Ceirmeag agus Ceirmeag

'S e seòrsa de stuth dùmhail a th' ann an ceirmeag, air a dhèanamh sa mhòr-chuid de shiliceat alùmanaim, a chaidh a chruthachadh às dèidh sreath de leigheasan teicneòlais leithid pronnadh mìn, measgachadh, molltair, tiormachadh, agus sintering aig teòthachd àrd le crèadh, mèinnirean, agus todhar neo-organach eile mar na prìomh stuthan amh. A rèir nan stuthan amh a thathar a’ cleachdadh agus an inneach, faodar toraidhean ceirmeag a roinn ann an dà phrìomh roinn: ceirmeag adhartach no mìn agus ceirmeag traidiseanta.

Ceramic traidiseanta

Ceramic traidiseanta Tha iad stèidhichte air stuthan amh mèinnearach nàdarra, leithid crèadh, cuartz, agus feldspar, a thèid a phròiseasadh agus a dhèanamh na thoraidhean. Mar as trice, bithear ga chleachdadh airson ceirmeag làitheil, ceirmeag slàintealachd togail, ceirmeag gnìomhachais, ceirmeag ealain sgeadachaidh, msaa. Mar eisimpleir, bathar-bùird, seataichean tì, vasaichean, agus nithean taighe eile; leacan balla is làir, taighean-beaga, basnaichean nighe, msaa.; stuthan-inslithe, soithichean ceimigeach, msaa.; no snaidheadh ​​agus obair-làimhe. Nam measg, bidh crèadh a’ toirt seachad plasticity agus greamachadh rè shintering, bidh cuartz (SiO2) a’ meudachadh cruas agus strì an aghaidh sgrìobadh agus a’ cuideachadh le bhith a’ lughdachadh co-èifeachd leudachaidh teirmeach, agus bidh feldspar (KAlSi3O8 – NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8) ag obair mar àidseant leaghaidh gus cuideachadh le bhith a’ lughdachadh teòthachd an t-sintering agus a’ toirt deàrrsadh glainneach don toradh. Am measg ghrìtheidean eile a dh’ fhaodadh a bhith air an cur ris tha clach-aoil, dolomite, talc, msaa., gus feartan no dath atharrachadh. Bidh ceirmeag traidiseanta air a shintering aig raon farsaing de theodhachd, a rèir an fhoirmle sònraichte agus na feartan a tha thu ag iarraidh. Tha trì roinnean coitcheann ann: ceirmeag teine-ìosal (me, bathar-crèadha), eadar mu 900°C agus 1,200°C; ceirmeag teine-mheadhanach, eadar mu 1,200°C agus 1,350°C; agus ceirmeag teine-àrd (me, porcelain): mar as trice feumaidh iad barrachd air 1,350°C, agus uaireannan suas ri 1,400°C.

Tha ceirmeag traidiseanta caran cruaidh ach chan eil iad cho cruaidh ri ceirmeag mìn, agus tha an dùmhlachd ag atharrachadh a rèir an t-seòrsa; tha crèadhadaireachd nas aotroime, agus tha porcelain nas dùmhaile, agus mar sin tha ìre àrd de ghabhail a-steach uisge aig crèadhadaireachd, agus is gann gun gabh porcelain a-steach uisge. A thaobh strì an aghaidh teas agus neart meacanaigeach, tha strì an aghaidh teas ceirmeag traidiseanta math, ach faodaidh eadar-dhealachaidhean geura ann an teòthachd leantainn gu reubadh, agus faodaidh an neart meacanaigeach aige a bhith bho mheadhanach gu àrd, a rèir an seòrsa ceirmeag agus a’ phròiseas cinneasachaidh. Tha an seasmhachd cheimigeach caran math, a’ sealltainn deagh strì an aghaidh a’ mhòr-chuid de dh’aigéid agus alcalan.

San fharsaingeachd, tha ceirmeag traidiseanta nas saoire a dhèanamh, nas fhasa a dhèanamh ann an àireamhan mòra, tha strì an aghaidh creimeadh agus bòidhchead sàr-mhath aca, tha insulation teirmeach sàr-mhath aca ann an cuid de thagraidhean, agus tha traidisean fada de sgilean agus luach cultarail mòr aca. Ach, an taca ri ceirmeag mìn, tha neart meacanaigeach nas ìsle agus strì an aghaidh sgrìobadh aig ceirmeag traidiseanta agus tha iad nas buailtiche do chlisgeadh teirmeach agus briseadh. Bidh iad cuideachd ag ithe barrachd lùtha rè cinneasachadh agus tha iad nas duilghe an cruthachadh airson cumaidhean iom-fhillte.

