تطوير وتطبيق مواد خاصة من السيراميك
المواد الخزفية والمعدنية والبوليمر هي المواد الثلاثة الأكثر استخدامًا في مجتمع اليوم.تنقسم منتجات السيراميك إلى سيراميك عادي وسيراميك متقدم.يمكن تقسيم السيراميك المتقدم إلى سيراميك إنشائي وسيراميك وظيفي وفقًا لخصائصه واستخداماته.
من بينها ، يعتمد السيراميك الإنشائي بشكل أساسي على خصائصه الميكانيكية ، ومقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة التآكل ومواد السيراميك الأخرى ؛يعتمد السيراميك الوظيفي بشكل أساسي على خصائصه الكهربائية والحرارية والصوتية والبصرية والمغناطيسية وغيرها من خصائص مواد السيراميك.
يمكن تلخيص التطور السريع للسيراميك الجديد على النحو التالي:
لها خصائص فيزيائية وميكانيكية ممتازة ، وقوة عالية ، وصلابة عالية ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة الصدمات الحرارية ، ووظائف ممتازة في الحرارة ، والضوء ، والصوت ، والكهرباء ، والمغناطيسية ، والكيمياء ، والبيولوجيا ، وما إلى ذلك. تلبية احتياجات العلوم والتكنولوجيا الحديثة والبناء الاقتصادي.
القيمة المضافة للمنتج عالية جدًا ، والتطبيق واسع جدًا ، والذي يتغلغل تقريبًا في جميع مناحي الحياة وسيستمر السوق في التوسع في المستقبل.
يتم الحصول على المواد الخام من التربة المعدنية أو من خلال التوليف ، كما أن احتياطياتها غنية جدًا.
تطبيق مواد خزفية جديدة
يستخدم السيراميك المتقدم على نطاق واسع في مختلف مجالات الاقتصاد الوطني ، مثل الدفاع الوطني ، والصناعات الكيماوية ، والمعادن ، والإلكترونيات ، والآلات ، والفضاء ، والطب الحيوي ، بسبب هيكلها الدقيق المحدد وسلسلة من الخصائص الممتازة ، مثل القوة العالية والصلابة العالية ، مقاومة التآكل ، مقاومة التآكل ، مقاومة درجات الحرارة العالية ، الموصلية ، العزل ، المغناطيسية ، انتقال الضوء ، أشباه الموصلات ، الكهروضغطية ، الصوتية ، فائقة التوصيل ، والتوافق الحيوي.
الصناعة الالكترونية
تعد الصناعة الإلكترونية أكبر سوق تطبيقات طرفي لصناعة السيراميك المتقدمة.يشير السيراميك الإلكتروني إلى المواد الخزفية المستخدمة في المعدات الإلكترونية مثل التركيب والتثبيت والدعم والحماية والعزل والعزل والاتصال لمكونات الراديو المختلفة.في الوقت الحاضر ، تشتمل المواد والمكونات الخزفية الإلكترونية بشكل أساسي على: إدراج سيراميك الألياف الضوئية ، وقاعدة تغليف السيراميك ، وركيزة خزفية ، ومصفوفة سيراميك ، وكتل طرفي ، ومكثفات سيراميك متعددة الطبقات ، إلخ. طرح التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا الحديثة تحديات أكثر خطورة على مواد السيراميك الإلكترونية وخلق فرصًا جديدة للبحث والتطوير في هذا المجال.
صناعة السيارات
مع التطور السريع للعلم والتكنولوجيا ، تم تطبيق المزيد من السيراميك الخاص والسيراميك الذكي على السيارات ، مما أدى إلى ثورة جديدة في معالجة وتصنيع قطع غيار السيارات.في الوقت الحاضر ، تشتمل المواد الخزفية المستخدمة في السيارات بشكل أساسي على سيراميك أكسيد السيليكون ، سيراميك كربيد السيليكون ، سيراميك نيتريد السيليكون ، سيراميك أكسيد الألومنيوم.في المستقبل ، سيتم استخدام المزيد من مواد السيراميك الخاصة الجديدة مثل أكسيد الليثيوم في صناعة السيارات.
