Cerámicas Dvanzadas

¿Qué es la cerámicas avanzadas?

La cerámica avanzada también se conoce como cerámica técnica o cerámica fina. En Asia, las cerámicas avanzadas se suelen llamar cerámicas industriales.

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La cerámica avanzada es bastante diferente de la cerámica y la porcelana, como la vajilla de cerámica, cerámica sanitaria, sanitarios de cerámica, azulejos de la pared y baldosas para la construcción. Generalmente, la cerámica y la porcelana se llaman cerámica tradicional.

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La cerámica avanzada es un material inorgánico y sólido que es un elemento no metálico combinado por enlaces iónicos con enlaces covalentes.

La composición del polvo se controla estrictamente en el proceso de fabricación, se elige el método de formación adecuado, el sistema de sinterización y el proceso de mecanizado de precisión para convertirlo en materiales de características físicas perfectas.

Con un mejor rendimiento físico en comparación con otros materiales, las cerámicas avanzadas se utilizan ampliamente en campos como semiconductores, automóviles y maquinaria industrial.

 

Tipo de cerámica avanzada

Hoy en día, hay una amplia gama de cerámica avanzada, que incluye:

Alúmina (Al2O3)

La cerámica de alúmina es el material cerámico avanzado más ampliamente utilizado. Ofrece una resistencia mecánica superior, aislamiento eléctrico, retención de alta frecuencia, conductividad térmica, resistencia al calor y resistencia a la corrosión. El zafiro es una forma de alúmina de un solo cristal.

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Zirconia (ZrO2)

La cerámica de zirconia es el material más resistente y más resistente entre las cerámicas avanzadas. Se utiliza para crear cuchillas especiales para tijeras de alto rendimiento, cuchillos y cuentas de precisión, una vez consideradas aplicaciones imposibles.

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Esteatita (MgO • SiO2)

La esteatita es un material de silicato de magnesio de la resistencia eléctrica del muslo a altas temperaturas, buena resistencia mecánica y un factor de pérdida dieléctrica muy bajo, que se ha utilizado durante muchas décadas como aislantes o envolventes para componentes eléctricos.

Además, la esteatita cerámica es un excelente material para la ingeniería eléctrica, ya que se puede sinterizar fácilmente en una gran variedad de formas, como arandelas, casquillos, formas de resistencia, espacios y perlas.

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Carbón de silicio (SiC)

Este compuesto artificial se sintetiza a partir de arena de sílice y carbono. Proporciona la mejor combinación de resistencia al calor, peso ligero y resistencia a la corrosión, y mantiene su resistencia a altas temperaturas (1.500 ℃).

Nitruro de silicio (Si2N4)

Entre las cerámicas avanzadas, este material liviano y resistente a la corrosión ofrece el más alto nivel de dureza y resistencia al choque térmico a altas temperaturas, lo que lo hace ideal para usar en los componentes del motor.

 

Características de la Cerámica Avanzada

 

Propiedades electricas

1. Aislamiento eléctrico

Las cerámicas avanzadas son materiales aislantes que no conducen la electricidad.

2. Dielectricidad

La cerámica avanzada se ha convertido en un material indispensable para la producción de condensadores y componentes electrónicos ampliamente utilizados en productos como computadoras, televisores y teléfonos móviles.

Los condensadores funcionan como “controladores de tráfico” dentro de un circuito electrónico mediante la conducción de electricidad a ciertas partes, bloqueando temporalmente la electricidad o bloqueando solo ciertos tipos de señales eléctricas.

3. Conductividad

Aunque las cerámicas avanzadas generalmente son materiales aislantes que bloquean la electricidad, se pueden crear cerámicas semiconductoras para conducir electricidad dependiendo de su temperatura y del nivel de voltaje aplicado.

4. Súper conductividad

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Propiedades físicas

1. Dureza

La característica distintiva de la cerámica avanzada es su extrema dureza; como resultado, tienen un uso valioso en aplicaciones de alto rendimiento.

La dureza de las cerámicas de alúmina es casi 3 veces superior a la del acero inoxidable. Esta extrema dureza es una de las muchas propiedades únicas que hacen de la cerámica avanzada los “super materiales” para la tecnología moderna.

2. Rigidez

Las cerámicas avanzadas poseen una alta rigidez, que se mide al inspeccionar la elasticidad de una muestra después de aplicar una carga.

Los materiales que muestran una deformación menos elástica bajo carga poseen mayores niveles de rigidez.

