انواع کاربرد سرامیک های صنعتی

سرامیک های صنعتی، یعنی سرامیک های تولیدی صنعتی و محصولات صنعتی. این یک نوع سرامیک خوب است که می تواند عملکردهای مکانیکی، حرارتی، شیمیایی و سایر موارد را در کاربرد انجام دهد. از آنجایی که سرامیک های صنعتی دارای یک سری مزایای مانند مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر فرسایش و غیره هستند، می توانند جایگزین مواد فلزی و مواد درشت مولکول آلی برای محیط های کاری سخت شوند. آنها به یک ماده ضروری و مهم در تحول صنعتی سنتی، صنایع نوظهور و صنایع پیشرفته تبدیل شده اند. آنها به طور گسترده ای در انرژی، هوا فضا، ماشین آلات، خودرو، الکترونیک، صنایع شیمیایی و سایر زمینه ها استفاده می شوند. چشم انداز برنامه گسترده سرامیک هایی با مقاومت خوردگی خوب و پایداری شیمیایی در تماس با آنزیم های بیولوژیکی برای تولید بوته ها، مبدل های حرارتی و مواد زیستی مانند اتصالات لاک مصنوعی دندانپزشکی برای ذوب فلزات استفاده می شود. سرامیک هایی با جذب و جذب نوترون منحصر به فرد برای تولید مواد مختلف ساختاری راکتور هسته ای استفاده می شود.

1. سرامیک اکسید کلسیم

سرامیک‌های اکسید کلسیم سرامیک‌هایی هستند که عمدتاً از اکسید کلسیم تشکیل شده‌اند. خواص: اکسید کلسیم دارای ساختار کریستالی NaCl با چگالی 3.08-3.40 گرم بر سانتی‌متر و نقطه ذوب 2570 درجه سانتی‌گراد است. دارای پایداری ترمودینامیکی و قابل استفاده در دمای بالا (200) ج). واکنش کم با ذوب فلزات فعال بالا و آلودگی کمتر توسط اکسیژن یا عناصر ناخالصی دارد. این محصول دارای مقاومت خوردگی خوبی در برابر فلز مذاب و فسفات کلسیم مذاب است. می توان آن را با فشار دادن خشک یا دوغاب کردن تشکیل داد.

کاربرد:

1)این یک ظرف مهم برای ذوب فلزات غیر آهنی مانند پلاتین و اورانیوم با خلوص بالا است.

2)آجر اکسید کلسیم تثبیت شده توسط دی اکسید تیتانیوم می تواند به عنوان ماده پوششی برای کوره دوار سنگ معدن فسفات مذاب استفاده شود.

3)از نظر پایداری ترمودینامیکی، CaO از SiO 2، MgO، Al2O 3 و ZrO 2 فراتر رفته و از نظر اکسیدها بالاترین است. این خاصیت نشان می دهد که می توان از آن به عنوان یک بوته برای ذوب فلزات و آلیاژها استفاده کرد.

4)در فرآیند ذوب فلز می توان از نمونه گیرنده های CaO و لوله های محافظ استفاده کرد که بیشتر در مدیریت کیفیت یا کنترل دمای مذاب های فلزی فعال مانند آلیاژهای تیتانیوم بالا استفاده می شود.

5)علاوه بر موارد فوق، سرامیک های CaO برای عایق بندی آستین برای ذوب قوس یا مخازن برای متعادل کردن نیز مناسب هستند.

زوایای تجربی

اکسید کلسیم دو عیب دارد:

①واکنش با آب یا کربنات موجود در هوا آسان است.

②می تواند با اکسیدهایی مانند اکسید آهن در دمای بالا ذوب شود. این عمل سرباره شدن دلیلی است که سرامیک ها به راحتی خورده می شوند و استحکام کمی دارند. این کاستی ها همچنین استفاده گسترده از سرامیک اکسید کلسیم را دشوار می کند. به عنوان یک سرامیک، CaO هنوز در مراحل اولیه است. دو طرف دارد، گاهی پایدار و گاهی ناپایدار. در آینده می‌توانیم برنامه‌ریزی بهتری برای استفاده از آن داشته باشیم و از طریق پیشرفت مواد اولیه، شکل‌دهی، پخت و سایر فناوری‌ها آن را به جمع سرامیک‌ها بپیوندیم.