في الوقت الحاضر ، الأجزاء الرئيسية لمحركات السيارات ، مثل المكابس ورؤوس الأسطوانات والصمامات وأنابيب العادم وضواغط دخان التوربينات وأجهزة استشعار الأكسجين وشمعات الإشعال ، مصنوعة من مواد خزفية متطورة ، وقد تم استخدام محرك سيراميك عازل حراري خالٍ من الماء المتقدمة.
تطبيق مواد السيراميك في محركات السيارات
يجب أن تكون مستشعرات السيارات مناسبة للبيئة القاسية المحددة (درجة حرارة عالية ، درجة حرارة منخفضة ، اهتزاز ، تسارع ، رطوبة ، غاز العادم) لفترة طويلة ، ويجب أن تكون صغيرة وخفيفة ، وقابلية جيدة لإعادة الاستخدام ، ونطاق إخراج واسع ، إلخ. جهاز استشعار مصنوع من السيراميك مع مقاومة الحرارة ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل والوظائف الكهرومغناطيسية والبصرية الممتازة المحتملة يمكن أن تلبي المتطلبات المذكورة أعلاه بشكل كامل.
تطبيق مواد السيراميك في مجسات السيارات
بالإضافة إلى ذلك ، يتم تصنيع مكابح السيراميك على أساس مكابح ألياف الكربون.صلابة سطح مركب السيليكون الكربوني قريبة من الماس.هيكل ألياف الكربون الموجود في القرص يجعله قويًا ومقاومًا للصدمات ومقاوم للتآكل ، مما يجعل القرص شديد المقاومة للتآكل.تم تطوير ممتص الصدمات الذكي بنجاح من خلال الاستخدام الشامل للتأثير الكهروضغطي الإيجابي والتأثير الكهروضغطي العكسي وتأثير الاحتكاك الكهربائي للسيراميك الحساس.نظرًا لاستخدام عناصر السيراميك شديدة الحساسية ، فإن لها وظيفة تحديد سطح الطريق ويمكنها إجراء ضبط ذاتي ، مما يقلل الاهتزاز الناجم عن سطح الطريق الوعرة للسيارة.
الفضاء
تُستخدم المواد المستخدمة في مجال الفضاء في الغالب في البيئات القاسية مثل درجات الحرارة العالية جدًا والإشعاع القوي ، والتي تتطلب مواد ذات قوة محددة عالية ومعامل محدد عالي ومقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة الاجتثاث وخصائص أخرى.على الرغم من أن حجم السوق لصناعة الطيران محدود ، إلا أن متطلباتها العالية لخصائص المواد تعزز بقوة مستوى التطوير والتقدم التقني للسيراميك الهندسي.
منتجات السيراميك البصري
السيراميك الشفاف عبارة عن سيراميك يمكنه اختراق الضوء.لا تتمتع الخزفيات الشفافة بشفافية وخصائص بصرية جيدة فحسب ، بل تحافظ أيضًا على القوة العالية ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة درجات الحرارة العالية ، والعزل الكهربائي الجيد ، والتوصيل الحراري العالي ، والخصائص العازلة الجيدة للسيراميك الإنشائي.لذلك ، يتم استخدامها بشكل متزايد في تقنيات الإضاءة الجديدة ، ونوافذ المراقبة تحت درجات الحرارة العالية ، والضغط العالي والبيئات المسببة للتآكل ، ونوافذ الكشف بالأشعة تحت الحمراء ، والهيكل الواقي للصواريخ ، والدروع العسكرية الشفافة وغيرها من المجالات.
مجال الطب الحيوي
تشير السيراميك الحيوي إلى فئة من المواد الخزفية المستخدمة لوظائف بيولوجية أو فسيولوجية محددة ، أي مواد السيراميك المستخدمة مباشرة لجسم الإنسان أو المواد البيولوجية والطبية والكيميائية الحيوية وغيرها من المواد المرتبطة مباشرة بجسم الإنسان.نظرًا لتوافقه الحيوي الجيد وخصائصه الفيزيائية والكيميائية المستقرة ، فإنه يستخدم على نطاق واسع في جراحة العظام وطب الأسنان والجراحة التجميلية وجراحة الفم وجراحة القلب والأوعية الدموية وطب العيون وغيرها من المجالات.
