DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE MATERIAIS CERÂMICOS ESPECIAIS
Materiais cerâmicos e metálicos e materiais poliméricos são os três materiais mais amplamente utilizados na sociedade atual.Os produtos cerâmicos são divididos em cerâmica comum e cerâmica avançada.As cerâmicas avançadas podem ser divididas em cerâmicas estruturais e cerâmicas funcionais de acordo com suas características e usos.
Entre eles, a cerâmica estrutural é baseada principalmente em suas propriedades mecânicas, resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, resistência ao desgaste e outros materiais cerâmicos;As cerâmicas funcionais são baseadas principalmente em suas características elétricas, térmicas, acústicas, ópticas, magnéticas e outras características dos materiais cerâmicos.
O rápido desenvolvimento de novas cerâmicas pode ser resumido da seguinte forma:
Possui excelentes propriedades físicas e mecânicas, alta resistência, alta dureza, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, resistência ao choque térmico e excelentes funções em calor, luz, som, eletricidade, magnetismo, química, biologia, etc. atender às necessidades da ciência e tecnologia modernas e construção econômica.
O valor agregado do produto é bastante alto, e a aplicação é muito extensa, que permeia quase todas as esferas da vida e o mercado continuará a se expandir no futuro.
Suas matérias-primas são obtidas do solo mineral ou por síntese, e suas reservas são riquíssimas.
Aplicação de Novos Materiais Cerâmicos
Cerâmicas avançadas são amplamente utilizadas em vários campos da economia nacional, como defesa nacional, indústria química, metalurgia, eletrônica, maquinaria, aeroespacial, biomedicina, devido à sua estrutura fina específica e uma série de excelentes propriedades, como alta resistência, alta dureza , resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, condutividade, isolamento, magnetismo, transmissão de luz, semicondutor, piezoelétrico, acustoótico, supercondutor e biocompatibilidade.
indústria eletrônica
A indústria eletrônica é o maior mercado de aplicação de terminais da indústria de cerâmica avançada.As cerâmicas eletrônicas referem-se aos materiais cerâmicos utilizados em equipamentos eletrônicos como instalação, fixação, suporte, proteção, isolação, isolação e conexão de diversos componentes de rádio.Atualmente, os materiais e componentes cerâmicos eletrônicos incluem principalmente: inserto cerâmico de fibra óptica, base de embalagem cerâmica, substrato cerâmico, matriz cerâmica, blocos terminais, capacitores cerâmicos multicamadas de chip, etc. Os principais materiais são óxidos, nitretos, carbonetos, boretos, etc. O rápido desenvolvimento da ciência e tecnologia modernas impôs desafios mais severos aos materiais cerâmicos eletrônicos e criou novas oportunidades para pesquisa e desenvolvimento neste campo.
Indústria automobilística
Com o rápido desenvolvimento da ciência e tecnologia, mais cerâmicas especiais e cerâmicas inteligentes são aplicadas aos automóveis, trazendo uma nova revolução para o processamento e fabricação de peças automotivas.Atualmente, os materiais cerâmicos usados em automóveis incluem principalmente cerâmica de óxido de silício, cerâmica de carboneto de silício, cerâmica de nitreto de silício, cerâmica de óxido de alumínio.No futuro, mais novos materiais cerâmicos especiais, como o óxido de lítio, serão usados na fabricação de automóveis.
Atualmente, as principais partes dos motores de automóveis, como pistões, cabeçotes, válvulas, tubos de escape, compressores de fumaça de turbinas, sensores de oxigênio e velas de ignição, são feitas de materiais cerâmicos avançados, e um motor cerâmico de isolamento térmico sem água foi desenvolvido. desenvolvido.
Aplicação de Materiais Cerâmicos em Motores Automotivos
Os sensores automotivos devem ser adequados para o ambiente hostil específico (alta temperatura, baixa temperatura, vibração, aceleração, umidade, gases de escape) por um longo período de tempo e devem ser pequenos e leves, boa reutilização, ampla faixa de saída, etc. O sensor feito de cerâmica com resistência ao calor, resistência à corrosão, resistência ao desgaste e excelentes funções eletromagnéticas e ópticas em potencial pode atender totalmente aos requisitos acima.
Aplicação de Materiais Cerâmicos em Sensores Automotivos
Além disso, o freio de cerâmica é feito com base em freio de fibra de carbono.A dureza de sua superfície de composto de silício de carbono é próxima ao diamante.A estrutura de fibra de carbono no disco o torna forte, resistente a impactos e resistente à corrosão, tornando o disco extremamente resistente ao desgaste.O amortecedor inteligente desenvolvido com sucesso utilizando de forma abrangente o efeito piezoelétrico positivo, efeito piezoelétrico inverso e efeito de eletroestricção de cerâmicas sensíveis.Devido ao uso de elementos cerâmicos altamente sensíveis, tem a função de identificar a superfície da estrada e pode fazer auto-ajuste, o que pode minimizar a vibração causada pela superfície irregular do carro.
