סוגי יישום של קרמיקה תעשייתית

קרמיקה תעשייתית, כלומר קרמיקה לייצור תעשייתי ומוצרים תעשייתיים. זהו סוג של קרמיקה עדינה, שיכולה לשחק פונקציות מכניות, תרמיות, כימיות ואחרות ביישום. מכיוון שלקרמיקה תעשייתית יש שורה של יתרונות, כגון עמידות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני שחיקה וכו', היא יכולה להחליף חומרי מתכת וחומרי מקרומולקולות אורגניים לסביבת עבודה קשה. הם הפכו לחומר הכרחי וחשוב בטרנספורמציה תעשייתית מסורתית, בתעשיות מתפתחות ובתעשיות היי-טק. הם נמצאים בשימוש נרחב באנרגיה, תעופה וחלל, מכונות, מכוניות, אלקטרוניקה, תעשייה כימית ותחומים אחרים. סיכויי יישום רחבים. קרמיקה בעלת עמידות טובה בפני קורוזיה ויציבות כימית במגע עם אנזימים ביולוגיים משמשת לייצור כור היתוך, מחליפי חום וחומרים ביולוגיים כגון חיבורי לכה מלאכותית שיניים להתכת מתכות. קרמיקה עם לכידה וספיגת נויטרונים ייחודית משמשת לייצור חומרים מבניים שונים של כור גרעיני.

1. קרמיקה תחמוצת סידן

קרמיקה של תחמוצת סידן היא קרמיקה המורכבת בעיקר מתחמוצת סידן. מאפיינים: תחמוצת סידן בעלת מבנה גבישי NaCl בצפיפות של 3.08-3.40 גרם/ס"מ ונקודת התכה של 2570 C. יש לו יציבות תרמודינמית וניתן להשתמש בו בטמפרטורה גבוהה (2000) ג). יש לו תגובה נמוכה עם נמסות מתכת אקטיביות גבוהות ופחות זיהום על ידי חמצן או יסודות טומאה. למוצר עמידות טובה בפני קורוזיה למתכת מותכת ולסידן פוספט מותך. זה יכול להיווצר על ידי לחיצה יבשה או דיוס.

בַּקָשָׁה:

1)זהו מיכל חשוב להתכה של מתכות לא ברזליות, כמו פלטינה ואורניום בטוהר גבוה.

2)לבני תחמוצת סידן המיוצבות על ידי טיטניום דו חמצני יכולות לשמש כחומר רירית לכבשן סיבובי של עפרות פוספט מותך.

3)במונחים של יציבות תרמודינמית, CaO עולה על SiO 2, MgO, Al2O 3 ו- ZrO 2, והוא הגבוה ביותר בתחמוצות. מאפיין זה מראה שהוא יכול לשמש ככור היתוך להתכת מתכות וסגסוגות.

4)בתהליך של התכת מתכות, ניתן להשתמש בדגמי CaO וצינורות מגן, המשמשים בעיקר בניהול איכות או בקרת טמפרטורה של נמס מתכות אקטיביות כגון סגסוגות טיטניום גבוהות.

5)בנוסף לאמור לעיל, קרמיקה CaO מתאימה גם לשרוולי בידוד להתכת קשת או לכלים לאיזון

זוויות ניסוי.

לתחמוצת סידן יש שני חסרונות:

①קל להגיב עם מים או קרבונט באוויר.

②זה יכול להמיס עם תחמוצות כגון תחמוצת ברזל בטמפרטורה גבוהה. פעולת סייג זו היא הסיבה לכך שקל לשחית קרמיקה ובעלת חוזק נמוך. חסרונות אלו גם מקשים על שימוש נרחב בקרמיקה של תחמוצת סידן. בתור קרמיקה, CaO עדיין בחיתוליו. יש לו שני צדדים, לפעמים יציב ולפעמים לא יציב. בעתיד, נוכל לתכנן טוב יותר את השימוש בו ולגרום לו להצטרף לשורות הקרמיקה באמצעות התקדמות חומרי גלם, יצירה, שריפה וטכנולוגיות אחרות.

2. קרמיקה זירקון

קרמיקה זירקון היא קרמיקה המורכבת בעיקר מזירקון (ZrSiO4).

