Gốm sứ cao cấp là gì?
“Gốm sứ cao cấp” còn được gọi là “gốm sứ kỹ thuật” hoặc “gốm sứ tốt”; ở Châu Á, nó thường được gọi là “gốm sứ công nghiệp”.
Gốm sứ cao cấp là vật liệu vô cơ & rắn là nguyên tố phi kim loại được kết hợp bằng liên kết ion với liên kết cộng hóa trị.
Thành phần bột được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình sản xuất, lựa chọn phương pháp tạo hình phù hợp, hệ thống thiêu kết và quy trình gia công chính xác để làm cho nó trở thành vật liệu có các đặc tính vật lý hoàn hảo.
Với hiệu suất vật lý tốt hơn so với các vật liệu khác, gốm sứ tiên tiến được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như chất bán dẫn, ô tô và máy móc công nghiệp.
Loại gốm sứ cao cấp
Alumina (Al2O3)
Alumina gốm sứ và là vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất. Nó cung cấp độ bền cơ học vượt trội, cách điện, duy trì tần số cao, dẫn nhiệt, chịu nhiệt và chống ăn mòn. Sapphire là một dạng đơn tinh thể của alumin.
Zirconia (ZrO2)
Zirconia là vật liệu bền và cứng nhất trong số các loại gốm sứ cao cấp. Nó được sử dụng để tạo ra các lưỡi dao đặc biệt cho kéo, dao và hạt chính xác hiệu suất cao, từng được coi là những ứng dụng bất khả thi.
Steatite
Steatite là một vật liệu magie silicat chịu điện ở nhiệt độ cao, độ bền cơ học tốt và hệ số tổn thất điện môi rất thấp, đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ làm chất cách điện hoặc vỏ bọc cho các bộ phận điện.
Ngoài ra, steatit là một vật liệu tuyệt vời cho kỹ thuật điện vì nó có thể dễ dàng được thiêu kết thành nhiều dạng như vòng đệm, ống lót, dạng điện trở và không gian.
Cacbon silic (SiC)
Hợp chất nhân tạo này được tổng hợp từ cát silica và carbon. Nó cung cấp sự kết hợp tốt nhất giữa khả năng chịu nhiệt, trọng lượng nhẹ và chống ăn mòn, đồng thời duy trì độ bền ở nhiệt độ cao (1.500oC).
Nitrua silic (Si2N4)
Trong số các loại gốm sứ tiên tiến, vật liệu nhẹ, chống ăn mòn này cung cấp độ dẻo dai và khả năng chống sốc nhiệt ở nhiệt độ cao nhất, lý tưởng để sử dụng cho các thành phần động cơ.
Đặc điểm của gốm sứ cao cấp
Tính chất điện
Cách điện
Gốm sứ tiên tiến là vật liệu cách điện không dẫn điện.
Điện môi
Gốm sứ tiên tiến đã trở thành vật liệu không thể thiếu để sản xuất tụ điện và linh kiện điện tử được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm như máy tính, tivi và điện thoại di động.
Tụ điện đóng vai trò như “bộ điều khiển giao thông” trong mạch điện tử bằng cách dẫn điện đến các bộ phận nhất định, tạm thời chặn điện hoặc chỉ chặn một số loại tín hiệu điện nhất định.
Độ dẫn điện
Mặc dù gốm sứ tiên tiến thường là vật liệu cách điện ngăn dòng điện, nhưng gốm bán dẫn có thể được tạo ra để dẫn điện tùy thuộc vào nhiệt độ của chúng và mức điện áp được đặt vào.
Siêu dẫn
Tính chất vật lý
Độ cứng
Đặc điểm nổi bật của gốm sứ cao cấp là độ cứng cực cao của chúng; do đó, chúng có giá trị sử dụng trong các ứng dụng hiệu suất cao.
Độ cứng của gốm sứ alumin gần gấp 3 lần thép không gỉ. Độ cứng cực cao này là một trong nhiều đặc tính độc đáo khiến gốm sứ mỹ nghệ trở thành “siêu vật liệu” cho công nghệ hiện đại.
Độ cứng
Gốm sứ tiên tiến có độ cứng cao, được đo bằng cách kiểm tra độ đàn hồi của mẫu sau khi tác dụng một tải trọng.
Vật liệu ít biến dạng đàn hồi hơn khi chịu tải có độ cứng cao hơn.
Độ bền gãy
Độ bền chống đứt gãy đo lường khả năng chống đứt gãy của vật liệu bị nứt.
Mặc dù gốm sứ tiên tiến thường có độ dẻo dai khi đứt gãy thấp, nhưng zirconia được ổn định một phần, được sử dụng cho các sản phẩm như kéo và dao, mang lại những cải thiện đáng kể về độ bền khi đứt gãy.
