Definitie
Geavanceerde keramiek wordt ook wel technisch keramiek of fijn keramiek genoemd. In Azië wordt geavanceerde keramiek meestal industriële keramiek genoemd.
Geavanceerd keramiek is heel anders dan aardewerk en porselein, zoals keramisch servies, sanitair aardewerk, keramische sanitaire voorzieningen, wandtegels en vloertegels voor de bouw. Over het algemeen wordt aardewerk en porselein traditioneel keramiek genoemd.
Geavanceerd keramiek is anorganisch en vast materiaal dat een niet-metalen element is dat wordt gecombineerd door ionische bindingen met covalente bindingen.
De poedersamenstelling wordt strikt gecontroleerd in het fabricageproces, de gekozen geschikte vormmethode, het sintersysteem en het precisiebewerkingsproces om het materialen met perfecte fysieke kenmerken te maken.
Met betere fysieke prestaties in vergelijking met andere materialen, wordt geavanceerde keramiek veel gebruikt in gebieden zoals halfgeleiders, auto’s en industriële machines.
Type geavanceerde keramische materialen
Tegenwoordig is er een breed scala aan geavanceerde keramische materialen, waaronder:
Aluminiumoxide
(Al2O3)
Alumina-keramiek is het meest gebruikte geavanceerde keramische materiaal. Het biedt superieure mechanische sterkte, elektrische isolatie, hoogfrequentbehoud, thermische geleidbaarheid, hittebestendigheid en corrosieweerstand.
Zirkonia
(ZrO2)
Zirkonia keramiek is het sterkste en taaiste keramische materiaal onder de geavanceerde keramiek. Het wordt gebruikt om speciale bladen te maken voor hoogwaardige scharen, messen en precisieparels, die ooit als onmogelijke toepassingen werden beschouwd.
Zirkonia-gehard aluminiumoxide
(ZTA)
Op aluminiumoxide gebaseerde keramiek zirkoniumoxide, of zeg maar, aluminiumoxide/zirkoniumoxide composietkeramiek
Steatiet
(MgO•SiO2)
Steatiet is een magnesiumsilicaatmateriaal met een hoge elektrische weerstand bij hoge temperaturen, goede mechanische sterkte en een zeer lage diëlektrische verliesfactor, dat al tientallen jaren wordt gebruikt als isolatoren of omhulsels voor elektrische onderdelen.
Bovendien is steatiet-keramiek een uitstekend materiaal voor elektrotechniek, omdat het gemakkelijk in een grote verscheidenheid aan vormen kan worden gesinterd, zoals ringen, bussen, weerstandsvormen en afstandhouders.
Siliciumkoolstof
(SiC)
Deze kunstmatige verbinding wordt gesynthetiseerd uit kwartszand en koolstof. Het biedt de beste combinatie van hittebestendigheid, lichtgewicht en corrosiebestendigheid en behoudt zijn sterkte bij hoge temperaturen (1.500 ).
Siliciumnitride
(Si2N4)
Van de geavanceerde keramische materialen biedt dit lichtgewicht, corrosiebestendige materiaal het hoogste niveau van taaiheid en thermische schokbestendigheid bij hoge temperaturen, waardoor het ideaal is voor gebruik in motorcomponenten.
Geavanceerde eigenschappen van keramische materialen
Elektrische eigenschappen
Elektrische isolatie
Geavanceerde keramiek zijn isolerende materialen die geen elektriciteit geleiden.
diëlektriciteit
Geavanceerde keramische materialen zijn een onmisbaar materiaal geworden voor de productie van condensatoren en elektronische componenten die veel worden gebruikt in producten zoals computers, televisies en mobiele telefoons.
Condensatoren dienen als “verkeersregelaars” binnen een elektronisch circuit door elektriciteit naar bepaalde onderdelen te geleiden, elektriciteit tijdelijk te blokkeren of alleen bepaalde soorten elektrische signalen te blokkeren.
Geleidbaarheid
Hoewel geavanceerde keramiek over het algemeen isolerende materialen zijn die elektriciteit blokkeren, kan halfgeleiderkeramiek worden gemaakt om elektriciteit te geleiden, afhankelijk van hun temperatuur en het toegepaste spanningsniveau.
Supergeleiding
Fysische eigenschappen
Hardheid
Het kenmerkende kenmerk van geavanceerde keramische materialen is hun extreme hardheid; daardoor zijn ze waardevol in toepassingen met hoge prestaties.
De hardheid van aluminiumoxide-keramiek is bijna 3 keer die van roestvrij staal. Deze extreme hardheid is een van de vele unieke eigenschappen die geavanceerde keramiek tot “supermaterialen” voor moderne technologie maken.
Stijfheid
Geavanceerde keramiek heeft een hoge stijfheid, die wordt gemeten door de elasticiteit van een monster te inspecteren na het aanbrengen van een belasting.
Keramiek is van materialen die minder elastische vervorming vertonen onder belasting en een hogere stijfheid hebben.
