DESARROLLO Y APLICACIÓN DE MATERIALES CERÁMICOS ESPECIALES
Los materiales cerámicos y metálicos y los materiales poliméricos son los tres materiales más utilizados en la sociedad actual.Los productos cerámicos se dividen en cerámica ordinaria y cerámica avanzada.La cerámica avanzada se puede dividir en cerámica estructural y cerámica funcional según sus características y usos.
Entre ellos, la cerámica estructural se basa principalmente en sus propiedades mecánicas, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste y otros materiales cerámicos;Las cerámicas funcionales se basan principalmente en sus características eléctricas, térmicas, acústicas, ópticas, magnéticas y otras características de los materiales cerámicos.
El rápido desarrollo de nuevas cerámicas se puede resumir de la siguiente manera:
Tiene excelentes propiedades físicas y mecánicas, alta resistencia, alta dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas, resistencia al choque térmico y excelentes funciones en calor, luz, sonido, electricidad, magnetismo, química, biología, etc. Puede satisfacer las necesidades de la ciencia y la tecnología modernas y la construcción económica.
El valor agregado del producto es bastante alto y la aplicación es muy extensa, que casi impregna todos los ámbitos de la vida y el mercado continuará expandiéndose en el futuro.
Sus materias primas se obtienen de suelos minerales o por síntesis, y sus reservas son muy ricas.
Aplicación de Nuevos Materiales Cerámicos
Las cerámicas avanzadas son ampliamente utilizadas en diversos campos de la economía nacional, como la defensa nacional, la industria química, la metalurgia, la electrónica, la maquinaria, la industria aeroespacial, la biomedicina, debido a su estructura fina específica y una serie de excelentes propiedades, como alta resistencia, alta dureza , resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas, conductividad, aislamiento, magnetismo, transmisión de luz, semiconductores, piezoeléctricos, acustoópticos, superconductores y biocompatibilidad.
Industria electrónica
La industria electrónica es el mercado de aplicaciones de terminales más grande de la industria cerámica avanzada.La cerámica electrónica se refiere a los materiales cerámicos utilizados en equipos electrónicos como instalación, fijación, soporte, protección, aislamiento, aislamiento y conexión de varios componentes de radio.En la actualidad, los materiales y componentes cerámicos electrónicos incluyen principalmente: inserto cerámico de fibra óptica, base de empaque cerámico, sustrato cerámico, matriz cerámica, bloques de terminales, capacitores cerámicos multicapa de chip, etc. Los materiales principales son óxidos, nitruros, carburos, boruros, etc. El rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas ha planteado desafíos más graves a los materiales cerámicos electrónicos y ha creado nuevas oportunidades para la investigación y el desarrollo en este campo.
Industria automotriz
Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, se aplican más cerámicas especiales y cerámicas inteligentes a los automóviles, lo que genera una nueva revolución en el procesamiento y la fabricación de piezas de automóviles.En la actualidad, los materiales cerámicos utilizados en automóviles incluyen principalmente cerámicas de óxido de silicio, cerámicas de carburo de silicio, cerámicas de nitruro de silicio, cerámicas de óxido de aluminio.En el futuro, se utilizarán más materiales cerámicos especiales nuevos, como el óxido de litio, en la fabricación de automóviles.
En la actualidad, las partes principales de los motores de automóviles, como pistones, culatas, válvulas, tubos de escape, compresores de humo de turbina, sensores de oxígeno y bujías, están hechos de materiales cerámicos avanzados, y se ha fabricado un motor cerámico de aislamiento térmico sin agua. desarrollado.
Aplicación de Materiales Cerámicos en Motores Automotrices
Se requiere que los sensores de automóviles sean adecuados para el entorno hostil específico (alta temperatura, baja temperatura, vibración, aceleración, humedad, gases de escape) durante mucho tiempo, y deben ser pequeños y livianos, buena reutilización, amplio rango de salida, etc. El sensor hecho de cerámica con resistencia al calor, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste y excelentes funciones electromagnéticas y ópticas potenciales puede cumplir completamente con los requisitos anteriores.
Aplicación de Materiales Cerámicos en Sensores Automotrices
Además, el freno cerámico está hecho sobre la base del freno de fibra de carbono.La dureza de su superficie compuesta de carbono y silicio es cercana a la del diamante.La estructura de fibra de carbono del disco lo hace fuerte, resistente a los impactos y a la corrosión, lo que hace que el disco sea extremadamente resistente al desgaste.El amortiguador inteligente desarrollado con éxito mediante la utilización integral del efecto piezoeléctrico positivo, el efecto piezoeléctrico inverso y el efecto de electroestricción de las cerámicas sensibles.Debido al uso de elementos cerámicos altamente sensibles, tiene la función de identificar la superficie de la carretera y puede realizar autoajustes, lo que puede minimizar la vibración causada por la superficie irregular de la carretera del automóvil.