3. Resistencia a la fractura

La tenacidad a la fractura mide la resistencia del material agrietado a la fractura.

Aunque la cerámica avanzada generalmente posee baja tenacidad a la fractura, la zirconia parcialmente estabilizada, utilizada para productos como tijeras y cuchillos, ofrece importantes mejoras en la resistencia a la fractura.

4. Gravedad específica (densidad)

Las cerámicas avanzadas tienen menor densidad específica (densidad) que los metales de alta resistencia. Dentro del mismo volumen, muchos materiales cerámicos avanzados pesan solo la mitad del metal.

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Propiedades químicas

Las cerámicas avanzadas poseen altos niveles de estabilidad química. Como resultado, los materiales cerámicos avanzados son altamente resistentes a la corrosión química.

Productos químicos, incluidos el ácido clorhídrico, el ácido sulfúrico, el ácido nítrico, el hidróxido de sodio y el ácido fluorhídrico. Los resultados se analizaron y se determinó que los materiales que se disolvían en cantidades relativamente grandes eran más sensibles a los productos químicos.

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Propiedades termales

1. Resistencia al calor

Las cerámicas convencionales, incluidos ladrillos y tejas, son bien conocidas por su capacidad para soportar altas temperaturas. Las cerámicas de alúmina comienzan a derretirse o descomponerse a temperaturas superiores a 1.800 ℃, mucho más altas que el punto de fusión de los materiales metálicos.

2. Expansión térmica

Baja expansión térmica

Cuando los materiales se calientan, su tamaño y volumen aumentan en pequeños incrementos, en un fenómeno conocido como expansión térmica. La relación de coeficiente de expansión térmica indica cuánto se expande un material por cada 1 ℃ aumento de temperatura. Diferente material tiene diferente expansión térmica. Las cerámicas avanzadas tienen bajos coeficientes de expansión térmica, menos de la mitad que los aceros inoxidables.

3. Conductividad térmica

La propiedad del calor transmitido a través de un material se llama conductividad térmica.

La cerámica avanzada ofrece una amplia gama de conductividad térmica.

Entre las cerámicas avanzadas, algunos materiales poseen altos niveles de conductividad y transmiten bien el calor, mientras que otros poseen bajos niveles de conductividad y transfieren menos calor.

La transferencia de carburo de silicio calienta particularmente bien, mientras que las cerámicas de zirconia bloquean el calor de manera efectiva y el coeficiente de conductividad térmica es bajo, alrededor de 1/10 del de acero inoxidable.

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Proceso avanzado de producción de cerámica

Molienda y mezcla de materias primas, pulverización y secado

Las materias primas utilizadas en la fabricación de cerámicas avanzadas (también conocidas como “cerámicas finas”) incluyen polvos sólidos inorgánicos con pureza, tamaño de partícula y distribución controladas con precisión. Estas materias primas están formuladas para propiedades y funcionalidades específicas, luego se mezclan con un agente aglutinante o aglutinante.

Organización

Método de modelado típico:

Prensado en seco, inyección y fundición, HIP, CIP

Disparo (sinterización)

El cuerpo verde en forma se dispara a calor extremo en hornos con temperatura controlada.

Disparar elimina la humedad y los aglutinantes. Con el disparo adicional, las partículas de polvo se sinterizan juntas y los productos se contraen debido a la porosidad reducida. Este proceso da como resultado productos de extrema densidad y dureza.

Mecanizado y pulido (acabado superficial)

Inspección y embalaje

 

Aplicaciones cerámicas avanzadas

La cerámica avanzada es un nuevo material de aplicaciones de amplio rango.

Los productos cerámicos avanzados proporcionan la solución perfecta y una alternativa económica y de alto rendimiento a los materiales tradicionales como metales, plásticos y vidrio.

Los materiales cerámicos avanzados se pueden hacer en diferentes componentes para diferentes industrias, como

Componentes eléctricos (material de respaldo, soportes de montaje, aisladores y resistencias);

Rotores, combustores, frenos de cerámica y escape;

Espejos y embalajes de posicionamiento láser;

Unidad de protección (armadura de cerámica y placa a prueba de balas);

Calentadores radiantes de horno;

Filtración de gas caliente;

Membranas de pilas de combustible;

Filtros del motor diesel y partes del inyector de combustible;

Guías textiles y de hilo de alambre;

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Revestimientos de abrasión;

Medios de molienda.

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