Aeroespacial
Os materiais usados no campo aeroespacial são usados principalmente em ambientes extremamente agressivos, como temperatura ultra-alta e forte radiação, que requerem materiais com alta resistência específica, alto módulo específico, resistência a altas temperaturas, resistência à ablação e outras características.Embora a escala de mercado da indústria aeroespacial seja limitada, seus altos requisitos para as propriedades dos materiais promovem fortemente o nível de desenvolvimento e o progresso técnico da cerâmica de engenharia.
Produtos cerâmicos ópticos
Cerâmicas transparentes são cerâmicas que podem penetrar a luz.A cerâmica transparente não só possui boa transparência e propriedades ópticas, mas também mantém alta resistência, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, bom isolamento elétrico, alta condutividade térmica e boas propriedades dielétricas da cerâmica estrutural.Portanto, eles são cada vez mais usados em novas tecnologias de iluminação, janelas de observação sob alta temperatura, alta pressão e ambientes corrosivos, janelas de detecção de infravermelho, carenagens protetoras de mísseis, blindagem militar transparente e outros campos.
campo biomédico
Biocerâmica refere-se a uma classe de materiais cerâmicos utilizados para funções biológicas ou fisiológicas específicas, ou seja, materiais cerâmicos diretamente utilizados para o corpo humano ou materiais biológicos, médicos, bioquímicos e outros materiais diretamente relacionados ao corpo humano.Devido à sua boa biocompatibilidade e propriedades físico-químicas estáveis, é amplamente utilizado em ortopedia, odontologia, cirurgia plástica, cirurgia oral, cirurgia cardiovascular, oftalmologia e outros campos.
Indústria química
Materiais cerâmicos têm excelente estabilidade química.Exceto ácido fluorídrico e álcalis de alta concentração, eles têm excelente resistência à corrosão para quase todas as concentrações de ácidos inorgânicos, sais e meios orgânicos.Com o advento da cerâmica estrutural e da cerâmica funcional, seu desempenho tem sido continuamente melhorado, reduzindo a fragilidade e melhorando a resistência.Os materiais cerâmicos são amplamente utilizados na indústria petroquímica, fertilizantes, farmacêutica, alimentícia, fabricação de papel, refino, fibra química e outras indústrias.Por exemplo, revestimentos resistentes a ácidos e pisos resistentes a ácidos para equipamentos, torres, vasos e tubulações para produção, armazenamento e transporte de meios corrosivos, bombas de cerâmica, válvulas e outros equipamentos resistentes à corrosão também podem ser usados como enchimentos.
Industria têxtil
A aplicação de materiais cerâmicos na indústria têxtil reflete-se principalmente em: primeiro, peças têxteis cerâmicas;O segundo são os tecidos têxteis cerâmicos.As peças têxteis de cerâmica têm as características de alta resistência ao desgaste e boa estabilidade química.Eles são instalados nas principais peças de máquinas e equipamentos têxteis, melhorando muito a velocidade e a qualidade de fibras e fios sintéticos, como discos de fricção, aparadores de linha e guias de fio.Além disso, os pesquisadores usaram um processo especial para combinar pó cerâmico com têxteis para preparar tecidos com várias funções, promovendo ainda mais a aplicação de materiais cerâmicos na indústria têxtil.
campo militar
Cerâmicas especiais em aplicações militares referem-se principalmente a alumina e carboneto de boro.No exército moderno, não importa as armas modernas de mar, terra, ar ou outras armas, existem componentes feitos de cerâmicas especiais.Por exemplo, a cerâmica B4C pode ser usada como armadura à prova de balas para aeronaves, veículos e pessoal;O revestimento B4C feito de fibra proporcional e material composto B4C pode bloquear a penetração de projéteis blindados de pequeno calibre.Além disso, a telha cerâmica de isolamento térmico na parede externa da nave espacial é um material composto de fibra de vidro, que possui excelentes propriedades, como peso leve, resistência ao calor, resistência ao impacto, baixa condutividade térmica e é um material de isolamento térmico militar ideal.
Cerâmicas especiais também são usadas em sistemas de controle de mísseis.Um radome pneumático é adicionado à antena do radar para coordenar as funções dos sistemas mecânico, térmico e elétrico e garantir o funcionamento normal do míssil;Também existem materiais especiais de alta temperatura necessários para foguetes, muitos dos quais também são feitos de metal-cerâmica.
Novos materiais cerâmicos não são apenas a base material para o desenvolvimento científico e tecnológico de hoje, mas também as condições materiais indispensáveis para estabelecer e desenvolver novas indústrias de tecnologia, transformando as indústrias tradicionais, economizando energia, protegendo o meio ambiente e melhorando a competitividade internacional da China.
O progresso contínuo de novas tecnologias apresentará requisitos mais rigorosos para o desempenho de novos materiais cerâmicos.Devemos avançar constantemente, melhorar a tecnologia de preparação de novos materiais cerâmicos e inovar novos sistemas de materiais para fazer maiores contribuições para o progresso da sociedade humana.
Horário da postagem: 29 de novembro de 2022