מאפיינים:קרמיקת זירקון היא בעלת עמידות טובה בפני זעזועים תרמיים, עמידות לחומצות ויציבות כימית, אך עמידות ירודה של אלקלי. מקדם ההתפשטות התרמית והמוליכות התרמית של קרמיקה זירקון נמוכים, וניתן לשמור על חוזק הכיפוף שלהם ב-1200-1400 C מבלי לרדת, אך התכונות המכניות שלהם גרועות. תהליך הייצור דומה לזה של קרמיקה מיוחדת כללית.

בַּקָשָׁה:

1)כחומר עקשן חומצי, זירקון נמצא בשימוש נרחב בכבשני זכוכית אלומינובורוסיליקט אלקלי נמוך לייצור כדורי זכוכית וסיבי זכוכית. קרמיקת זירקון היא בעלת תכונות דיאלקטריות ומכאניות גבוהות, והיא יכולה לשמש גם כמבודדים חשמליים ומצתים.

2)משמש בעיקר לייצור קרמיקה חשמלית בעלת חוזק גבוה בטמפרטורה גבוהה, סירות קרמיקה, כור היתוך, צלחת שריפת כבשן בטמפרטורה גבוהה, ריפוד תנור זכוכית, קרמיקה קרינה אינפרא אדום וכו'.

3)ניתן להפוך למוצרים דקים - כור היתוך, שרוול תרמי, זרבובית, מוצרים בעלי דופן עבה - טיט וכו'.

4)התוצאות מראות שלזירקון יציבות כימית, יציבות מכנית, יציבות תרמית ויציבות קרינה. יש לו סבילות טובה לאקטינידים כגון U, Pu, Am, Np, Nd ו-Pa. זהו חומר בינוני אידיאלי לגיבוש פסולת רדיואקטיבית ברמה גבוהה (HLW) במערכת פלדה.

נכון לעכשיו, המחקר על הקשר בין תהליך הייצור לתכונות מכניות של קרמיקה זירקון לא דווח, מה שמפריע להמשך לימוד תכונותיה במידה מסוימת ומגביל את היישום של קרמיקה זירקון.

3. קרמיקה ליתיום אוקסיד

קרמיקת ליתיום אוקסיד היא קרמיקה שמרכיביה העיקריים הם Li2O, Al2O3 ו-SiO2. החומרים המינרליים העיקריים המכילים Li2O בטבע הם ספודומן, פלדספר חדיר לליתיום, ליתיום-פוספוריט, ליתיום נציץ ונפלין.

נכסים: השלבים הגבישיים העיקריים של קרמיקה של תחמוצת ליתיום הם נפלין וספודומן, המאופיינים במקדם התפשטות תרמית נמוך ועמידות בפני זעזועים תרמיים טובה. Li2O הוא סוג של תחמוצת מחוץ לרשת, שיכולה לחזק את רשת הזכוכית ולשפר ביעילות את היציבות הכימית של זְכוּכִית.

בַּקָשָׁה:זה יכול לשמש לייצור לבנים בטנה, צינורות הגנה על צמד תרמי, חלקים בטמפרטורה קבועה, כלי מעבדה, כלי בישול וכו' של תנורים חשמליים (במיוחד תנורי אינדוקציה). חומרים מסדרת Li2O-A12O3-SiO 2 (LAS) הם קרמיקה טיפוסית עם התפשטות נמוכה, שיכולה לשמש כחומרים עמידים בפני זעזועים תרמיים, Li2O יכול לשמש גם כקלסר קרמי, ויש להם ערך יישום פוטנציאלי בתעשיית הזכוכית.

4. קרמיקה Ceria

קרמיקה cerium oxide היא קרמיקה עם תחמוצת cerium כמרכיב העיקרי.

מאפיינים:למוצר משקל סגולי של 7.73 ונקודת התכה של 2600 ℃. הוא יהפוך ל-Ce2O3 באטמוספרה מפחיתה, ונקודת ההיתוך תופחת מ-2600 ℃ ל-1690 ℃. ההתנגדות היא 2 x 10 אוהם ס"מ ב-700 ℃ ו-20 אוהם ס"מ ב-1200 ℃. נכון לעכשיו, קיימות מספר טכנולוגיות תהליך נפוצות לייצור תעשייתי של תחמוצת צריום בסין כדלקמן: חמצון כימי, כולל חמצון אוויר וחמצון אשלגן פרמנגנט; שיטת חמצון צלייה

שיטת הפרדת מיצוי

בַּקָשָׁה:

1)זה יכול לשמש כגוף חימום, כור היתוך להתכת מתכת ומוליכים למחצה, שרוול צמד תרמי וכו'.

