمحركات والمحولات (مثل مجسات الموجات فوق الصوتية والولاعات).
• سيراميك أشباه الموصلات: يستخدم في تصنيع الثرمستورات ، والفاريستورات ، وأجهزة استشعار الغاز. السيراميك الشفاف: يستخدم في الليزر ، والدروع الشفافة ، والإضاءة (مصابيح الصوديوم عالية الضغط).
• السيراميك فائق التوصيل: يستخدم في التصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي).

3. السيراميك الحيوي

• الخصائص الأساسية: توافق حيوي ممتاز ، مما يسمح لها بالتعايش مع الأنسجة البشرية أو تعزيز تجديد الأنسجة.
• المواد الرئيسية: الألومينا وأكسيد الزركونيوم (المستخدمة في الأطراف الاصطناعية الحاملة).
• التطبيقات النموذجية: زراعة الأسنان والعظام الصناعية والأطراف الاصطناعية.

4. لماذا هي مهمة جدا ؟ (المزايا الأساسية)

تصميم الأداء: من خلال تغيير التركيب والبنية المجهرية والمعالجة ، يمكن "تخصيص" المواد بخصائص محددة لتلبية متطلبات التطبيق القصوى.

خصائص ميكانيكية ممتازة: صلابة عالية للغاية ، ومقاومة التآكل ، وقوة الضغط.

خصائص حرارية ممتازة: نقطة انصهار عالية ، معامل تمدد حراري منخفض ، ومقاومة جيدة للصدمات الحرارية تمكن من العمل في درجات حرارة عالية لا تستطيع المعادن تحملها.

خصائص وظيفية فريدة: امتلاك خصائص غير موجودة في المعادن والبوليمر ، مثل الكهرباء الحديدية والكهرضغطية وأشباه الموصلات والموصلية الفائقة. استقرار كيميائي ممتاز: مقاومة التآكل والأكسدة ، مع عمر طويل للغاية في البيئات القاسية.

V. نظرة عامة على التطبيق

• الإلكترونيات وأشباه الموصلات: ركائز تغليف الرقائق ، العوازل ، المكثفات ، المستشعرات.
• الفضاء الجوي: شفرات توربينات المحرك ، طلاء الحاجز الحراري ، ومخاريط أنف المركبة الفضائية.
• الرعاية الصحية: المفاصل الاصطناعية ، وترميم الأسنان ، والأدوات الجراحية ، ومكونات معدات التصوير الطبي.
• الآلات الصناعية: أدوات القطع ، الأجزاء المقاومة للاهتراء (الأختام ، المحامل) ، ومكونات الفرن ذات درجة الحرارة العالية.
• السيارات: أجهزة استشعار الأكسجين ، ركائز المحول الحفاز ، مكونات المحرك ، وفواصل البطارية لمركبات الطاقة الجديدة.
• الطاقة والبيئة: خلايا وقود الأكسيد الصلب (SOFCs) ، كريات وقود المفاعل النووي ، ومستقبلات توليد الطاقة الحرارية الشمسية.
• الجيش والدفاع: الدروع الباليستية ، إنسيابية الصواريخ ، والمواد الشفافة للرادار.

السيراميك المتقدم/السيراميك التقني هي واحدة من المواد الأساسية للصناعات الحديثة ذات التقنية العالية. لم تعد فن "الطين والنار" ، بل علم "المسحوق والعملية". إنها تكسر حدود أداء المواد التقليدية وتتيح تطوير التقنيات. من حاملات الرقائق في الهواتف الذكية إلى روفرز استكشاف المريخ ، هذه المواد غير العادية لا غنى عنها.