РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Керамические и металлические материалы, а также полимерные материалы являются тремя наиболее широко используемыми материалами в современном обществе.Керамические изделия делятся на обычную керамику и усовершенствованную керамику.Усовершенствованную керамику можно разделить на конструкционную и функциональную керамику в зависимости от их характеристик и использования.
Среди них конструкционная керамика в основном основана на их механических свойствах, высокой термостойкости, коррозионной стойкости, износостойкости и других керамических материалах;Функциональная керамика в основном основана на своих электрических, тепловых, акустических, оптических, магнитных и других характеристиках керамических материалов.
Быстрое развитие новой керамики можно резюмировать следующим образом:
Он обладает отличными физико-механическими свойствами, высокой прочностью, высокой твердостью, износостойкостью, коррозионной стойкостью, высокой термостойкостью, стойкостью к тепловому удару и отличными функциями в тепле, свете, звуке, электричестве, магнетизме, химии, биологии и т. д. Он может удовлетворить потребности современной науки и техники и народнохозяйственного строительства.
Добавленная стоимость продукта довольно высока, а применение очень обширно, что почти пронизывает все сферы жизни, и рынок будет продолжать расширяться в будущем.
Его сырье получают из минеральной почвы или путем синтеза, и его запасы очень богаты.
Применение новых керамических материалов
Усовершенствованная керамика широко используется в различных областях народного хозяйства, таких как национальная оборона, химическая промышленность, металлургия, электроника, машиностроение, аэрокосмическая промышленность, биомедицина, благодаря своей специфической тонкой структуре и ряду превосходных свойств, таких как высокая прочность, высокая твердость. , износостойкость, коррозионная стойкость, высокая термостойкость, проводимость, изоляция, магнетизм, светопропускание, полупроводник, пьезоэлектрический, акустооптический, сверхпроводящий и биосовместимость.
Электронная промышленность
Электронная промышленность является крупнейшим рынком терминальных приложений передовой керамической промышленности.Электронная керамика относится к керамическим материалам, используемым в электронном оборудовании для установки, фиксации, поддержки, защиты, изоляции, изоляции и соединения различных радиодеталей.В настоящее время электронные керамические материалы и компоненты в основном включают: керамическую вставку из оптического волокна, керамическую основу упаковки, керамическую подложку, керамическую матрицу, клеммные колодки, многослойные керамические конденсаторы и т. д. Основными материалами являются оксиды, нитриды, карбиды, бориды и т. д. Быстрое развитие современной науки и техники поставило более серьезные задачи перед электронными керамическими материалами и создало новые возможности для исследований и разработок в этой области.
Автоматизированная индустрия
С быстрым развитием науки и техники в автомобилях применяется более специальная и интеллектуальная керамика, что приводит к новой революции в обработке и производстве автомобильных деталей.В настоящее время керамические материалы, используемые в автомобилях, в основном включают керамику из оксида кремния, керамику из карбида кремния, керамику из нитрида кремния, керамику из оксида алюминия.В будущем в автомобилестроении будут использоваться новые специальные керамические материалы, такие как оксид лития.
В настоящее время основные детали автомобильных двигателей, такие как поршни, головки цилиндров, клапаны, выхлопные трубы, турбинные дымовые компрессоры, кислородные датчики и свечи зажигания, изготовлены из передовых керамических материалов, а керамический двигатель с безводной теплоизоляцией был развитый.
Применение керамических материалов в автомобильных двигателях
Автомобильные датчики должны быть пригодны для работы в конкретных суровых условиях (высокая температура, низкая температура, вибрация, ускорение, влажность, выхлопные газы) в течение длительного времени, а также должны быть небольшими и легкими, пригодными для повторного использования, широким диапазоном выходных сигналов и т. д. Датчик, изготовленный из керамики с термостойкостью, коррозионной стойкостью, износостойкостью и потенциальными превосходными электромагнитными и оптическими функциями, может полностью удовлетворить вышеуказанные требования.
Применение керамических материалов в автомобильных датчиках
Кроме того, керамический тормоз изготовлен на основе тормоза из углеродного волокна.Твердость его поверхности из углерод-кремниевого соединения близка к алмазу.Структура углеродного волокна в диске делает его прочным, ударопрочным и устойчивым к коррозии, что делает диск чрезвычайно износостойким.Интеллектуальный амортизатор успешно разработан за счет комплексного использования положительного пьезоэлектрического эффекта, обратного пьезоэлектрического эффекта и электрострикционного эффекта чувствительной керамики.Из-за использования высокочувствительных керамических элементов он имеет функцию идентификации дорожного покрытия и может выполнять саморегулировку, что может минимизировать вибрацию, вызванную неровным дорожным покрытием автомобиля.
