Keramika a keramika

Keramika je druh husté pevné látky vyrobené převážně z křemičitanu hlinitého, která vzniká po sérii technologických zpracování, jako je jemné drcení, míchání, formování, sušení a slinování za vysoké teploty, přičemž hlavními surovinami jsou jíl, minerály a další anorganické sloučeniny. V závislosti na použitých surovinách a textuře lze keramické výrobky rozdělit do dvou hlavních kategorií: pokročilá nebo jemná keramika a tradiční keramika.

Tradiční keramika

Tradiční keramika jsou založeny na přírodních minerálních surovinách, jako je jíl, křemen a živec, které se zpracovávají a vyrábějí se z nich výrobky. Obvykle se používají pro keramiku denní potřeby, stavební sanitární keramiku, průmyslovou keramiku, dekorativní uměleckou keramiku atd. Například na stolní nádobí, čajové soupravy, vázy a další předměty pro domácnost; obklady a dlažby, toalety, umyvadla atd.; izolanty, nádoby na chemikálie atd.; nebo sochy a řemeslné výrobky. Mezi nimi jíl poskytuje plasticitu a přilnavost během slinování, křemen (SiO2) zvyšuje tvrdost a odolnost proti oděru a pomáhá snižovat koeficient tepelné roztažnosti a živec (KAlSi3O8 – NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8) slouží jako tavicí činidlo, které pomáhá snižovat teplotu slinování a dodává výrobku skelný lesk. Mezi další přísady, které lze přidat, patří vápenec, dolomit, mastek atd. pro úpravu vlastností nebo barvy. Tradiční keramika se slinuje v širokém rozsahu teplot v závislosti na konkrétním složení a požadovaných vlastnostech. Existují tři obecné kategorie: keramika s nízkým plamenem (např. kamenina), mezi přibližně 900 °C a 1,200 1,200 °C; keramika se středním plamenem, mezi přibližně 1,350 1,350 °C a 1,400 XNUMX °C; a keramika s vysokým plamenem (např. porcelán): obvykle vyžaduje více než XNUMX XNUMX °C a někdy až XNUMX XNUMX °C.

Tradiční keramika je relativně tvrdá, ale ne tak tvrdá jako jemná keramika, a hustota se liší podle druhu; keramika je lehčí a porcelán je hustší, takže keramika má vysokou míru absorpce vody, zatímco porcelán vodu téměř neabsorbuje. Co se týče tepelné odolnosti a mechanické pevnosti, tradiční keramika má dobrou tepelnou odolnost, ale prudké teplotní rozdíly mohou vést k prasknutí a její mechanická pevnost se může pohybovat od střední až po vysokou v závislosti na druhu keramiky a výrobním procesu. Chemická stabilita je relativně dobrá, vykazuje dobrou odolnost vůči většině kyselin a zásad.

Tradiční keramika je obecně levnější na výrobu, snadněji se vyrábí hromadně, má vynikající odolnost proti korozi a estetiku, v některých aplikacích vykazuje vynikající tepelnou izolaci a má dlouhou tradici dovedností a velkou kulturní hodnotu. Ve srovnání s jemnou keramikou má však tradiční keramika nižší mechanickou pevnost a odolnost proti oděru a je náchylnější k tepelným šokům a rozbití. Během výroby také spotřebovává více energie a je obtížnější ji tvarovat do složitých tvarů.

