DÉVELOPPEMENT ET APPLICATION DE MATÉRIAUX CÉRAMIQUES SPÉCIAUX
Les matériaux céramiques et métalliques et les matériaux polymères sont les trois matériaux les plus utilisés dans la société actuelle.Les produits céramiques sont divisés en céramiques ordinaires et en céramiques avancées.Les céramiques avancées peuvent être divisées en céramiques structurelles et céramiques fonctionnelles selon leurs caractéristiques et leurs utilisations.
Parmi eux, les céramiques structurelles sont principalement basées sur leurs propriétés mécaniques, leur résistance aux hautes températures, leur résistance à la corrosion, leur résistance à l'usure et d'autres matériaux céramiques ;Les céramiques fonctionnelles sont principalement basées sur leurs caractéristiques électriques, thermiques, acoustiques, optiques, magnétiques et autres des matériaux céramiques.
Le développement rapide de nouvelles céramiques peut se résumer comme suit :
Il a d'excellentes propriétés physiques et mécaniques, une résistance élevée, une dureté élevée, une résistance à l'usure, une résistance à la corrosion, une résistance à haute température, une résistance aux chocs thermiques et d'excellentes fonctions dans la chaleur, la lumière, le son, l'électricité, le magnétisme, la chimie, la biologie, etc. Il peut répondre aux besoins de la science et de la technologie modernes et de la construction économique.
La valeur ajoutée du produit est assez élevée et l'application est très étendue, ce qui imprègne presque tous les horizons de la vie et le marché continuera de se développer à l'avenir.
Ses matières premières sont obtenues à partir du sol minéral ou par synthèse et ses réserves sont très riches.
Application de nouveaux matériaux céramiques
Les céramiques avancées sont largement utilisées dans divers domaines de l'économie nationale, tels que la défense nationale, l'industrie chimique, la métallurgie, l'électronique, les machines, l'aérospatiale, la biomédecine, en raison de leur structure fine spécifique et d'une série d'excellentes propriétés, telles que haute résistance, haute dureté , résistance à l'usure, résistance à la corrosion, résistance aux hautes températures, conductivité, isolation, magnétisme, transmission de la lumière, semi-conducteur, piézoélectrique, acoustooptique, supraconducteur et biocompatibilité.
Industrie électronique
L'industrie électronique est le plus grand marché d'applications terminales de l'industrie céramique avancée.Les céramiques électroniques désignent les matériaux céramiques utilisés dans les équipements électroniques pour l'installation, la fixation, le support, la protection, l'isolation, l'isolation et la connexion de divers composants radio.À l'heure actuelle, les matériaux et composants électroniques en céramique comprennent principalement : un insert en céramique à fibre optique, une base d'emballage en céramique, un substrat en céramique, une matrice en céramique, des borniers, des condensateurs en céramique multicouches à puce, etc. Les principaux matériaux sont les oxydes, les nitrures, les carbures, les borures, etc. Le développement rapide de la science et de la technologie modernes a posé des défis plus sévères aux matériaux céramiques électroniques et a créé de nouvelles opportunités pour la recherche et le développement dans ce domaine.
Industrie automobile
Avec le développement rapide de la science et de la technologie, davantage de céramiques spéciales et de céramiques intelligentes sont appliquées aux automobiles, apportant une nouvelle révolution au traitement et à la fabrication de pièces automobiles.À l'heure actuelle, les matériaux céramiques utilisés dans les automobiles comprennent principalement les céramiques d'oxyde de silicium, les céramiques de carbure de silicium, les céramiques de nitrure de silicium, les céramiques d'oxyde d'aluminium.À l'avenir, davantage de nouveaux matériaux céramiques spéciaux tels que l'oxyde de lithium seront utilisés dans la construction automobile.
À l'heure actuelle, les principales pièces des moteurs automobiles, telles que les pistons, les culasses, les soupapes, les tuyaux d'échappement, les compresseurs de fumée de turbine, les capteurs d'oxygène et les bougies d'allumage, sont constituées de matériaux céramiques avancés, et un moteur en céramique à isolation thermique sans eau a été développé.
Application des matériaux céramiques dans les moteurs automobiles
Les capteurs automobiles doivent être adaptés à l'environnement difficile spécifique (haute température, basse température, vibration, accélération, humidité, gaz d'échappement) pendant une longue période, et doivent être petits et légers, bonne réutilisabilité, large plage de sortie, etc. capteur en céramique avec résistance à la chaleur, résistance à la corrosion, résistance à l'usure et d'excellentes fonctions électromagnétiques et optiques potentielles peuvent pleinement répondre aux exigences ci-dessus.
Application des matériaux céramiques dans les capteurs automobiles
De plus, le frein en céramique est fabriqué à base de frein en fibre de carbone.La dureté de sa surface en composé carbone-silicium est proche du diamant.La structure en fibre de carbone du disque le rend solide, résistant aux chocs et à la corrosion, ce qui rend le disque extrêmement résistant à l'usure.L'amortisseur intelligent développé avec succès en utilisant de manière exhaustive l'effet piézoélectrique positif, l'effet piézoélectrique inverse et l'effet d'électrostriction des céramiques sensibles.En raison de l'utilisation d'éléments en céramique très sensibles, il a pour fonction d'identifier la surface de la route et peut effectuer un réglage automatique, ce qui peut minimiser les vibrations causées par la surface de la route rugueuse de la voiture.