2. سرامیک زیرکون

سرامیک های زیرکون سرامیک هایی هستند که عمدتاً از زیرکون (ZrSiO4) تشکیل شده اند.

خواص:سرامیک های زیرکون مقاومت خوبی در برابر شوک حرارتی، مقاومت اسیدی و پایداری شیمیایی دارند، اما مقاومت قلیایی ضعیفی دارند. ضریب انبساط حرارتی و هدایت حرارتی سرامیک های زیرکون کم است و مقاومت خمشی آنها را می توان بدون کاهش در دمای 1200-1400 درجه سانتیگراد حفظ کرد، اما خواص مکانیکی آنها ضعیف است. فرآیند تولید مشابه سرامیک های خاص عمومی است.

کاربرد:

1)به عنوان یک نسوز اسیدی، زیرکون به طور گسترده در کوره های شیشه آلومینوبروسیلیکات کم قلیایی برای تولید گلوله شیشه و الیاف شیشه استفاده شده است. سرامیک های زیرکون خواص دی الکتریک و مکانیکی بالایی دارند و می توانند به عنوان عایق برق و شمع نیز استفاده شوند.

2)به طور عمده برای ساخت سرامیک های الکتریکی با درجه حرارت بالا، قایق های سرامیکی، بوته ها، صفحه سوزاندن کوره با دمای بالا، پوشش کوره شیشه ای، سرامیک های تشعشع مادون قرمز و غیره استفاده می شود.

3)می توان به محصولات دیوار نازک - بوته، آستین ترموکوپل، نازل، محصولات دیوار ضخیم - ملات و غیره تبدیل کرد.

4)نتایج نشان می دهد که زیرکون دارای پایداری شیمیایی، پایداری مکانیکی، پایداری حرارتی و پایداری تابشی است. تحمل خوبی به اکتینیدهایی مانند U، Pu، Am، Np، Nd و Pa دارد. این ماده محیطی ایده آل برای انجماد زباله های رادیواکتیو سطح بالا (HLW) در سیستم فولادی است.

در حال حاضر تحقیقی در مورد رابطه بین فرآیند تولید و خواص مکانیکی سرامیک زیرکون گزارش نشده است که مطالعه بیشتر خواص آن را تا حدی مختل کرده و کاربرد سرامیک زیرکون را محدود می کند.

3. سرامیک اکسید لیتیوم

سرامیک های اکسید لیتیوم سرامیک هایی هستند که اجزای اصلی آن Li2O، Al2O3 و SiO2 است. مواد معدنی اصلی حاوی Li2O در طبیعت عبارتند از اسپودومن، فلدسپات قابل نفوذ لیتیوم، لیتیوم فسفوریت، لیتیوم میکا و نفلین.

خواص: فازهای کریستالی اصلی سرامیک های اکسید لیتیوم نفلین و اسپودومن هستند که با ضریب انبساط حرارتی پایین و مقاومت در برابر شوک حرارتی خوب مشخص می شوند. شیشه ای

کاربرد:می توان از آن برای ساخت آجرهای آستر، لوله های محافظ ترموکوپل، قطعات دمای ثابت، ظروف آزمایشگاهی، ظروف پخت و پز و ... کوره های برقی (مخصوصاً کوره های القایی) استفاده کرد. مواد سری Li2O-A12O3-SiO 2 (LAS) سرامیک های معمولی با انبساط کم هستند که می توانند به عنوان مواد مقاوم در برابر شوک حرارتی استفاده شوند، Li2O همچنین می تواند به عنوان چسب سرامیکی استفاده شود و دارای ارزش کاربردی بالقوه در صنعت شیشه است.

4. سرامیک سریا

سرامیک های اکسید سریم، سرامیک هایی با اکسید سریم به عنوان جزء اصلی هستند.

خواص:این محصول دارای وزن مخصوص 7.73 و نقطه ذوب 2600 ℃ است. در اتمسفر کاهشی به Ce2O3 تبدیل می شود و نقطه ذوب از 2600 ℃ به 1690 ℃ کاهش می یابد. مقاومت 2×10 اهم سانتی متر در دمای 700 درجه سانتی گراد و 20 اهم سانتی متر در دمای 1200 درجه سانتی گراد است. در حال حاضر، چندین فناوری فرآیند متداول برای تولید صنعتی اکسید سریم در چین وجود دارد که عبارتند از: اکسیداسیون شیمیایی، از جمله اکسیداسیون هوا و اکسیداسیون پرمنگنات پتاسیم؛ روش اکسیداسیون بو دادن.

