Свойства и преимущества структурной керамики

Вы когда-нибудь задумывались, почему керамические задние панели в смартфонах не только эстетически приятны, но и обладают отличной устойчивостью к износу и царапинам? Как высокотемпературные конструкционные керамические материалы в автомобильных двигателях повышают производительность и эффективность? И почему медицинские устройства и керамические хирургические имплантаты предпочтительнее, помогая улучшить опыт лечения пациентов?

Какая сила кроется за этими, казалось бы, обычными керамическими материалами?
I. Определение структурной керамики
Структурная керамика, также известная как инженерная керамика или высокотемпературная структурная керамика, представляет собой передовые керамические материалы, используемые в высокотемпературных, высоконапряженных и агрессивных средах. Они обладают отличными механическими свойствами, высокой термостойкостью, коррозионной стойкостью и износостойкостью, что позволяет использовать их в суровых условиях эксплуатации, которые трудно обрабатывать металлическими и полимерными материалами. Поэтому структурная керамика играет ключевую роль в содействии развитию некоторых новых технологий и демонстрирует широкие перспективы применения и потенциальные экономические и социальные выгоды в таких областях, как электронная техника, энергетика, машиностроение, автомобили, металлургия, химическая промышленность, биология и медицина.

II. Виды структурной керамики
1. Классификация согласно структурным керамическим материалам
(1) Оксидная керамика: например, глинозем, иттрий, цирконий, муллит, закаленный цирконий, циркон, титанат алюминия и т. Д.;
(2) Нитридная керамика: например, нитрид алюминия, нитрид кремния, нитрид бора, сиалон и т. Д.;
(3) карбидная керамика: например, карбид кремния, карбид титана, карбид бора и т. Д.;
(4) Боридная керамика: например, борид титана, борид циркония и т. Д.

2. Классификация согласно области применения структурной керамики
(1) Электронная керамика: электронные конструкционные керамические материалы ценятся за их отличную электрическую изоляцию и теплопроводность и широко используются в электронных компонентах, датчиках и силовых устройствах.
(2) Механическая керамика: Механическая керамика в основном использует свою высокую износостойкость и высокие свойства твердости и широко используется в механических керамических уплотнениях, режущих инструментах, подшипниках, шестернях и других механических деталях.
(3) Керамика двигателя: теплоизоляционные двигатели из керамических материалов широко используются в лопатках газовых турбин, поршневых вершинах и вставках и т. Д. Из-за их термостойкости, устойчивости к повреждениям, высокой прочности, высокой прочности, легкости и отличных теплоизоляционных свойств.
(4) Химическая керамика: коррозионная стойкость керамики делает их идеальным выбором для тиглей, теплообменников и различных коррозионно-стойких компонентов, используемых при выплавке цветных и редких металлов.
(5) Биосерамикс: Биосерамикс часто использованы в медицинском поле, как ремонт и регенерация косточки, протезные импланц, и зубоврачебные материалы ремонта, должные к их превосходным биосовместимости и стабильности.

III. Характеристики структурной керамики
1. Устойчивость к высоким температурам: конструкционная керамика с ее высокими температурами плавления и чрезвычайно низкими коэффициентами расширения может по-прежнему сохранять стабильные физические и химические свойства в условиях высоких температур или выдерживать резкие изменения температуры в условиях быстрого охлаждения и нагрева без деформации или растрескивания, обеспечение длительной надежности керамических материалов при высокотемпературных операциях.
2. Высокая прочность и высокая твердость: прочность на сжатие и твердость конструкционной керамики замечательны, потому что они имеют плотную кристаллическую структуру, которая может легко справиться с проблемами механической нагрузки.
3. Коррозионная устойчивость: Структурная керамика, как нитрид кремния и глинозем, показывает хорошую коррозионную устойчивость к большинств химическим веществам должным к их свойственной химической стабильности и неметаллическим свойствам, делая их соответствующим для жестких окружающих сред как химическая выплавка.
4. Электрическая изоляция: электрическая изоляция конструкционной керамики может эффективно блокировать поток тока. В сочетании с их низкой диэлектрической проницаемостью он дополнительно повышает способность предотвращать утечку тока и короткие замыкания, что делает их идеальным выбором для изоляторов, прецизионных электронных компонентов и высоковольтного оборудования, обеспечивая безопасную и стабильную работу электрических систем.
5. Износостойкость: конструкционная керамика имеет высокую твердость поверхности и хорошую износостойкость, что делает их пригодными для рабочих сред с сильным износом, таких как режущие инструменты и абразивы.