Аэрокосмическая промышленность
Материалы, используемые в аэрокосмической области, в основном используются в экстремально суровых условиях, таких как сверхвысокая температура и сильное излучение, для которых требуются материалы с высокой удельной прочностью, высоким удельным модулем, высокой термостойкостью, устойчивостью к абляции и другими характеристиками.Хотя масштабы рынка аэрокосмической промышленности ограничены, ее высокие требования к свойствам материалов сильно способствуют уровню развития и техническому прогрессу технической керамики.
Оптические керамические изделия
Прозрачная керамика — это керамика, которая может проникать сквозь свет.Прозрачная керамика не только обладает хорошей прозрачностью и оптическими свойствами, но также сохраняет высокую прочность, коррозионную стойкость, высокую термостойкость, хорошую электроизоляцию, высокую теплопроводность и хорошие диэлектрические свойства конструкционной керамики.Поэтому они все чаще используются в новых технологиях освещения, смотровых окнах в условиях высокой температуры, высокого давления и агрессивных сред, инфракрасных окнах обнаружения, ракетных защитных обтекателях, военной прозрачной броне и других областях.
Биомедицинская область
Биокерамика относится к классу керамических материалов, используемых для определенных биологических или физиологических функций, то есть керамических материалов, непосредственно используемых для тела человека, или биологических, медицинских, биохимических и других материалов, непосредственно связанных с телом человека.Благодаря хорошей биосовместимости и стабильным физико-химическим свойствам он широко используется в ортопедии, стоматологии, пластической хирургии, челюстно-лицевой хирургии, сердечно-сосудистой хирургии, офтальмологии и других областях.
Химическая индустрия
Керамические материалы обладают превосходной химической стабильностью.За исключением плавиковой кислоты и высококонцентрированных щелочей, они обладают отличной коррозионной стойкостью практически ко всем концентрациям неорганических кислот, солей и органических сред.С появлением конструкционной и функциональной керамики их характеристики постоянно улучшались, снижая хрупкость и повышая прочность.Керамические материалы широко используются в нефтехимии, производстве удобрений, фармацевтике, пищевой, бумажной, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.Например, в качестве наполнителей могут использоваться кислотостойкие футеровки и кислотостойкие полы оборудования, башен, сосудов и трубопроводов для производства, хранения и транспортировки агрессивных сред, керамические насосы, арматура и другое коррозионностойкое оборудование.
Текстильная промышленность
Применение керамических материалов в текстильной промышленности в основном отражено: во-первых, в керамических текстильных деталях;Второе – это керамические текстильные ткани.Керамические текстильные детали обладают высокой износостойкостью и хорошей химической стабильностью.Они устанавливаются на ключевые части текстильных машин и оборудования, значительно улучшая скорость и качество синтетических волокон и пряжи, такие как фрикционные диски, нитеобрезатели и направляющие для проволоки.Кроме того, исследователи использовали специальный процесс соединения керамического порошка с текстилем для изготовления тканей с различными функциями, что еще больше способствовало применению керамических материалов в текстильной промышленности.
Военное поле
Специальная керамика военного назначения в основном относится к глинозему и карбиду бора.В современном военном деле, будь то современное оружие морского, сухопутного, воздушного или другого рода войск, есть детали из специальной керамики.Например, керамика B4C может использоваться в качестве пуленепробиваемой брони для самолетов, транспортных средств и личного состава;Подкладка B4C из пропорционального волокна и композитного материала B4C может блокировать пробитие броневых снарядов малого калибра.Кроме того, керамическая теплоизоляционная плитка на внешней стене космического корабля представляет собой композитный материал из стекловолокна, обладающий превосходными свойствами, такими как малый вес, термостойкость, ударопрочность, низкая теплопроводность, и является идеальным военным теплоизоляционным материалом.
Специальная керамика также используется в системах управления ракетами.К антенне РЛС добавлен пневматический обтекатель для согласования функций механической, тепловой и электрической систем и обеспечения нормальной работы ракеты;Существуют также специальные высокотемпературные материалы, необходимые для ракет, многие из которых также сделаны из металлокерамики.
Новые керамические материалы являются не только материальной основой современного научно-технического развития, но и незаменимыми материальными условиями для создания и развития новых технологических отраслей, преобразования традиционных отраслей, энергосбережения, защиты окружающей среды и повышения международной конкурентоспособности Китая.
Непрерывный прогресс новых технологий выдвигает более жесткие требования к характеристикам новых керамических материалов.Мы должны постоянно двигаться вперед, совершенствовать технологию подготовки новых керамических материалов и внедрять инновации в новые системы материалов, чтобы внести больший вклад в прогресс человеческого общества.
Время публикации: 29 ноября 2022 г.