روش جداسازی استخراج

کاربرد:

1)می توان از آن به عنوان عنصر گرمایش، بوته برای ذوب فلز و نیمه هادی، آستین ترموکوپل و غیره استفاده کرد.

2)می توان از آن به عنوان کمک تف جوشی برای سرامیک های نیترید سیلیکون و همچنین سرامیک های کامپوزیت تیتانات آلومینیوم اصلاح شده استفاده کرد و CeO 2 یک سفت کننده ایده آل است.

تثبیت کننده

3)فسفر سه رنگ خاکی کمیاب با 99.99٪ CeO 2 نوعی ماده درخشان برای لامپ کم مصرف است که دارای راندمان نور بالا، رندر رنگ خوب و عمر طولانی است.

4)پودر پولیش CeO 2 با کسر جرمی بیشتر از 99 درصد دارای سختی بالا، اندازه ذرات کوچک و یکنواخت و کریستال زاویه ای است که برای پرداخت شیشه با سرعت بالا مناسب است.

5)استفاده از 98% CeO 2 به عنوان رنگ‌بر و شفاف‌کننده می‌تواند کیفیت و خواص شیشه را بهبود بخشد و آن را کاربردی‌تر کند.

6)سرامیک های سریا دارای پایداری حرارتی ضعیف و حساسیت قوی به جو هستند که استفاده از آن را تا حدی محدود می کند.

5. سرامیک اکسید توریم

سرامیک اکسید توریم به سرامیک هایی با ThO2 به عنوان جزء اصلی اطلاق می شود.

خواص:اکسید توریم خالص سیستم کریستالی مکعبی است، ساختار نوع فلوریت، ضریب انبساط حرارتی سرامیک اکسید توریم بزرگتر است، 9.2 * 10 / ℃ در 25-1000 ℃، هدایت حرارتی کمتر، 0.105 J/(cm.s ℃) است. 100 ℃، پایداری حرارتی ضعیف است، اما دمای ذوب بالا است، رسانایی دمای بالا خوب است، و رادیواکتیویته (10٪ محلول PVA به عنوان عامل تعلیق) یا فشار دادن (20٪ تتراکلرید توریم به عنوان چسب) وجود دارد.

کاربرد:به طور عمده به عنوان بوته برای ذوب اسمیم، رودیوم خالص و رادیوم تصفیه، به عنوان عنصر گرمایش، به عنوان منبع نورافکن، سایه لامپ رشته ای، یا به عنوان سوخت هسته ای، به عنوان کاتد لوله الکترونیکی، الکترود برای ذوب قوس و غیره استفاده می شود.

6. سرامیک آلومینا

با توجه به تفاوت فاز کریستالی اصلی در بیلت سرامیکی، می توان آن را به چینی کوراندوم، چینی کوراندوم-مولایت و چینی مولایت تقسیم کرد. همچنین می توان آن را با توجه به کسر جرمی AL2O3 به سرامیک های 75، 95 و 99 تقسیم کرد.

کاربرد:

سرامیک های آلومینا دارای نقطه ذوب بالا، سختی بالا، استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی خوب و خواص دی الکتریک هستند. با این حال، دارای شکنندگی بالا، مقاومت در برابر ضربه ضعیف و مقاومت در برابر شوک حرارتی است و نمی تواند تغییرات شدید دمای محیط را تحمل کند. می توان از آن برای ساخت لوله های کوره با دمای بالا، آسترها، شمع های موتورهای احتراق داخلی، ابزارهای برش با سختی بالا و آستین های عایق ترموکوپل استفاده کرد.

7. سرامیک کاربید سیلیکون

سرامیک های کاربید سیلیکون با استحکام دمای بالا، هدایت حرارتی بالا، مقاومت در برابر سایش بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر خزش مشخص می شوند. آنها اغلب به عنوان مواد پخت با دمای بالا در زمینه های دفاع ملی و علوم و فناوری هوافضا استفاده می شوند. آنها برای ساخت قطعات با دمای بالا مانند نازل برای نازل موشک، گلوگاه برای ریخته گری فلز، بوش های ترموکوپل و لوله های کوره استفاده می شوند.