Breuktaaiheid
Breuktaaiheid meet de weerstand van een gebarsten materiaal tegen breuk.
Hoewel geavanceerde keramische materialen over het algemeen een lage breuktaaiheid hebben, biedt gedeeltelijk gestabiliseerd zirkoonoxide, dat wordt gebruikt voor producten zoals scharen en messen, aanzienlijke verbeteringen in de breuktaaiheid.
Soortelijk gewicht (Dichtheid)
Geavanceerde keramische materialen hebben een lager soortelijk gewicht (dichtheid) dan metalen met een hoge sterkte. Binnen hetzelfde volume wegen veel geavanceerde keramische materialen slechts de helft van het metaal.
Chemische eigenschappen
Geavanceerde keramische materialen hebben een hoge chemische stabiliteit. Als gevolg hiervan zijn geavanceerde keramische materialen zeer goed bestand tegen chemische corrosie.
Chemicaliën — waaronder zoutzuur, zwavelzuur, salpeterzuur, natriumhydroxide en fluorwaterstofzuur. De resultaten werden geanalyseerd en materialen die in relatief grote hoeveelheden oplosten, bleken gevoeliger te zijn voor chemicaliën.
Thermische eigenschappen
Hittebestendigheid
Conventionele keramische materialen, waaronder bakstenen en tegels, staan bekend om hun vermogen om hoge temperaturen te weerstaan. Alumina-keramiek begint te smelten of te ontleden bij temperaturen boven 1800 ℃, veel hoger dan het smeltpunt van metalen materialen.
Thermische expansie
Lage thermische uitzetting
Wanneer materialen worden verwarmd, nemen hun grootte en volume in kleine stappen toe, in een fenomeen dat bekend staat als thermische uitzetting. De coëfficiënt van thermische uitzetting geeft aan hoeveel een materiaal uitzet per 1 temperatuurstijging. Verschillende materiaal heeft verschillende thermische uitzetting. Geavanceerde keramische materialen hebben lage thermische uitzettingscoëfficiënten – minder dan de helft van die van roestvrij staal.
Thermische geleidbaarheid
De eigenschap van warmte die door een materiaal wordt overgedragen, wordt thermische geleidbaarheid genoemd.
Geavanceerde keramische materialen bieden een breed scala aan thermische geleidbaarheid.
Onder geavanceerde keramische materialen hebben sommige materialen een hoge mate van geleidbaarheid en dragen ze warmte goed over, terwijl andere een lage geleidbaarheid hebben en minder warmte overdragen.
Siliciumcarbide draagt warmte bijzonder goed over, terwijl zirkonia-keramiek de warmte effectief blokkeert en de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt laag is – ongeveer 1/10 van die van roestvrij staal.
Geavanceerd keramiek productieproces
Grondstof malen & mengen, spuiten & drogen
De grondstoffen die worden gebruikt bij het maken van geavanceerde keramiek (ook bekend als “technische keramiek”) omvatten anorganische vaste poeders met nauwkeurig gecontroleerde zuiverheid, deeltjesgrootte en distributie. Deze grondstoffen worden geformuleerd op specifieke eigenschappen en functionaliteit en vervolgens gemengd met een bindmiddel of bindmiddel.
Vormgeven
Typische vormmethode:
Droogpersen, Injectie en gieten, HIP, CIP
Vuren
(sinteren)
Gevormd groen lichaam wordt op extreme hitte gebakken in temperatuurgecontroleerde ovens.
Door het bakken worden het vocht en de bindmiddelen verwijderd. Bij extra bakken worden poederdeeltjes aan elkaar gesinterd en krimpen de producten door verminderde porositeit. Dit proces resulteert in producten met een extreme dichtheid en hardheid.
Verspanen & Polijsten
(oppervlakteafwerking)
Inspectie & Verpakking
Geavanceerde toepassingen van keramische materialen
Geavanceerde keramische materialen zijn een soort nieuw materiaal met een breed scala aan toepassingen.
Geavanceerde keramische materialen bieden de perfecte oplossing en een kosteneffectief, hoogwaardig alternatief voor traditionele materialen zoals metalen, kunststoffen en glas.
Geavanceerde keramische materialen kunnen in verschillende vormen worden gemaakt (keramische onderdelen van verschillende vormen, verschillende afmetingen en verschillende toleranties) voor verschillende industrieën, zoals
Elektrische componenten (dragermateriaal, montagebeugels, isolatoren en weerstanden);
Rotoren, verbranders, keramische remmen en uitlaat;
Laserpositioneringsspiegels en -verpakkingen;
Beschermingseenheid (keramisch pantser en kogelvrij bord);
Keramische oven stralingsverwarmers;
Keramische heetgasfiltratie;
Keramische brandstofcelmembranen;
Keramische substraten;
Keramische dieselmotorfilters en brandstofinjectoronderdelen;
Textiel- en draaddraadgeleiders;
Slijtvaste keramische voeringen;
Keramische maalmedia
Advanced Ceramics Supplier 