توسعه و استفاده از مواد سرامیکی خاص
مواد سرامیکی و فلزی و مواد پلیمری سه ماده پرکاربرد در جامعه امروزی هستند.محصولات سرامیکی به دو دسته سرامیک معمولی و سرامیک پیشرفته تقسیم می شوند.سرامیک های پیشرفته را می توان با توجه به ویژگی ها و موارد استفاده به سرامیک های ساختاری و سرامیک های کاربردی تقسیم کرد.
در میان آنها، سرامیک های ساختاری عمدتاً بر اساس خواص مکانیکی، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش و سایر مواد سرامیکی هستند.سرامیک های کاربردی عمدتا بر اساس ویژگی های الکتریکی، حرارتی، صوتی، نوری، مغناطیسی و سایر ویژگی های مواد سرامیکی هستند.
توسعه سریع سرامیک های جدید را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:
دارای خواص فیزیکی و مکانیکی عالی، استحکام بالا، سختی بالا، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی و عملکرد عالی در گرما، نور، صدا، الکتریسیته، مغناطیس، شیمی، زیست شناسی و غیره است. پاسخگویی به نیازهای علم و فناوری مدرن و ساخت و ساز اقتصادی است.
ارزش افزوده محصول بسیار زیاد است و کاربرد آن بسیار گسترده است که تقریباً در همه اقشار جامعه نفوذ می کند و بازار در آینده به گسترش خود ادامه خواهد داد.
مواد اولیه آن از خاک معدنی یا از طریق سنتز به دست می آید و ذخایر آن بسیار غنی است.
کاربرد مواد سرامیکی جدید
سرامیک های پیشرفته به دلیل ساختار ظریف خاص و یک سری خواص عالی مانند استحکام بالا، سختی بالا، به طور گسترده در زمینه های مختلف اقتصاد ملی مانند دفاع ملی، صنایع شیمیایی، متالورژی، الکترونیک، ماشین آلات، هوافضا، زیست پزشکی استفاده می شود. مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای بالا، رسانایی، عایق، مغناطیس، انتقال نور، نیمه هادی، پیزوالکتریک، آکوستوپتیک، ابررسانا و زیست سازگاری.
صنعت الکترونیک
صنعت الکترونیک بزرگترین بازار کاربرد ترمینال صنعت پیشرفته سرامیک است.سرامیک های الکترونیکی به مواد سرامیکی مورد استفاده در تجهیزات الکترونیکی به عنوان نصب، تثبیت، پشتیبانی، حفاظت، عایق، جداسازی و اتصال اجزای مختلف رادیویی اطلاق می شود.در حال حاضر مواد و اجزای سرامیکی الکترونیکی عمدتاً عبارتند از: درج سرامیکی فیبر نوری، پایه بسته بندی سرامیکی، زیرلایه سرامیکی، ماتریس سرامیکی، بلوک های ترمینال، خازن های سرامیکی چند لایه تراشه و ... مواد اصلی اکسیدها، نیتریدها، کاربیدها، بوریدها و غیره هستند. پیشرفت سریع علم و فناوری مدرن، مواد سرامیکی الکترونیکی را با چالش های شدیدتری مواجه کرده و فرصت های جدیدی برای تحقیق و توسعه در این زمینه ایجاد کرده است.
صنعت خودرو
با پیشرفت سریع علم و فناوری، سرامیک های ویژه و سرامیک های هوشمند بیشتری در خودروها اعمال می شود و انقلاب جدیدی در پردازش و ساخت قطعات خودرو به ارمغان می آورد.در حال حاضر، مواد سرامیکی مورد استفاده در خودروها عمدتاً شامل سرامیک اکسید سیلیکون، سرامیک کاربید سیلیکون، سرامیک نیترید سیلیکون، سرامیک اکسید آلومینیوم است.در آینده، مواد سرامیکی جدید بیشتری مانند اکسید لیتیوم در ساخت خودرو استفاده خواهند شد.
