PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CÁC VẬT LIỆU GỐM ĐẶC BIỆT
Vật liệu gốm và kim loại và vật liệu polymer là ba vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong xã hội ngày nay.Các sản phẩm gốm sứ được chia thành gốm sứ thông thường và gốm sứ cao cấp.Gốm cao cấp có thể được chia thành gốm cấu trúc và gốm chức năng theo đặc điểm và công dụng của chúng.
Trong số đó, gốm kết cấu chủ yếu dựa trên tính chất cơ học, khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn, chống mài mòn và các vật liệu gốm khác;Gốm sứ chức năng chủ yếu dựa trên các đặc tính điện, nhiệt, âm thanh, quang học, từ tính và các đặc tính khác của vật liệu gốm.
Sự phát triển nhanh chóng của gốm sứ mới có thể được tóm tắt như sau:
Nó có các tính chất vật lý và cơ học tuyệt vời, độ bền cao, độ cứng cao, chống mài mòn, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao, chống sốc nhiệt và các chức năng tuyệt vời về nhiệt, ánh sáng, âm thanh, điện, từ tính, hóa học, sinh học, v.v. Nó có thể đáp ứng nhu cầu khoa học công nghệ hiện đại và xây dựng kinh tế.
Giá trị gia tăng của sản phẩm khá cao, ứng dụng rất rộng rãi, gần như thấm nhuần mọi tầng lớp xã hội và thị trường sẽ tiếp tục mở rộng trong tương lai.
Nguyên liệu thô của nó được lấy từ đất khoáng hoặc thông qua tổng hợp, và trữ lượng của nó rất phong phú.
Ứng dụng vật liệu gốm mới
Gốm sứ tiên tiến được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc gia, như quốc phòng, công nghiệp hóa chất, luyện kim, điện tử, máy móc, hàng không vũ trụ, y sinh, do cấu trúc mịn cụ thể của chúng và một loạt các đặc tính tuyệt vời như độ bền cao, độ cứng cao , chống mài mòn, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao, độ dẫn điện, cách nhiệt, từ tính, truyền ánh sáng, chất bán dẫn, áp điện, âm thanh, siêu dẫn và khả năng tương thích sinh học.
Công nghiệp điện
Công nghiệp điện tử là thị trường ứng dụng thiết bị đầu cuối lớn nhất của ngành công nghiệp gốm sứ tiên tiến.Gốm điện tử đề cập đến vật liệu gốm được sử dụng trong thiết bị điện tử để lắp đặt, cố định, hỗ trợ, bảo vệ, cách điện, cách ly và kết nối các bộ phận vô tuyến khác nhau.Hiện tại, các vật liệu và linh kiện gốm điện tử chủ yếu bao gồm: chèn gốm sợi quang, đế đóng gói gốm, đế gốm, ma trận gốm, khối đầu cuối, tụ gốm nhiều lớp chip, v.v. Các vật liệu chính là oxit, nitrua, cacbua, borua, v.v. Sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ hiện đại đã đặt ra những thách thức gay gắt hơn đối với vật liệu gốm điện tử và tạo ra những cơ hội mới cho nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này.
ngành công nghiệp ô tô
Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, gốm đặc biệt hơn và gốm thông minh được áp dụng cho ô tô, mang lại một cuộc cách mạng mới cho quá trình gia công và sản xuất phụ tùng ô tô.Hiện nay, vật liệu gốm được sử dụng trong ô tô chủ yếu bao gồm gốm oxit silic, gốm cacbua silic, gốm silicon nitride, gốm oxit nhôm.Trong tương lai, nhiều vật liệu gốm đặc biệt mới như oxit lithium sẽ được sử dụng trong sản xuất ô tô.
Hiện nay, các bộ phận chính của động cơ ô tô như pít-tông, đầu xi-lanh, van, ống xả, máy nén khói tua-bin, cảm biến oxy và bugi đều được làm bằng vật liệu gốm tiên tiến, và động cơ gốm cách nhiệt không chứa nước đã được sản xuất. phát triển.