Aeroespacial
Los materiales utilizados en el campo aeroespacial se utilizan principalmente en entornos extremadamente duros, como temperaturas ultraaltas y radiación fuerte, que requieren materiales con alta resistencia específica, alto módulo específico, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la ablación y otras características.Aunque la escala de mercado de la industria aeroespacial es limitada, sus altos requisitos para las propiedades de los materiales promueven fuertemente el nivel de desarrollo y el progreso técnico de las cerámicas de ingeniería.
Productos de cerámica óptica
Las cerámicas transparentes son cerámicas que pueden penetrar la luz.La cerámica transparente no solo tiene buena transparencia y propiedades ópticas, sino que también mantiene la alta resistencia, la resistencia a la corrosión, la resistencia a altas temperaturas, el buen aislamiento eléctrico, la alta conductividad térmica y las buenas propiedades dieléctricas de la cerámica estructural.Por lo tanto, se utilizan cada vez más en nuevas tecnologías de iluminación, ventanas de observación en entornos de alta temperatura, alta presión y corrosivos, ventanas de detección de infrarrojos, carenado protector de misiles, armaduras militares transparentes y otros campos.
campo biomédico
La biocerámica se refiere a una clase de materiales cerámicos utilizados para funciones biológicas o fisiológicas específicas, es decir, materiales cerámicos utilizados directamente para el cuerpo humano o materiales biológicos, médicos, bioquímicos y otros directamente relacionados con el cuerpo humano.Debido a su buena biocompatibilidad y propiedades fisicoquímicas estables, es ampliamente utilizado en ortopedia, odontología, cirugía plástica, cirugía oral, cirugía cardiovascular, oftalmología y otros campos.
Industria química
Los materiales cerámicos tienen una excelente estabilidad química.Excepto el ácido fluorhídrico y los álcalis de alta concentración, tienen una excelente resistencia a la corrosión a casi todas las concentraciones de ácidos inorgánicos, sales y medios orgánicos.Con la llegada de la cerámica estructural y la cerámica funcional, su rendimiento se ha mejorado continuamente, reduciendo la fragilidad y mejorando la resistencia.Los materiales cerámicos se utilizan ampliamente en industrias petroquímicas, de fertilizantes, farmacéuticas, alimenticias, de fabricación de papel, de refinación, de fibras químicas y otras.Por ejemplo, los revestimientos resistentes a los ácidos y los pisos resistentes a los ácidos para equipos, torres, recipientes y tuberías para la producción, almacenamiento y transporte de medios corrosivos, bombas de cerámica, válvulas y otros equipos resistentes a la corrosión también se pueden usar como rellenos.
Industria textil
La aplicación de materiales cerámicos en la industria textil se refleja principalmente en: primero, piezas textiles cerámicas;El segundo son los tejidos textiles cerámicos.Las piezas textiles de cerámica tienen las características de alta resistencia al desgaste y buena estabilidad química.Se instalan en las partes clave de la maquinaria y el equipo textil, lo que mejora en gran medida la velocidad y la calidad de las fibras e hilos sintéticos, como los discos de fricción, los cortahilos y las guías de alambre.Además, los investigadores usaron un proceso especial para combinar polvo cerámico con textiles para preparar telas con varias funciones, promoviendo aún más la aplicación de materiales cerámicos en la industria textil.
campo militar
Las cerámicas especiales en aplicaciones militares se refieren principalmente a alúmina y carburo de boro.En el ejército moderno, sin importar las armas modernas de mar, tierra, aire u otras armas, hay componentes hechos de cerámica especial.Por ejemplo, las cerámicas B4C se pueden utilizar como blindaje antibalas para aeronaves, vehículos y personal;El revestimiento B4C hecho de fibra proporcional y material compuesto B4C puede bloquear la penetración de proyectiles blindados de pequeño calibre.Además, la loseta de aislamiento térmico de cerámica en la pared exterior de la nave espacial es un material compuesto de fibra de vidrio, que tiene excelentes propiedades como peso ligero, resistencia al calor, resistencia al impacto, baja conductividad térmica y es un material de aislamiento térmico militar ideal.
Las cerámicas especiales también se utilizan en los sistemas de control de misiles.Se agrega un radomo neumático a la antena del radar para coordinar las funciones de los sistemas mecánicos, térmicos y eléctricos y garantizar el funcionamiento normal del misil;También se necesitan materiales especiales de alta temperatura para los cohetes, muchos de los cuales también están hechos de cerámica de metal.
Los nuevos materiales cerámicos no son solo la base material para el desarrollo científico y tecnológico actual, sino también las condiciones materiales indispensables para establecer y desarrollar nuevas industrias tecnológicas, transformar las industrias tradicionales, ahorrar energía, proteger el medio ambiente y mejorar la competitividad internacional de China.
El progreso continuo de la nueva tecnología presentará requisitos más estrictos para el rendimiento de los nuevos materiales cerámicos.Debemos avanzar constantemente, mejorar la tecnología de preparación de nuevos materiales cerámicos e innovar nuevos sistemas de materiales para hacer mayores contribuciones al progreso de la sociedad humana.
Hora de publicación: 29-nov-2022