Ceirmeachd adhartach

Ceirmeachd adhartach, ris an canar cuideachd ceirmeag theicnigeach, ceirmeag innleadaireachd, no ceirmeag àrd-choileanaidh, tha iad nan stuthan ceirmeag le feartan sàr-mhath air an dèanamh bho stuthan amh synthetigeach àrd-ghlan agus tro phròiseasan cinneasachaidh fo smachd mionaideach. An coimeas ri ceirmeag traidiseanta, tha ceirmeag adhartach gu math eadar-dhealaichte a thaobh taghadh co-dhèanamh, pròiseas saothrachaidh, agus coileanadh an toraidh chrìochnaichte. Mar eisimpleir, thathas a’ cleachdadh ocsaidean [alumina (Al₂O₃), zirconia (ZrO₂), msaa.] gu cumanta ann an ceirmeag structarail agus gnìomhach; naitridean [me, silicon nitride (Si₃N₄)], a thathas a’ cleachdadh gu farsaing ann an àrainneachdan teòthachd àrd air sgàth an neart àrd agus an aghaidh teòthachd àrd; agus cairbidean [silicon carbide (SiC)], a tha gu math cruaidh agus an aghaidh caitheamh agus a tha freagarrach airson suidheachaidhean anabarrach; tha strì an aghaidh caitheamh agus seasmhachd teirmeach sàr-mhath aig borides [boron carbide (B₄C) agus titanium diboride (TiB₂)]; agus thathas a’ taghadh stuthan eile, leithid fosfáitean, fluorides, agus todhar sònraichte eile, airson feumalachdan sònraichte. Gu tric feumar na stuthan sin a phròiseasadh gu mionaideach gus dèanamh cinnteach à purrachd agus sgaoileadh meud gràinean airson coileanadh nas fheàrr.

Mar as trice, bidh teòthachd shintearachd airson ceirmeag adhartach nas àirde na airson ceirmeag àbhaisteach, a rèir an seòrsa stuth, me, feumaidh sintearachd ceirmeag alumina timcheall air 1600°C gu 1800°C; ceirmeag silicon nitride timcheall air 1700°C gu 2000°C; ceirmeag silicon carbide timcheall air 2000°C gu 2200°C; agus ceirmeag sirconium oxide timcheall air 1450°C gu 1600°C.

Leis gu bheil puingean leaghaidh glè àrd aig ceirmeag adhartach, thathas gu tric a’ cleachdadh dhòighean sintering sònraichte leithid sintering preas teth, sintering ath-bhualadh, sintering plasma sgaoilidh (SPS), agus sintering microwave gus dùmhlachd adhartachadh agus am microstructar a leasachadh. Mar thoradh air an sin, tha neart agus cruas àrd ceirmeag adhartach fada nas àirde na meatailtean agus stuthan traidiseanta eile, agus tha grabhataidh sònraichte dùmhlachd nas ìsle aig cuid de stuthan ceirmeag adhartach (me, silicon carbide), gan dèanamh freagarrach airson dealbhadh aotrom. A bharrachd air an sin, tha mòran de cheirmeag adhartach nan inslitheoirí dealain sàr-mhath agus tha iad seasmhach aig teòthachd glè àrd, gan dèanamh freagarrach airson an cleachdadh ann an co-phàirtean aerospace agus einnsean; tha iad gu math an aghaidh creimeadh agus oxidation agus tha iad a’ nochdadh deagh sheasamh an aghaidh a’ mhòr-chuid de cheimigean. Tha cuid de stuthan (leithid hydroxyapatite) bith-cho-chòrdail agus faodar an cleachdadh ann an implantan meidigeach. Faodar a ghnìomhachd sònraichte, leithid piezoelectricity, ferroelectricity, magnetism, msaa., a chleachdadh ann an co-phàirtean dealanach agus raointean àrd-theicneòlais eile.

Tha feartan meacanaigeach sàr-mhath aig ceirmeag adhartach leithid neart àrd, cruas, agus strì an aghaidh caitheamh; deagh sheasmhachd teirmeach is cheimigeach; feartan fiosaigeach is ceimigeach gnàthaichte airson tagraidhean sònraichte; beatha fhada agus earbsachd; cosgaisean cumail suas nas ìsle; agus tha iad càirdeil don àrainneachd, neo-phuinnseanta, agus ath-chuairteachail. Ach, tha am pròiseas saothrachaidh iom-fhillte agus cosgail; tha an stuth brisg agus brisg, a’ cuingealachadh shuidheachaidhean tagraidh sònraichte; tha innealachadh duilich, gu sònraichte airson pàirtean le cumaidhean iom-fhillte; agus tha sgèile an riochdachaidh an ìre mhath beag, le ruigsinneachd margaidh cuibhrichte.

Gu h-iomlan, a dh’ aindeoin nan dùbhlain, tha pàirt riatanach aig ceirmeag adhartach ann an grunn raointean àrd-theicneòlais air sgàth an coileanadh sàr-mhath agus tha iad a’ leantainn air adhart a’ leudachadh gu tagraidhean ùra mar a bhios teicneòlas a’ dol air adhart.

Solaraiche

Ceirmeachd adhartach Chaidh a stèidheachadh air 17 Dàmhair 2012, agus tha e na iomairt àrd-theicneòlais a tha dealasach a thaobh rannsachadh is leasachadh, cinneasachadh, giullachd, reic agus seirbheisean teicnigeach stuthan is thoraidhean ceirmeag co-cheangailte. Tha na toraidhean againn a’ toirt a-steach ach gun a bhith cuibhrichte gu Toraidhean Ceirmeag Boron Carbide, Toraidhean Ceirmeag Boron Nitride, Toraidhean Ceirmeag Silicon Carbide, Toraidhean Ceirmeag Silicon Nitride, Toraidhean Ceirmeag Zirconium Dioxide, msaa. Ma tha ùidh agad, na bi leisg fios a chuir thugainn. (nanotrun@yahoo.com)