Pokročilá keramika

Pokročilá keramika, známá také jako technická keramika, inženýrská keramika nebo vysoce výkonná keramika, jsou keramické materiály s vynikajícími vlastnostmi vyrobené z vysoce čistých syntetických surovin a pomocí přesně řízených výrobních procesů. Ve srovnání s tradiční keramikou se pokročilá keramika výrazně liší, pokud jde o výběr složení, výrobní proces a výkon konečného produktu. Například oxidy [oxid hlinitý (Al₂O₃), oxid zirkoničitý (ZrO₂) atd.] se běžně používají ve strukturální a funkční keramice; nitridy [např. nitrid křemíku (Si₃N₄)], které se široce používají ve vysokoteplotním prostředí díky své vysoké pevnosti a odolnosti vůči vysokým teplotám; a karbidy [karbid křemíku (SiC)], které jsou extrémně tvrdé a odolné proti opotřebení a jsou vhodné pro extrémní podmínky; boridy [karbid boru (B₄C) a diborid titaničitý (TiB₂)] mají vynikající odolnost proti opotřebení a tepelnou stabilitu; a další materiály, jako jsou fosfáty, fluoridy a další speciální sloučeniny, se vybírají pro specifické potřeby. Tyto materiály je často nutné jemně zpracovat, aby byla zajištěna čistota a distribuce velikosti částic pro lepší výkon.

Teploty slinování pokročilé keramiky jsou obecně vyšší než u konvenční keramiky v závislosti na typu materiálu, např. slinování aluminové keramiky vyžaduje přibližně 1600 °C až 1800 °C; keramiky z nitridu křemíku přibližně 1700 °C až 2000 °C; keramiky z karbidu křemíku přibližně 2000 °C až 2200 °C; a keramiky z oxidu zirkoničitého přibližně 1450 °C až 1600 °C.

Protože pokročilá keramika má velmi vysoké body tání, často se k podpoře zhutňování a zlepšení mikrostruktury používají speciální metody spékání, jako je spékání za horkého lisu, reakční spékání, spékání plazmatem (SPS) a mikrovlnné spékání. V důsledku toho vysoká pevnost a tvrdost pokročilé keramiky daleko převyšuje pevnost a tvrdost kovů a jiných tradičních materiálů a některé pokročilé keramické materiály (např. karbid křemíku) mají nižší měrnou hmotnost, což je činí vhodnými pro lehké konstrukce. Kromě toho je mnoho pokročilých keramických materiálů vynikajícími elektrickými izolanty a je stabilních při velmi vysokých teplotách, což je činí vhodnými pro použití v leteckém průmyslu a motorových součástkách; jsou vysoce odolné vůči korozi a oxidaci a vykazují dobrou odolnost vůči většině chemikálií. Některé materiály (například hydroxyapatit) jsou biokompatibilní a lze je použít v lékařských implantátech. Jeho speciální funkce, jako je piezoelektrika, feroelektrika, magnetismus atd., lze použít v elektronických součástkách a dalších high-tech oblastech.

Pokročilá keramika nabízí vynikající mechanické vlastnosti, jako je vysoká pevnost, tvrdost a odolnost proti opotřebení; dobrou tepelnou a chemickou stabilitu; přizpůsobitelné fyzikální a chemické vlastnosti pro specifické aplikace; dlouhou životnost a spolehlivost; snížené náklady na údržbu; a je šetrná k životnímu prostředí, netoxická a recyklovatelná. Výrobní proces je však složitý a nákladný; materiál je křehký a lomný, což omezuje určité scénáře použití; obrábění je obtížné, zejména u dílů se složitými tvary; a rozsah výroby je relativně malý s omezenou dostupností na trhu.

Celkově vzato, navzdory výzvám, hraje pokročilá keramika díky svému vynikajícímu výkonu nedílnou roli v řadě high-tech oblastí a s technologickým pokrokem se i nadále rozšiřuje do nových aplikací.

Dodavatel

Pokročilá keramika Společnost nanotrun@yahoo.com, založená 17. října 2012, je high-tech podnik zabývající se výzkumem a vývojem, výrobou, zpracováním, prodejem a technickými službami v oblasti keramických materiálů a výrobků. Mezi naše produkty patří mimo jiné keramické výrobky z karbidu boru, keramické výrobky z nitridu boru, keramické výrobky z karbidu křemíku, keramické výrobky z nitridu křemíku, keramické výrobky z oxidu zirkoničitého atd. V případě zájmu nás neváhejte kontaktovat. (nanotrun@yahoo.com)