در حال حاضر قطعات اصلی موتورهای خودرو مانند پیستون، سرسیلندر، سوپاپ، لوله اگزوز، کمپرسورهای دود توربین، حسگرهای اکسیژن و شمع ها از مواد سرامیکی پیشرفته ساخته شده و موتور سرامیکی عایق حرارتی بدون آب ساخته شده است. توسعه یافته.
کاربرد مواد سرامیکی در موتورهای خودرو
سنسورهای خودرو باید برای محیط سخت خاص (دمای بالا، دمای پایین، لرزش، شتاب، رطوبت، گاز خروجی) برای مدت طولانی مناسب باشند و باید کوچک و سبک، قابلیت استفاده مجدد خوب، محدوده خروجی وسیع و غیره باشند. سنسور ساخته شده از سرامیک با مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش و عملکردهای الکترومغناطیسی و نوری عالی بالقوه می تواند الزامات فوق را به طور کامل برآورده کند.
کاربرد مواد سرامیکی در سنسورهای خودرو
علاوه بر این، ترمز سرامیکی بر اساس ترمز فیبر کربن ساخته شده است.سختی سطح ترکیب سیلیکون کربن آن نزدیک به الماس است.ساختار فیبر کربن موجود در دیسک آن را قوی، مقاوم در برابر ضربه و مقاوم در برابر خوردگی می کند و باعث می شود دیسک در برابر سایش بسیار مقاوم باشد.ضربه گیر هوشمند با استفاده جامع از اثر پیزوالکتریک مثبت، اثر پیزوالکتریک معکوس و اثر فشار الکتریکی سرامیک های حساس با موفقیت توسعه یافت.به دلیل استفاده از عناصر سرامیکی بسیار حساس، عملکرد شناسایی سطح جاده را دارد و می تواند خود تنظیم شود که می تواند لرزش ناشی از سطح جاده ناهموار خودرو را به حداقل برساند.
هوافضا
مواد مورد استفاده در زمینه هوافضا بیشتر در محیط های بسیار سخت مانند دمای فوق العاده بالا و تشعشعات قوی استفاده می شوند که به موادی با استحکام ویژه بالا، مدول ویژه بالا، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر فرسایش و سایر ویژگی ها نیاز دارند.اگرچه مقیاس بازار صنعت هوافضا محدود است، اما الزامات بالای آن برای خواص مواد به شدت باعث ارتقای سطح توسعه و پیشرفت فنی سرامیک های مهندسی می شود.
محصولات سرامیکی نوری
سرامیک های شفاف سرامیک هایی هستند که می توانند در نور نفوذ کنند.سرامیک های شفاف نه تنها شفافیت و خواص نوری خوبی دارند، بلکه مقاومت بالا، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای بالا، عایق الکتریکی خوب، هدایت حرارتی بالا و خواص دی الکتریک خوب سرامیک های ساختاری را حفظ می کنند.بنابراین، آنها به طور فزاینده ای در فناوری های روشنایی جدید، پنجره های مشاهده تحت دمای بالا، فشار بالا و محیط های خورنده، پنجره های تشخیص مادون قرمز، فیرینگ محافظ موشک، زره شفاف نظامی و سایر زمینه ها استفاده می شوند.
رشته زیست پزشکی
بیوسرامیک به دسته‌ای از مواد سرامیکی اطلاق می‌شود که برای عملکردهای بیولوژیکی یا فیزیولوژیکی خاص استفاده می‌شوند، یعنی مواد سرامیکی که مستقیماً برای بدن انسان استفاده می‌شوند یا مواد بیولوژیکی، پزشکی، بیوشیمیایی و سایر موادی که مستقیماً با بدن انسان مرتبط هستند.به دلیل زیست سازگاری خوب و خواص فیزیکی و شیمیایی پایدار آن، به طور گسترده در ارتوپدی، دندانپزشکی، جراحی پلاستیک، جراحی دهان، جراحی قلب و عروق، چشم پزشکی و سایر زمینه ها استفاده می شود.