2)זה יכול לשמש כעזרי סינטר לקרמיקת סיליקון ניטריד, כמו גם קרמיקה מרוכבת מאלומיניום טיטנאט שונה, ו-CeO 2 הוא הקשחה אידיאלית

מְיַצֵב.

3)זרחן טרי-קולור אדמה נדיר עם 99.99% CeO 2 הוא סוג של חומר זוהר עבור מנורה חסכונית באנרגיה, בעל יעילות אור גבוהה, עיבוד צבעים טוב וחיים ארוכים.

4)אבקת ליטוש CeO 2 בעלת שבר מסה גדול מ-99% בעלת קשיות גבוהה, גודל חלקיקים קטן ואחיד וקריסטל זוויתי, המתאים לליטוש מהיר של זכוכית.

5)שימוש ב-98% CeO 2 כמסיר צבע ומבהיר יכול לשפר את האיכות והתכונות של הזכוכית ולהפוך אותה לפרקטית יותר.

6)לקרמיקה של Ceria יש יציבות תרמית ירודה ורגישות חזקה לאטמוספרה, מה שמגביל את השימוש בה במידה מסוימת.

5. קרמיקה תוריום אוקסיד

קרמיקה תחמוצת תוריום מתייחסת לקרמיקה עם ThO2 כמרכיב העיקרי.

מאפיינים:תחמוצת תוריום טהורה היא מערכת גבישים מעוקבת, מבנה מסוג פלואוריט, מקדם ההתפשטות התרמית של קרמיקה תחמוצת תוריום גדול יותר, 9.2*10/℃ ב-25-1000 ℃, המוליכות התרמית נמוכה יותר, 0.105 J/(cm.s s) 100 ℃, היציבות התרמית היא ירודה, אך טמפרטורת ההיתוך גבוהה, מוליכות הטמפרטורה הגבוהה טובה, וקיימת רדיואקטיביות (תמיסת PVA כחומר תרחיף) או לחיצה (20% תוריום טטרכלוריד כחומר מקשר) בתהליך היצירה.

בַּקָשָׁה:משמש בעיקר ככור היתוך להתכת אוסמיום, רודיום טהור וזיקוק רדיום, כגוף חימום, כמקור זרקור, אהיל מנורת ליבון, או כדלק גרעיני, כקתודה של צינור אלקטרוני, אלקטרודה להתכת קשת וכו'.

6. אלומינה קרמיקה

על פי ההבדל של השלב הגבישי העיקרי בקרמיקה, ניתן לחלק אותו לפורצלן קורונדום, פורצלן קורונדום-מוליט ופורצלן מולליט. ניתן גם לחלק אותו לקרמיקה של 75, 95 ו-99 לפי חלק המסה של AL2O3.

בַּקָשָׁה:

קרמיקת אלומינה בעלת נקודת התכה גבוהה, קשיות גבוהה, חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה כימית טובה ותכונות דיאלקטריות. עם זאת, יש לו פריכות גבוהה, עמידות ירודה בפני פגיעות ועמידות בפני זעזועים תרמיים, ואינו יכול לעמוד בשינויים דרסטיים בטמפרטורת הסביבה. זה יכול לשמש לייצור צינורות תנורים בטמפרטורה גבוהה, בטנות, מצתים של מנועי בעירה פנימית, כלי חיתוך עם קשיות גבוהה ושרוולים מבודדים עם צמד תרמי.

7. קרמיקה סיליקון קרביד

קרמיקת סיליקון קרביד מאופיינת בחוזק בטמפרטורה גבוהה, מוליכות תרמית גבוהה, עמידות בפני שחיקה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בפני זחילה. הם משמשים לעתים קרובות כחומרי סינטר בטמפרטורה גבוהה בתחומי ההגנה הלאומית והמדע והטכנולוגיה של תעופה וחלל. הם משמשים לייצור חלקים בטמפרטורה גבוהה כגון חרירי חרירי רקטות, גרונות ליציקת מתכת, תותבים תרמיים וצינורות כבשנים.