سفارش تبلیغ
صبا ویژن

مواد سرامیکی

مواد سرامیک

سرامیک ماده ای با ترکیب فلزی (نیمه فلزی) و غیر فلزی است. سرامیک از یونانی  ceramicos آمده است   که به معنی "چیزهایی است که سوخته" است. خواص مطلوب این مواد معمولاً با فرآیند عملیات حرارتی با درجه حرارت بالا موسوم به  پخت و پز حاصل می شود  . سرامیک ها به عنوان یک ماده مهندسی مهم هستند زیرا به راحتی در طبیعت یافت می شوند و دارای خواص فیزیکی بسیار متفاوتی در مقایسه با فلزات هستند.

تا چند سال گذشته ، این نوع مواد را سرامیک های سنتی می نامیدند که مواد اولیه آنها رس بود. محصولاتی که به عنوان سرامیک های سنتی در نظر گرفته می شوند  چینی  ،  چینی  ، آجر ، کاشی و شیشه است.

 

خواص مواد سرامیکی

مواد سرامیکی ترکیبات پیچیده ای حاوی عناصر فلزی و غیر فلزی هستند که با  پیوندهای  یونی یا  کووالانسی  مرتب شده اند . خواص معمول سرامیک ها عبارتند از: سختی زیاد ، مقاومت فشاری بالا ، شکنندگی زیاد ، نقطه ذوب زیاد و هدایت الکتریکی و حرارتی کم. سختی مواد سرامیکی به دلیل شکنندگی و حساسیت در برابر ترک خوردگی هنگام فرورفتگی ، دشوار است. ریزنمودگی های Knoop و Vickers معمولاً استفاده می  شوند  ، که از  تورفتگی  هرمی شکل استفاده می کنند. سخت ترین ماده شناخته شده سرامیک است. ویژگی های سرامیک ها آن را به عنوان ساینده قابل استفاده می کند.

انواع  پیوندهای کووالانسی  و یونی قوی تر از پیوندهای فلزی هستند. از لحاظ تئوری ، به دلیل این پیوندهای اتمی ، مقاومت سرامیک ها باید از فلزات بیشتر باشد. با این حال ، پیوند فلزی این مزیت را دارد که به آن اجازه می دهد تا بلغزد. این مکانیزم اساسی است که به وسیله آن فلزات وقتی تحت تنش زیاد قرار می گیرند از لحاظ پلاستیکی تغییر شکل می دهند. عدم توانایی در لغزش ، سرامیک را برای جذب فشار دشوارتر می کند. با این وجود سرامیک ها در ساختار بلوری خود همان نقایص فلزات را دارند.

روش های مختلفی برای تقویت سرامیک تولید شده است. این روش ها شامل موارد زیر است:

  • مواد اولیه را یکنواخت تر می کند.
  • کاهش اندازه دانه در محصولات سرامیکی  پلی کریستالی  .
  • تخلخل را به حداقل می رساند.
  • با استفاده از تقویت کننده فیبر.
  • حرارت درمانی.


سرامیک جدید

اصطلاح سرامیک جدید به مواد سرامیکی گفته می شود که به صورت مصنوعی ساخته شده اند. تحولات در طی چند دهه گذشته انجام شده است و هدف آنها بهبود روشهای پردازش به منظور کنترل بیشتر بر ساختار و خواص مواد سرامیکی است. سرامیک های جدید معمولاً از نظر شیمیایی ساده تر از سرامیک های سنتی هستند. به عنوان مثال ، اکسیدها ، کاربیدها ، نیتریدها و بوریدها. تفاوت بین سرامیک های سنتی و جدید گاهی اوقات کمتر مشخص است ، زیرا اکسید آلومینیوم و کاربید سیلیکون بین انواع مختلف سرامیک قرار می گیرند. تفاوت در این موارد بیشتر به روش پردازش بستگی دارد تا ترکیب شیمیایی.

مهمترین سرامیک اکسید  آلومینا است  .  آلومینا به روش  مصنوعی از بوکسیت و با استفاده از روش  کوره  برقی تولید می شود . از طریق چندین فرآیند ، مقاومت و مقاومت  آلومینا  می تواند به طور قابل توجهی در مقایسه با فرآورده های طبیعی افزایش یابد.  آلومینا  در برابر سختی ، رسانایی کم و مقاوم در برابر خوردگی است.

کاربیدهای سرامیکی شامل کاربید سیلیسیم (SiC) ،  کاربید تنگستن  (WC) ،  کاربید تیتانیوم  (TiC) ،  کاربید تانتالوم  (TaC) و  کاربید کروم هستند  . گرچه سرامیکی ساخته دست بشر است ، اما مدت زمان زیادی است که روش تولید آن توسعه یافته است. به طور کلی ، سرامیک های کاربید به گروهی از سرامیک های سنتی تعلق دارند.


نمونه هایی از مواد سرامیکی

مواد سرامیکی بسیار در این زمین یافت می شود. در اینجا چند نمونه از مواد سرامیکی آورده شده است:

  • سیلیس  یا  دی اکسید سیلیسیم  ، به عنوان ماده اولیه محصولات شیشه ای / شیشه ای / آینه ای.
  • از آلومینا  یا  اکسید آلومینیوم  می توان برای ساخت استخوان مصنوعی استفاده کرد.
  • سیلیکات آلومینیوم آبدار  ، معروف به  کائولینیت  که در آن به عنوان ماده اصلی در ساخت محصولات سفالی یا چینی استفاده می شود.

برنامه های محصولات سرامیکی

در اینجا برخی از کاربردهای محصولات سرامیکی آورده شده است:

  • محصولات سفالی مانند آجر ، لوله های سفالی ، کاشی ، کاشی و ...
  • سرامیک های مقاوم در برابر حرارت ، این سرامیک ها دارای مقاومت در برابر درجه حرارت بالا هستند و به عنوان قالب های ریخته گری فلز ، کوره ، ذوب و غیره استفاده می شوند.
  • سیمان به عنوان ماده اولیه ساخت بتن در جاده ها و ساخت و سازها.
  • مبلمان سفید مانند  چین  ، ظروف، گلدان و  سفال  ،  سرامیک گرانیت  ، و غیره
  • شیشه به عنوان ماده ای برای ساخت عینک ، لیوان ، بطری ، پنجره ، لامپ و غیره
  • ساینده هایی مانند  اکسید آلومینیوم  ،  کاربید سیلیکون  و ...
  • سوخت هسته ای.
  • از سرامیک های زیستی به عنوان ماده اولیه ساخت استخوان و پروتزهای مصنوعی استفاده می شود.
  • شیشه الیافی  برای  تقویت  پلاستیک یا  فایبرگلاس  ، خطوط ارتباطی  فیبر نوری  و غیره
  • مقره های سرامیکی مورد استفاده در قطعات انتقال برق و شمع ها.
  • سرامیک های مغناطیسی مانند حافظه کامپیوتر.
  • مواد ابزار برش مانند کاربید تنگستن  ،  نیترید بور مکعب  ،  اکسید آلومینیوم  و غیره