Definizione
La ceramica avanzata è anche conosciuta come ceramica tecnica o ceramica fine. In Asia, la ceramica avanzata è solitamente chiamata ceramica industriale.
La ceramica avanzata è molto diversa dalla ceramica e dalla porcellana, come stoviglie in ceramica, ceramiche sanitarie, sanitari in ceramica, rivestimenti e piastrelle per pavimenti per l’edilizia. Generalmente, la ceramica e la porcellana sono chiamate ceramiche tradizionali.
La ceramica avanzata è un materiale inorganico e solido che è un elemento non metallico combinato da legami ionici con legami covalenti.
La composizione della polvere è rigorosamente controllata nel processo di fabbricazione, il metodo di formatura adatto scelto, il sistema di sinterizzazione e il processo di lavorazione di precisione per renderlo materiali di perfette caratteristiche fisiche.
Con prestazioni fisiche migliori rispetto ad altri materiali, le ceramiche avanzate sono ampiamente utilizzate in campi come semiconduttori, automobili e macchinari industriali.
Tipologia di materiali ceramici avanzati
Oggi esiste una vasta gamma di materiali ceramici avanzati, tra cui:
Allumina
(Al2O3)
La ceramica di allumina è il materiale ceramico avanzato più utilizzato. Offre una resistenza meccanica superiore, isolamento elettrico, ritenzione ad alta frequenza, conduttività termica, resistenza al calore e resistenza alla corrosione.
Zircone
(ZrO2)
La ceramica in zirconia è il materiale ceramico più resistente e resistente tra le ceramiche avanzate. Viene utilizzato per creare lame speciali per forbici, coltelli e perline di precisione ad alte prestazioni, un tempo considerate applicazioni impossibili.
Allumina temprata con zirconia
(ZTA)
Ceramica a base di allumina zirconia, o diciamo, ceramica composita di allumina/zirconia
Steatite
(MgO•SiO2)
La steatite è un materiale di silicato di magnesio di elevata resistenza elettrica alle alte temperature, buona resistenza meccanica e un bassissimo fattore di perdita dielettrica, utilizzato da molti decenni come isolante o involucri per parti elettriche.
Inoltre, la ceramica di steatite è un materiale eccellente per l’ingegneria elettrica in quanto può essere facilmente sinterizzata in un’ampia varietà di forme come rondelle, boccole, forme di resistori e distanziatori.
Silicio Carbonio
(SiC)
Questo composto artificiale è sintetizzato da sabbia silicea e carbonio. Fornisce la migliore combinazione di resistenza al calore, leggerezza e resistenza alla corrosione e mantiene la sua resistenza alle alte temperature (1.500°C).
Nitruro di silicio
(Si2N4)
Tra i materiali ceramici avanzati, questo materiale leggero e resistente alla corrosione offre il più alto livello di tenacità e resistenza agli shock termici ad alta temperatura, rendendolo ideale per l’uso nei componenti del motore.
Proprietà avanzate dei materiali ceramici
Proprietà elettriche
Proprietà chimiche
I materiali ceramici avanzati possiedono alti livelli di stabilità chimica. Di conseguenza, i materiali ceramici avanzati sono altamente resistenti alla corrosione chimica.
Sostanze chimiche — inclusi acido cloridrico, acido solforico, acido nitrico, idrossido di sodio e acido fluoridrico. I risultati sono stati analizzati e i materiali che si sono dissolti in quantità relativamente grandi sono stati determinati per essere più sensibili alle sostanze chimiche.
Proprietà termiche
1. Resistenza al calore
I materiali ceramici convenzionali, inclusi mattoni e piastrelle, sono ben noti per la loro capacità di resistere alle alte temperature. La ceramica di allumina inizia a sciogliersi o decomporsi a temperature superiori a 1.800 , molto più alte del punto di fusione dei materiali metallici.
2. Dilatazione termica
Bassa espansione termica
Quando i materiali vengono riscaldati, le loro dimensioni e il loro volume aumentano in piccoli incrementi, in un fenomeno noto come espansione termica. Il coefficiente di dilatazione termica indica quanto un materiale si espande per 1℃ di aumento della temperatura. Materiale diverso ha una diversa espansione termica. I materiali ceramici avanzati hanno bassi coefficienti di espansione termica, meno della metà di quelli degli acciai inossidabili.
3. Conducibilità termica
La proprietà del calore trasmesso attraverso un materiale è chiamata conduttività termica.
I materiali ceramici avanzati offrono un’ampia gamma di conduttività termica.
Tra i materiali ceramici avanzati, alcuni materiali possiedono alti livelli di conduttività e trasferiscono bene il calore, mentre altri possiedono bassi livelli di conduttività e trasferiscono meno calore.
Il carburo di silicio trasferisce il calore particolarmente bene mentre la ceramica di zirconia blocca il calore in modo efficace e il coefficiente di conduttività termica è basso, circa 1/10 di quello dell’acciaio inossidabile.
Processo di fabbricazione della ceramica avanzata
Macinazione e miscelazione delle materie prime, spruzzatura e essiccazione
Le materie prime utilizzate nella produzione di ceramiche avanzate (note anche come “ceramiche tecniche”) includono polveri solide inorganiche con purezza, dimensione delle particelle e distribuzione controllate con precisione. Queste materie prime sono formulate per proprietà e funzionalità specifiche, quindi miscelate con un agente legante o legante.
Formatura
Tipico metodo di formatura:
Pressatura a secco, Iniezione e colata, HIP, CIP
Sparo
(sinterizzazione)
Il corpo verde sagomato viene cotto a calore estremo in forni a temperatura controllata.
La cottura rimuove l’umidità e i leganti. Con una cottura aggiuntiva, le particelle di polvere vengono sinterizzate insieme e i prodotti si restringono a causa della ridotta porosità. Questo processo si traduce in prodotti di estrema densità e durezza.
Lavorazione e lucidatura
(finitura superficiale)
Ispezione e imballaggio
Applicazioni avanzate di materiali ceramici
I materiali ceramici avanzati sono un tipo di nuovo materiale con un’ampia gamma di applicazioni.
I materiali ceramici avanzati forniscono la soluzione perfetta e un’alternativa economica e ad alte prestazioni ai materiali tradizionali come metalli, plastica e vetro.
I materiali ceramici avanzati possono essere trasformati in forme diverse (parti in ceramica di forme diverse, dimensioni diverse e tolleranze diverse) per diversi settori, come
Componenti elettrici (materiale di supporto, staffe di montaggio, isolatori e resistori);
Rotori, combustori, freni e scarichi ceramici;
Specchi e imballaggi per posizionamento laser;
Unità di protezione (armatura in ceramica e pannello antiproiettile);
Riscaldatori radianti per forni ceramici;
Filtrazione di gas caldo in ceramica;
Membrane per celle a combustibile in ceramica;
Substrati ceramici;
Filtri in ceramica per motori diesel e parti di iniettori di carburante;
Guidafili per tessuti e fili metallici;
rivestimenti in ceramica abrasiva;
Mezzi di macinazione in ceramica
Advanced Ceramics Supplier 