الصناعة الكيماوية
تتمتع مواد السيراميك باستقرار كيميائي ممتاز.باستثناء حمض الهيدروفلوريك والقلويات عالية التركيز ، فهي تتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل لجميع تركيزات الأحماض غير العضوية والأملاح والوسائط العضوية.مع ظهور السيراميك الإنشائي والسيراميك الوظيفي ، تم تحسين أدائها باستمرار ، مما قلل من هشاشته وتحسين القوة.تستخدم مواد السيراميك على نطاق واسع في البتروكيماويات والأسمدة والأدوية والأغذية وصناعة الورق والتكرير والألياف الكيماوية وغيرها من الصناعات.على سبيل المثال ، يمكن أيضًا استخدام البطانات المقاومة للأحماض والأرضيات المقاومة للأحماض للمعدات والأبراج والأوعية وخطوط الأنابيب لإنتاج وتخزين ونقل الوسائط المسببة للتآكل ومضخات السيراميك والصمامات وغيرها من المعدات المقاومة للتآكل كمواد مالئة.
صناعة النسيج
ينعكس استخدام مواد السيراميك في صناعة النسيج بشكل رئيسي في: أولاً ، أجزاء المنسوجات الخزفية ؛والثاني هو الأقمشة الخزفية.تتميز أجزاء المنسوجات الخزفية بخصائص مقاومة التآكل العالية والاستقرار الكيميائي الجيد.يتم تثبيتها على الأجزاء الرئيسية من آلات ومعدات النسيج ، مما يحسن بشكل كبير من سرعة وجودة الألياف الصناعية والخيوط ، مثل أقراص الاحتكاك ، وقواطع الخيوط ، وموجهات الأسلاك.بالإضافة إلى ذلك ، استخدم الباحثون عملية خاصة للجمع بين مسحوق السيراميك والمنسوجات لإعداد الأقمشة ذات الوظائف المختلفة ، مما يزيد من تعزيز استخدام مواد السيراميك في صناعة النسيج.
المجال العسكري
تشير الخزفيات الخاصة في التطبيقات العسكرية بشكل أساسي إلى الألومينا وكربيد البورون.في الجيش الحديث ، بغض النظر عن الأسلحة الحديثة البحرية أو البرية أو الجوية أو غيرها من الأسلحة ، هناك مكونات مصنوعة من السيراميك الخاص.على سبيل المثال ، يمكن استخدام سيراميك B4C كدرع مضاد للرصاص للطائرات والمركبات والأفراد ؛يمكن لبطانة B4C المصنوعة من الألياف المتناسبة والمواد المركبة B4C أن تمنع تغلغل المقذوفات المدرعة ذات العيار الصغير.بالإضافة إلى ذلك ، بلاط العزل الحراري الخزفي الموجود على الجدار الخارجي لسفينة الفضاء عبارة عن مادة مركبة من الألياف الزجاجية ، والتي لها خصائص ممتازة مثل الوزن الخفيف ، ومقاومة الحرارة ، ومقاومة الصدمات ، والتوصيل الحراري المنخفض ، وهي مادة عزل حراري عسكرية مثالية.
تستخدم السيراميك الخاص أيضًا في أنظمة التحكم في الصواريخ.تمت إضافة رادوم هوائي إلى هوائي الرادار لتنسيق وظائف الأنظمة الميكانيكية والحرارية والكهربائية وضمان التشغيل العادي للصاروخ ؛هناك أيضًا مواد خاصة ذات درجات حرارة عالية مطلوبة للصواريخ ، وكثير منها مصنوع أيضًا من السيراميك المعدني.
المواد الخزفية الجديدة ليست فقط الأساس المادي للتطور العلمي والتكنولوجي اليوم ، ولكن أيضًا الظروف المادية التي لا غنى عنها لإنشاء وتطوير صناعات تكنولوجية جديدة ، وتحويل الصناعات التقليدية ، وتوفير الطاقة ، وحماية البيئة ، وتحسين القدرة التنافسية الدولية للصين.
سيضع التقدم المستمر للتكنولوجيا الجديدة متطلبات أكثر صرامة لأداء مواد السيراميك الجديدة.يجب علينا المضي قدمًا باستمرار ، وتحسين تكنولوجيا التحضير للمواد الخزفية الجديدة ، وابتكار أنظمة مواد جديدة لتقديم مساهمات أكبر في تقدم المجتمع البشري.
الوقت ما بعد: 29 نوفمبر - 2022