Trọng lượng riêng (Mật độ)
Gốm sứ tiên tiến có trọng lượng riêng (tỷ trọng) thấp hơn so với kim loại có độ bền cao. Trong cùng một thể tích, nhiều vật liệu gốm cao cấp chỉ nặng bằng một nửa kim loại.
Tính chất hóa học
Gốm sứ cao cấp có mức độ ổn định hóa học cao.
Nhờ vậy, vật liệu gốm cao cấp có khả năng chống ăn mòn hóa học cao.
hóa chất – bao gồm axit clohydric, axit sulfuric, axit nitric, natri hydroxit và axit flohydric. Kết quả được phân tích, và các vật liệu hòa tan với số lượng tương đối lớn được xác định là nhạy cảm hơn với hóa chất.
Tính chất nhiệt
Khả năng chịu nhiệt
Gốm sứ thông thường, bao gồm cả gạch và ngói, nổi tiếng với khả năng chịu nhiệt độ cao.
Gốm sứ nhôm bắt đầu nóng chảy hoặc phân hủy ở nhiệt độ trên 1.800 ℃, cao hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của vật liệu kim loại.
Sự giãn nở nhiệt
Nhiệt độ giãn nở thấp
Khi vật liệu bị nung nóng, kích thước và thể tích của chúng tăng lên theo từng bước nhỏ, trong một hiện tượng được gọi là sự giãn nở vì nhiệt. Hệ số giãn nở nhiệt cho biết một vật liệu nở ra bao nhiêu mỗi khi nhiệt độ tăng 1.
Các vật liệu khác nhau có độ giãn nở nhiệt khác nhau. Gốm tiên tiến có hệ số giãn nở nhiệt thấp – ít hơn một nửa so với thép không gỉ.
Độ dẫn nhiệt
Tính chất của nhiệt truyền qua vật liệu được gọi là tính dẫn nhiệt.
Gốm sứ tiên tiến cung cấp một loạt các khả năng dẫn nhiệt.
Trong số các vật liệu gốm sứ tiên tiến, một số vật liệu có độ dẫn điện cao và truyền nhiệt tốt, trong khi những vật liệu khác có mức độ dẫn điện thấp và truyền nhiệt ít hơn.
Cacbua silic truyền nhiệt đặc biệt tốt trong khi gốm zirconia cản nhiệt hiệu quả và hệ số dẫn nhiệt thấp – khoảng 1/10 so với thép không gỉ.
Quy trình sản xuất gốm sứ tiên tiến
Nghiền và trộn nguyên liệu, nghiền thành bột và sấy khô
Nguyên liệu thô được sử dụng để sản xuất gốm sứ tiên tiến (còn được gọi là “gốm sứ mịn”) bao gồm bột rắn vô cơ với độ tinh khiết, kích thước hạt và sự phân bố được kiểm soát chính xác. Các nguyên liệu thô này được pha chế theo các đặc tính và chức năng cụ thể, sau đó được trộn với chất kết dính hoặc chất kết dính.
Phương pháp mô hình hóa điển hình:
Ép khô, ép và đúc, HIP, CIP
Thiêu kết
Thân hình màu xanh lá cây được nung ở nhiệt độ cực cao trong lò được kiểm soát nhiệt độ.
Chụp loại bỏ độ ẩm và chất kết dính. Với việc nung bổ sung, các hạt bột trộn với nhau và các sản phẩm co lại do độ xốp giảm. Quá trình này tạo ra các sản phẩm có mật độ và độ cứng cực cao.
Gia công và đánh bóng (hoàn thiện bề mặt)
Kiểm tra và đóng gói
Các ứng dụng gốm nâng cao
Gốm tiên tiến là một vật liệu mới cho các ứng dụng rộng rãi.
Các sản phẩm gốm tiên tiến cung cấp giải pháp hoàn hảo và một giải pháp thay thế hiệu suất cao, kinh tế cho các vật liệu truyền thống như kim loại, nhựa và thủy tinh.
Vật liệu gốm tiên tiến có thể được chế tạo thành các thành phần khác nhau cho các ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như:
Các thành phần điện (vật liệu làm nền, giá đỡ, chất cách điện và điện trở);
Rotor, bộ đốt, phanh gốm và ống xả;
Gương và bao bì định vị laze;
Bộ phận bảo vệ (áo giáp gốm và tấm chống đạn);
Lò sưởi bằng bức xạ;
Lọc khí nóng;
Các màng tế bào nhiên liệu;
Bộ lọc động cơ diesel và bộ phận kim phun nhiên liệu;
Dệt may và dẫn hướng sợi dây;
Lớp phủ mài mòn;
Phương tiện truyên thông.
Advanced Ceramics Supplier 