خصائص ومزايا السيراميك الإنشائي

هل سبق لك أن تساءلت لماذا لوحات خلفية السيراميك في الهواتف الذكية ليست فقط جمالية ولكنها توفر أيضًا مقاومة ممتازة للارتداء والخدش ؟ كيف تعمل مواد السيراميك الهيكلية ذات درجة الحرارة العالية في محركات السيارات على تحسين الأداء والكفاءة ؟ ولماذا يتم تفضيل الأجهزة الطبية وزراعات السيراميك الجراحية ، مما يساعد على تحسين تجربة علاج المرضى ؟

أي نوع من القوة يكمن وراء هذه المواد الخزفية التي تبدو عادية ؟
أنا. تعريف السيراميك الإنشائي
السيراميك الإنشائي ، المعروف أيضًا باسم السيراميك الهندسي أو السيراميك الإنشائي عالي الحرارة ، هي مواد سيراميك متطورة تستخدم في البيئات عالية الحرارة وعالية الضغط والتآكل. تتميز بخصائص ميكانيكية ممتازة ، ومقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة التآكل ، مما يسمح باستعمالها تحت ظروف التشغيل القاسية التي يصعب على المواد المعدنية والبوليمر التعامل معها. لذلك ، تلعب السيراميك الإنشائي دورًا رئيسيًا في تعزيز تطوير بعض التقنيات الناشئة وإظهار آفاق التطبيق الواسعة والفوائد الاقتصادية والاجتماعية المحتملة في مجالات مثل الهندسة الإلكترونية والطاقة والآلات والسيارات والمعادن والصناعة الكيميائية والبيولوجيا والطب.

ثانيا. أنواع السيراميك الإنشائي
1. التصنيف وفقا لمواد السيراميك الهيكلية
(1) سيراميك أكسيد: مثل الألومينا ، اليتريا ، الزركونيا ، الموليت ، الزركونيا المقسى ، الزركون ، تيتانات الألومنيوم ، إلخ ؛
(2) سيراميك نيتريد: مثل نيتريد الألومنيوم ، نيتريد السيليكون ، نيتريد البورون ، سيالون ، إلخ ؛
(3) سيراميك كربيد: مثل كربيد السيليكون ، كربيد التيتانيوم ، كربيد البورون ، إلخ ؛
(4) سيراميك بوريد: مثل بوريد التيتانيوم ، بوريد الزركونيوم ، إلخ.

2. التصنيف وفقًا لمجال تطبيق السيراميك الإنشائي
(1) السيراميك الإلكتروني: يتم تقدير قيمة مواد السيراميك الإنشائية الإلكترونية لعزلها الكهربائي الممتاز والتوصيل الحراري وتستخدم على نطاق واسع في المكونات الإلكترونية وأجهزة الاستشعار وأجهزة الطاقة.
(2) السيراميك الميكانيكي: يستخدم السيراميك الميكانيكي بشكل أساسي مقاومة التآكل العالية وخواصه الصلابة العالية ويستخدم على نطاق واسع في أختام السيراميك الميكانيكية وأدوات القطع والمحامل والتروس والأجزاء الميكانيكية الأخرى.
(3) سيراميك المحرك: تستخدم محركات العزل الحراري المصنوعة من مواد السيراميك على نطاق واسع في شفرات التوربينات الغازية ، وقمم المكبس ، والإدخالات ، وما إلى ذلك ، بسبب مقاومتها للحرارة ، ومقاومة التلف ، والقوة العالية ، والمتانة العالية ، وخفيفة الوزن ، وخصائص العزل الحراري الممتازة.
(4) السيراميك الكيميائي: مقاومة التآكل للسيراميك تجعلها خيارًا مثاليًا للبوتقة والمبادلات الحرارية ومختلف المكونات المقاومة للتآكل المستخدمة في صهر المعادن غير الحديدية والمعادن النادرة.
(5) السيراميك الحيوي: يستخدم السيراميك الحيوي غالبًا في المجال الطبي ، مثل إصلاح العظام وتجديدها ، وزرع العظام ، ومواد إصلاح الأسنان ، نظرًا لتوافقها الحيوي الممتاز واستقرارها.

III. خصائص السيراميك الإنشائي
1. مقاومة درجات الحرارة العالية: لا يزال السيراميك الإنشائي ، بنقاط انصهاره العالية ومعاملات التمدد المنخفضة للغاية ، يحافظ على الخصائص الفيزيائية والكيميائية المستقرة في البيئات ذات درجات الحرارة العالية أو يتحمل التغيرات الحادة في درجات الحرارة في حالات التبريد والتدفئة السريعة دون تشوه أو تشقق ، ضمان موثوقية دائمة لمواد السيراميك تحت عمليات درجة حرارة عالية.
2. قوة عالية وصلابة عالية: قوة الضغط وصلابة السيراميك الهيكلي رائعة لأنها تحتوي على بنية بلورية كثيفة يمكنها بسهولة التعامل مع تحديات الضغط الميكانيكي عالي الحمل.
3. مقاومة التآكل: السيراميك الهيكلي ، مثل نيتريد السيليكون والألومينا ، يحمل مقاومة جيدة للتآكل لمعظم المواد الكيميائية بسبب ثباتها الكيميائي المتأصل وخصائصها غير المعدنية ، مما يجعلها مناسبة للبيئات القاسية مثل الصهر الكيميائي.
4. العزل الكهربائي: يمكن للعزل الكهربائي للسيراميك الإنشائي أن يمنع تدفق التيار بشكل فعال. بالإضافة إلى ثابت العزل الكهربائي المنخفض ، فإنه يعزز القدرة على منع التسرب الحالي والدوائر القصيرة ، مما يجعلها الخيار المثالي للعوازل والمكونات الإلكترونية الدقيقة والمعدات ذات الجهد العالي ، مما يضمن التشغيل الآمن والمستقر للأنظمة الكهربائية.
5. مقاومة التآكل: تتميز السيراميك الإنشائي بصلابة سطح عالية ومقاومة جيدة للتآكل ، مما يجعلها مناسبة لبيئات العمل ذات التآكل الشديد ، مثل أدوات القطع والمواد الكاشطة.