Ứng dụng vật liệu gốm trong động cơ ô tô
Cảm biến ô tô được yêu cầu phải phù hợp với môi trường khắc nghiệt cụ thể (nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, độ rung, gia tốc, độ ẩm, khí thải) trong một thời gian dài và phải nhỏ và nhẹ, khả năng tái sử dụng tốt, phạm vi đầu ra rộng, v.v. cảm biến làm bằng gốm có khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn, chống mài mòn và các chức năng điện từ và quang học tiềm năng tuyệt vời hoàn toàn có thể đáp ứng các yêu cầu trên.
Ứng dụng vật liệu gốm trong cảm biến ô tô
Ngoài ra, phanh gốm được chế tạo trên cơ sở phanh sợi carbon.Độ cứng của bề mặt hợp chất carbon silicon của nó gần bằng kim cương.Cấu trúc sợi carbon trong đĩa giúp nó chắc chắn, chống va đập và chống ăn mòn, giúp đĩa có khả năng chống mài mòn cực cao.Bộ giảm xóc thông minh được phát triển thành công bằng cách sử dụng toàn diện hiệu ứng áp điện dương, hiệu ứng áp điện ngược và hiệu ứng tĩnh điện của gốm nhạy cảm.Do sử dụng các phần tử gốm có độ nhạy cao, nó có chức năng nhận dạng mặt đường và có thể tự điều chỉnh, giúp giảm thiểu rung động do mặt đường gồ ghề của xe gây ra.
hàng không vũ trụ
Vật liệu được sử dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ hầu hết được sử dụng trong các môi trường cực kỳ khắc nghiệt như nhiệt độ cực cao và bức xạ mạnh, đòi hỏi vật liệu có cường độ riêng cao, mô đun riêng cao, khả năng chịu nhiệt độ cao, khả năng chống mài mòn và các đặc tính khác.Mặc dù quy mô thị trường của ngành hàng không vũ trụ còn hạn chế, nhưng yêu cầu cao về tính chất vật liệu của nó thúc đẩy mạnh mẽ mức độ phát triển và tiến bộ kỹ thuật của gốm kỹ thuật.
Sản phẩm gốm quang học
Gốm sứ trong suốt là gốm sứ có thể xuyên qua ánh sáng.Gốm trong suốt không chỉ có độ trong suốt và tính chất quang học tốt mà còn duy trì độ bền cao, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao, cách điện tốt, dẫn nhiệt cao và tính chất điện môi tốt của gốm kết cấu.Do đó, chúng ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong các công nghệ chiếu sáng mới, cửa sổ quan sát dưới nhiệt độ cao, áp suất cao và môi trường ăn mòn, cửa sổ phát hiện tia hồng ngoại, áo giáp bảo vệ tên lửa, áo giáp trong suốt quân sự và các lĩnh vực khác.
lĩnh vực y sinh
Gốm sinh học đề cập đến một loại vật liệu gốm được sử dụng cho các chức năng sinh học hoặc sinh lý cụ thể, nghĩa là vật liệu gốm được sử dụng trực tiếp cho cơ thể con người hoặc vật liệu sinh học, y tế, sinh hóa và các vật liệu khác liên quan trực tiếp đến cơ thể con người.Do tính tương thích sinh học tốt và tính chất hóa lý ổn định, nó được sử dụng rộng rãi trong chỉnh hình, nha khoa, phẫu thuật thẩm mỹ, phẫu thuật miệng, phẫu thuật tim mạch, nhãn khoa và các lĩnh vực khác.