Aérospatial
Les matériaux utilisés dans le domaine aérospatial sont principalement utilisés dans des environnements extrêmement difficiles tels que les températures ultra-élevées et les rayonnements puissants, qui nécessitent des matériaux à haute résistance spécifique, module spécifique élevé, résistance aux hautes températures, résistance à l'ablation et autres caractéristiques.Bien que l'échelle du marché de l'industrie aérospatiale soit limitée, ses exigences élevées en matière de propriétés des matériaux favorisent fortement le niveau de développement et le progrès technique des céramiques techniques.
Produits céramiques optiques
Les céramiques transparentes sont des céramiques qui peuvent pénétrer la lumière.Les céramiques transparentes ont non seulement une bonne transparence et de bonnes propriétés optiques, mais maintiennent également la haute résistance, la résistance à la corrosion, la résistance aux hautes températures, la bonne isolation électrique, la conductivité thermique élevée et les bonnes propriétés diélectriques des céramiques structurelles.Par conséquent, ils sont de plus en plus utilisés dans les nouvelles technologies d'éclairage, les fenêtres d'observation dans des environnements à haute température, haute pression et corrosifs, les fenêtres de détection infrarouge, le carénage de protection contre les missiles, l'armure transparente militaire et d'autres domaines.
Domaine biomédical
La biocéramique fait référence à une classe de matériaux céramiques utilisés pour des fonctions biologiques ou physiologiques spécifiques, c'est-à-dire des matériaux céramiques directement utilisés pour le corps humain ou des matériaux biologiques, médicaux, biochimiques et autres directement liés au corps humain.En raison de sa bonne biocompatibilité et de ses propriétés physicochimiques stables, il est largement utilisé en orthopédie, en dentisterie, en chirurgie plastique, en chirurgie buccale, en chirurgie cardiovasculaire, en ophtalmologie et dans d'autres domaines.
Industrie chimique
Les matériaux céramiques ont une excellente stabilité chimique.À l'exception de l'acide fluorhydrique et des alcalis à haute concentration, ils ont une excellente résistance à la corrosion à presque toutes les concentrations d'acides inorganiques, de sels et de milieux organiques.Avec l'avènement des céramiques structurelles et des céramiques fonctionnelles, leurs performances ont été continuellement améliorées, réduisant la fragilité et améliorant la résistance.Les matériaux céramiques sont largement utilisés dans la pétrochimie, les engrais, la pharmacie, l'alimentation, la fabrication du papier, le raffinage, la fibre chimique et d'autres industries.Par exemple, les revêtements résistants aux acides et les sols résistants aux acides pour les équipements, les tours, les cuves et les pipelines pour la production, le stockage et le transport de fluides corrosifs, les pompes en céramique, les vannes et autres équipements résistants à la corrosion peuvent également être utilisés comme charges.
Industrie textile
L'application des matériaux céramiques dans l'industrie textile se reflète principalement dans : premièrement, les pièces textiles en céramique ;Le second est constitué de tissus textiles en céramique.Les pièces textiles en céramique ont les caractéristiques d'une résistance élevée à l'usure et d'une bonne stabilité chimique.Ils sont installés sur les pièces clés des machines et équipements textiles, améliorant considérablement la vitesse et la qualité des fibres et fils synthétiques, tels que les disques de friction, les coupe-fils et les guide-fils.De plus, les chercheurs ont utilisé un procédé spécial pour combiner la poudre de céramique avec des textiles pour préparer des tissus aux fonctions diverses, favorisant davantage l'application de matériaux céramiques dans l'industrie textile.
Domaine militaire
Les céramiques spéciales dans les applications militaires se réfèrent principalement à l'alumine et au carbure de bore.Dans l'armée moderne, peu importe les armes modernes de mer, de terre, d'air ou d'autres armes, il existe des composants en céramique spéciale.Par exemple, la céramique B4C peut être utilisée comme blindage pare-balles pour les avions, les véhicules et le personnel ;La doublure B4C en fibre proportionnelle et en matériau composite B4C peut bloquer la pénétration de projectiles blindés de petit calibre.De plus, le carreau d'isolation thermique en céramique sur la paroi extérieure du vaisseau spatial est un matériau composite en fibre de verre, qui possède d'excellentes propriétés telles que la légèreté, la résistance à la chaleur, la résistance aux chocs, la faible conductivité thermique et est un matériau d'isolation thermique militaire idéal.
Des céramiques spéciales sont également utilisées dans les systèmes de contrôle de missiles.Un radôme pneumatique est ajouté à l'antenne radar pour coordonner les fonctions des systèmes mécaniques, thermiques et électriques et assurer le fonctionnement normal du missile ;Il existe également des matériaux spéciaux à haute température nécessaires pour les fusées, dont beaucoup sont également en céramique métallique.
Les nouveaux matériaux céramiques ne sont pas seulement la base matérielle du développement scientifique et technologique d'aujourd'hui, mais aussi les conditions matérielles indispensables pour établir et développer de nouvelles industries technologiques, transformer les industries traditionnelles, économiser l'énergie, protéger l'environnement et améliorer la compétitivité internationale de la Chine.
Les progrès continus des nouvelles technologies mettront en avant des exigences plus strictes pour les performances des nouveaux matériaux céramiques.Nous devons constamment aller de l'avant, améliorer la technologie de préparation de nouveaux matériaux céramiques et innover de nouveaux systèmes de matériaux pour apporter une plus grande contribution au progrès de la société humaine.
Heure de publication : 29 novembre 2022