صنایع شیمیایی
مواد سرامیکی پایداری شیمیایی عالی دارند.به جز اسید هیدروفلوئوریک و قلیایی با غلظت بالا، تقریباً در برابر تمام غلظت‌های اسیدهای معدنی، نمک‌ها و محیط‌های آلی مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند.با ظهور سرامیک های ساختاری و سرامیک های کاربردی، عملکرد آنها به طور مداوم بهبود یافته است و باعث کاهش شکنندگی و بهبود استحکام می شود.مواد سرامیکی به طور گسترده در صنایع پتروشیمی، کود، داروسازی، مواد غذایی، کاغذ سازی، پالایش، الیاف شیمیایی و سایر صنایع استفاده می شود.به عنوان مثال، پوشش های مقاوم در برابر اسید و کف های مقاوم در برابر اسید برای تجهیزات، برج ها، کشتی ها و خطوط لوله برای تولید، ذخیره سازی و حمل و نقل رسانه های خورنده، پمپ های سرامیکی، شیرها و سایر تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی نیز می توانند به عنوان پرکننده استفاده شوند.
صنعت نساجی
کاربرد مواد سرامیکی در صنعت نساجی عمدتاً در موارد زیر منعکس می شود: اول، قطعات نساجی سرامیکی.دوم پارچه های نساجی سرامیکی است.قطعات نساجی سرامیکی دارای ویژگی های مقاومت در برابر سایش بالا و پایداری شیمیایی خوب هستند.آنها بر روی بخش های کلیدی ماشین آلات و تجهیزات نساجی نصب می شوند و سرعت و کیفیت الیاف و نخ های مصنوعی مانند دیسک های اصطکاکی، دستگاه های رزوه ای و راهنماهای سیمی را تا حد زیادی بهبود می بخشند.علاوه بر این، محققان از فرآیند خاصی برای ترکیب پودر سرامیک با منسوجات برای تهیه پارچه‌هایی با کارکردهای مختلف استفاده کردند که کاربرد مواد سرامیکی در صنعت نساجی را بیشتر ترویج کردند.
میدان نظامی
سرامیک های ویژه در کاربردهای نظامی عمدتاً به آلومینا و کاربید بور اشاره دارند.در ارتش مدرن، صرف نظر از سلاح‌های مدرن دریایی، زمینی، هوایی یا سایر سلاح‌ها، قطعاتی از سرامیک مخصوص ساخته شده‌اند.به عنوان مثال، سرامیک B4C می تواند به عنوان زره ضد گلوله برای هواپیما، وسایل نقلیه و پرسنل استفاده شود.پوشش B4C ساخته شده از فیبر متناسب و مواد کامپوزیت B4C می تواند مانع از نفوذ پرتابه های زرهی کالیبر کوچک شود.علاوه بر این، کاشی عایق حرارتی سرامیکی روی دیواره بیرونی سفینه فضایی یک ماده کامپوزیت الیاف شیشه است که دارای خواص عالی مانند وزن سبک، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر ضربه، هدایت حرارتی کم است و یک ماده عایق حرارتی نظامی ایده آل است.
همچنین از سرامیک های ویژه در سیستم های کنترل موشک استفاده می شود.یک رادوم پنوماتیک به آنتن رادار اضافه می شود تا عملکرد سیستم های مکانیکی، حرارتی و الکتریکی را هماهنگ کند و از عملکرد عادی موشک اطمینان حاصل کند.همچنین مواد ویژه ای با دمای بالا برای موشک ها مورد نیاز است که بسیاری از آنها نیز از سرامیک های فلزی ساخته شده اند.
مواد سرامیکی جدید نه تنها مبنای مادی برای توسعه علمی و فناوری امروزی هستند، بلکه شرایط مادی ضروری برای ایجاد و توسعه صنایع فناوری جدید، تبدیل صنایع سنتی، صرفه جویی در انرژی، حفاظت از محیط زیست و بهبود رقابت بین المللی چین هستند.
پیشرفت مداوم فناوری جدید الزامات سخت گیرانه تری را برای عملکرد مواد سرامیکی جدید مطرح می کند.ما باید دائماً پیشرفت کنیم، فناوری آماده سازی مواد سرامیکی جدید را بهبود بخشیم، و سیستم های مواد جدید را برای کمک بیشتر به پیشرفت جامعه بشری نوآوری کنیم.
زمان ارسال: نوامبر-29-2022