công nghiệp hóa chất
Vật liệu gốm có tính ổn định hóa học tuyệt vời.Ngoại trừ axit flohydric và kiềm nồng độ cao, chúng có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với hầu hết các nồng độ axit vô cơ, muối và môi trường hữu cơ.Với sự ra đời của gốm cấu trúc và gốm chức năng, hiệu suất của chúng đã liên tục được cải thiện, giảm độ giòn và cải thiện độ bền.Vật liệu gốm được sử dụng rộng rãi trong hóa dầu, phân bón, dược phẩm, thực phẩm, sản xuất giấy, tinh chế, sợi hóa học và các ngành công nghiệp khác.Ví dụ, lớp lót chống axit và sàn chống axit cho thiết bị, tháp, tàu và đường ống để sản xuất, lưu trữ và vận chuyển phương tiện ăn mòn, máy bơm gốm, van và các thiết bị chống ăn mòn khác cũng có thể được sử dụng làm chất độn.
ngành dệt may
Ứng dụng của vật liệu gốm trong ngành dệt may chủ yếu được phản ánh ở: thứ nhất, các bộ phận dệt bằng gốm;Thứ hai là vải dệt gốm.Các bộ phận dệt bằng gốm có đặc tính chống mài mòn cao và ổn định hóa học tốt.Chúng được lắp đặt trên các bộ phận chính của máy móc và thiết bị dệt, giúp cải thiện đáng kể tốc độ và chất lượng của xơ và sợi tổng hợp, chẳng hạn như đĩa ma sát, máy xén chỉ và thanh dẫn dây.Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một quy trình đặc biệt để kết hợp bột gốm với vải dệt để điều chế các loại vải có nhiều chức năng khác nhau, thúc đẩy hơn nữa ứng dụng của vật liệu gốm trong ngành dệt may.
Khu quân sự
Gốm sứ đặc biệt trong các ứng dụng quân sự chủ yếu đề cập đến alumina và boron cacbua.Trong quân đội hiện đại, bất kể vũ khí hiện đại trên biển, trên bộ, trên không hay các loại vũ khí khác, đều có những bộ phận làm bằng gốm sứ đặc biệt.Ví dụ, gốm B4C có thể được sử dụng làm áo giáp chống đạn cho máy bay, phương tiện và nhân viên;Lớp lót B4C được làm bằng vật liệu composite sợi và B4C theo tỷ lệ có thể ngăn chặn sự xuyên thủng của đạn xuyên giáp cỡ nòng nhỏ.Ngoài ra, gạch cách nhiệt bằng gốm ở tường ngoài của tàu vũ trụ là vật liệu composite sợi thủy tinh, có các đặc tính ưu việt như trọng lượng nhẹ, khả năng chịu nhiệt, chống va đập, dẫn nhiệt thấp, là vật liệu cách nhiệt quân sự lý tưởng.
Gốm sứ đặc biệt cũng được sử dụng trong hệ thống điều khiển tên lửa.Một mái vòm khí nén được thêm vào ăng-ten radar để phối hợp các chức năng của hệ thống cơ khí, nhiệt và điện và đảm bảo hoạt động bình thường của tên lửa;Ngoài ra còn có các vật liệu nhiệt độ cao đặc biệt cần thiết cho tên lửa, nhiều vật liệu trong số đó cũng được làm bằng gốm sứ kim loại.
Vật liệu gốm mới không chỉ là cơ sở vật chất cho sự phát triển khoa học và công nghệ ngày nay, mà còn là điều kiện vật chất không thể thiếu để hình thành và phát triển các ngành công nghệ mới, chuyển đổi các ngành công nghiệp truyền thống, tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường và nâng cao khả năng cạnh tranh quốc tế của Trung Quốc.
Sự tiến bộ liên tục của công nghệ mới sẽ đưa ra các yêu cầu nghiêm ngặt hơn đối với hiệu suất của vật liệu gốm mới.Chúng ta phải không ngừng tiến lên, cải tiến công nghệ chuẩn bị vật liệu gốm mới và đổi mới hệ thống vật liệu mới để đóng góp nhiều hơn cho sự tiến bộ của xã hội loài người.
Thời gian đăng bài: 29-Nov-2022