| Русский | Français |
Промышленная керамика
Статья из Википедии, свободная энциклопедия
(http://fr.wikipedia.org/wiki/Céramique_industrielle)
Введение
Промышленная керамика – вид керамики, предназначенной для промышленного применения, в
противоположность ремесленным творчеством (глиняная посуда) или художественным созданиям
(художественная керамика) или фарфор.
Определение керамики
Американское общество ASTM (American Society for Testing and Materials) определяет керамику как:
«изделие, имевшая тело, остеклованное или нет, кристаллической или частично кристаллической
структурой, или стекло, тело которой образовано не металлическими и исключительно неорганическими
веществами».
Промышленные керамики делятся на три различные категории:
- окиси: окись алюминия, окись цинка;
- не-окиси: бинарные составляющие углерода, борид, нитрид, керамики, составленные из кремния и
из атомов, таких как вольфрам, магний, платину, или еще титан;
- композиты керамики: сочетание окисей и не-окисей.
Каждая из этих категорий обладает своими свойствами.
Свойства керамики
Механические свойства
Керамические изделия обычно обладают большим механическим сопротивлением, слабой
плотностью, сильной жесткостью и сопротивлением, повышенные в износе. Между тем, небольшие недостатки
в керамике могут обеспечить эти непрочные материалы.
Керамики сохраняют свою надежность в очень высоких температурах, сопротивляются
термическому удару и имеют сильное сопротивление в старении и в климатических или химических
атаках. У них есть обычно слабая термическая проводимость. Они непроницаемы (кристаллические керамики)
или полупрозрачные (аморфные стекла).
Электрические свойства
Керамики превосходны электрические изоляторы. В некоторых условиях, как крайне низкие
температуры, некоторые керамики становятся сверхпроводниками.
Экологические характеристики
Со стороны их характер нейтрального и аморфного материала, керамики безопасны
для человека и для среды. Их используют в санитарных, медицинских или пищевых
оборудований.
Использование
Их слабая термическая проводимость являются причиной того, что их используют как
термоизоляторы или неподчиняющиеся материалы, например в черепицах теплового щита космических
челночных кораблей или в авиации, чтобы например покрывать металлическую структуру лопаток турбин.
В 1980 г, предприятие Тойота разработало керамический двигатель, который мог
поддерживать температуру выше 3 300°C. Этот тип двигателя не нуждается в том, чтобы быть охлажденным,
он позволяет увеличить прибыль дохода и очень значительного веса по отношению к классическим
двигателям внутреннего сгорания. Между тем, он не произведен в большой серии вследствие многочисленных
промышленных затруднений (именно вследствие степени необходимой чистоты).
Оптические свойства некоторых керамик позволяют их использовать в паровых лампах,
в лазерах, так же как в детекторах инфракрасное излучение. Их химическая инертность и
их биосовместимость из этого делают действительных кандидатов для хирургических и зубных протезов.
Свойства керамик могут быть использованны также чтобы сокращать трения между механическими деталями
(шарикоподшипники керамики например) или действовать как катализато, или осуществлять электролиз.
Примеры материалов керамики
- глинозем (окись алюминия Al2O3): механическая хорошая позиция при высоких
температурах, хорошая термическая проводимость, большое электрическое удельное сопротивление, большая
жесткость, хорошая износостойкость, химическая инертность.
Применение: электроизоляторы, опоры нагревающих элементов, термическая защита,
элементы дробления, механические компоненты, колеца герметичности, искусственные зубы.
- нитрид кремния Si3N4: большая жестокость, хорошая износостойкость и в
абразивы, хорошая химическая инертность, хорошее сопротивление при термическом ударе. Существует два
типа нитрида кремния: связонное азотирование сжатого порошка кремния или прессованием порошка нитрида
кремния при высокой температуре (обжиг).
Применение:абразивные порошки, средства резки, огнеупоры для черной
металлургии, шарики качения, колеца герметичности для литья металлов, клапаны (автомобиль).
- сиалон: прочный раствор нитрида кремния, нитрида алюминия и окиси алюминия.
- карбид бора B4C.
Применение: броня танков и вертолетов.
- карбид кремния или карборунд SiC:большая жесткость, хорошее сопротивление при термическом ударе,
высокая термопроводимость, слабое термическое расширение, хорошая химическая инертность.
Применение: огнеупоры, резистры накаливания, средства резки, детали
трения, для соединения герметичности насосов в воде, поддержка катализатора.
- кордиерит (силикат, ферромагний алюминевый): хорошее сопротивление при термическом ударе,
хорошая термическая проводимость.
Применение: электрические изоляторы, термические теплообменники, элементы
нагревания.
- муллит Al6Si2O13: хорошее сопротивление при термическом ударе,
слабая термическая проводимость, значительное электрическое удельное сопротивление.
Применение: огнеупорные материалы.
- нитрид алюминия AlN: высокая термическая проводимость, хорошее электрическое сопротивление,
прозрачный в волны заметного и инфракрасного излучения.
Применение: напечатанные схемы, термические колонны, окна для радара,
горнов для литейного цеха.
- двуокись циркония (окись циркония ZrO2): высокие механические свойства при высоких температурах,
слабая термическая проводимость в окружающей температуре, электропроводники при T> 1000°C, большая
жесткость, хорошая износостойкость, хорошая химическая инертность, хорошее сопротивление в атаках
металлов. Существует два типа: двуокись циркония, не стабилизированная, использованная в качестве
дополнения, материала покрытия, абразивного порошка и двуокись циркония, стабилизированная в
иттрием (ZrO2) или в окиси магния (ZrO2/MgO = PSZ).
Применение: горны, сопла для плавки, нагревательные элементы, анти-термическое
покрытие, ионные проводники, искусственные зубы.
- нитрид бора NB: высокая термическая проводимость, слабое термическое расширение, хорошее
сопротивление при термическом ударе, высокий диэлектрик, слабое сопротивление химически, прозрачный
в микроволнах, легкообрабатываемые.
Применение: электрические изоляторы при очень высоких температурах, горны для
литейного цеха, обшивка печей, покрытие термопар, резистры, смазочный материал при высокой температуре.
- борид алюминия AlB2.
Применение: материал усиления в металлических композитах.
- окись магния MgO: сопротивление в расплавленных металлах, хорошее механическое сопротивление.
Applications: пьезоэлектрические материалы, огнеупоры, оптические компоненты.
- окись цинка ZnO.
Применение: используют в диодах для электрических свойств.
- окись магнито-железная Fe3O4.
Применение: используют в трансформаторах и магнитном хранении данных.
- перовскит: они создают просторную семью кристаллических материалов формулировки
(A)(B)O3 как BaTiO3, CaTiO3, SrTiO3 или
(PbSr)TiO3, Pb(Zr0.5Ti0.5)O3.
Применение: диэлектрики для изготовления многослойных конденсаторов,
термостаты, преобразователи пьезоэлектрические.
- стеатит (силикат магния (SiO4)Mg2)): хорошее электрическое удельное
сопротивление.
Применение: электрические изоляторы.
- силикаты алюминия (глины)
Применение:
строительная керамики: кирпичи, черепицы, кафель, раковины, паромы в душах.
керамики искусств стола, терракоты, фаянса, керамики, фарфора, тарелок, пиал, блюд.
художественные керамики: скульптуры, вазы, лампы.
- окись урана UO2.
Применение: топливо в ядерных реакторах.
Центры подготовки
- Высшая Национальная Школа Промышленной Керамики
- Профессиональный лицей Керамики
- Лицей Генриха Бриссона де Виерзон
- Лицей Профессий Лиможа