سرامیک: در واقع چه چیزی است؟ |

اگر دو سال پیش از من می پرسیدند که سرامیک چیست و شما با آنها چه می کنید ، جواب من این بود: ظروف مادربزرگ من. بعد از مدتی کار در Fraunhofer IKTS ، من می دانم که سرامیک بسیار بیشتر از ظروف چینی است. آیا می دانید چه سرامیک هایی در خانه دارید؟ مطمئناً بعضی چیزها شما را متعجب می کند. اما سرامیک چیست؟ او اهل کجاست؟ چگونه می توانیم ازآن استفاده کنیم؟ اینجا میریم! بیایید این س questionsالات را با هم روشن کنیم.

در مورد سرامیک های موجود در بازار ، ما بین سرامیک های سفالی و شیشه ای تفاوت قائل می شویم. از هر دو نوع به عنوان سرامیک ظرف ، کوره ، ساختمان یا بهداشت استفاده می شود. در چند دهه گذشته اصطلاح سرامیک فنی یا سرامیک کامپوزیت اضافه شد. مترادف نیز: سرامیک با کارایی بالا ، سرامیک مهندسی ، صنعتی یا صنعتی. دانشمندان Fraunhofer IKTS روی این نوع سرامیک ها کار می کنند.

فرآوری پودر.

چسب آلی

پراکندگی پودر با یک چسب آلی با دست.

سرامیک چند ساله است؟

ظروف سفالی به طور مستقل از یکدیگر در زمان های مختلف در مناطق مختلف کشف شده اند. تحقیقات نشان می دهد که سرامیک بیش از 10 هزار سال پیش شناخته شده بود. قطعات سرامیکی یافت شده امروزه از نظر ترکیب متفاوت هستند ، زیرا اجداد ما با ماده اولیه ای که به صورت منطقه ای پیدا می کردند کار می کردند. تمام تفاوت ها در همینه.

خاک رس ماده اصلی ساخت سرامیک است. ما او را در گودال های سفالی پیدا می کنیم. باران سنگ جامد قبلی را به ذرات کوچک ، دانه ریز ، پودر و حاوی آب تبدیل کرد. این ذرات با آب مخلوط شده می توانند به خوبی شکل بگیرند. پس از قالب گیری ، سرامیک باید خشک شود. خاک رس فرآوری شده برای ثبات بیشتر سوزانده می شود. هرچه به مواد احتیاج بیشتری داشته باشید ، اجاق گاز داغتر باید تنظیم شود. امروز می دانیم: از دمای تقریباً 1000 درجه سانتیگراد ، پخت اتفاق می افتد. این ویژگی خاصیت سرامیکی آن مانند سختی ، مقاومت یا نفوذ حرارتی را می دهد.

سرامیک از نظر توانایی تغییر خصوصیات از فلز متفاوت است - یک مزیت اساسی سرامیک. در مورد فلزات ، خصوصیات قابل تغییر نیستند. از طرف دیگر ، در مورد سرامیک ها ، خصوصیات بستگی زیادی به روند ساخت دارد. در گذشته ، پردازنده ها تنظیم دقیق ویژگیهای مورد نظر را از طریق پخت دشوار می دانستند - یعنی فرآیند پخت. این در حالی است که به دلیل فناوری مدرن تغییر کرده است ، این بدان معناست که: امروزه پخت و پز یک علم به خودی خود است ، که ما به روش های مختلفی با آن آزمایش می کنیم!

سرامیک ها بر اساس ترکیب شیمیایی آنها طبقه بندی می شوند. سه گروه متداول عبارتند از: سرامیک سیلیکات (به عنوان مثال چینی) ، سرامیک اکسید (به عنوان مثال اکسید آلومینیوم) و سرامیک غیر اکسید (به عنوان مثال نیترید سیلیکون).

تولید کامپوزیت پیزو.

دیسک Al2O3 (99.99٪) با عنصر گرمایش چاپ شده.

اتوی بخار با زیره سرامیکی.

سرامیک فنی

همانطور که گفتم: سرامیک های کامپوزیت برای چندین سال برای مردم و صنعت مهم بوده است. در اصل ، هر آنچه از مواد غیر فلزی و غیرآلی تشکیل شده باشد ، سرامیک هایی با عملکرد بالا نامیده می شود. سرامیک های فنی از نظر پردازش دقیق با سرامیک های معمولی تفاوت دارند. به عنوان مثال ، فقط می توان از یک اندازه دانه خاص برای شکل دهی استفاده کرد. دانه باید از طریق خلوص و اندازه دانه در یک محدوده تحمل تعریف شده متقاعد شود. پودر سرامیک معمولاً به صورت مصنوعی تولید می شود ، زیرا مواد اولیه موجود در طبیعت از الزامات خلوص شیمیایی یا همگنی برخوردار نیستند.

سرامیک فنی برای اولین بار در اواسط قرن نوزدهم استفاده شد. آن زمان برای تولید عایق های الکتریکی. امروزه دانشمندان به طور گسترده زمینه های کاربرد سرامیک های با کارایی بالا و سرامیک های صنعتی مجهز با خصوصیات مختلف را بهینه کرده اند. ما برای تولید محصولات صنعتی متناسب و ارائه طیف گسترده ای از خدمات به این ویژگی ها در Fraunhofer IKTS نیاز داریم.

سرامیک ها علاوه بر ویژگی هایی مانند سختی ، مقاومت و مقاومت در برابر حرارت از طریق: در برابر سایش و مقاومت در برابر سایش ، پایداری ابعاد ، مقاومت در برابر خوردگی ، هدایت حرارتی ، عایق الکترونیکی ، نیمه هادی ، خواص پیزو و فروالکتریک و همچنین سازگاری زیستی ، سازگاری مواد غذایی و و ...

اما صنعت و تحقیقات از سرامیک های فنی برای چه استفاده می کنند؟ به عنوان مثال ، در فن آوری پزشکی ، برق و سیستم ، در الکترونیک و ابزار ، در صنایع شیمیایی و نساجی ، در مهندسی مکانیک یا در الکترونیک پیزو استفاده می شود.

اجزای ساخته شده از SiC / Si3N4.

روتور توربین قالب تزریقی ساخته شده از نیترید سیلیکون.

چرخ دنده های سرامیکی شات شده.

فرآیند تولید مواد افزودنی Fusion Filament Fabrication (FFF) ، که از صنعت پلاستیک می آید ، توسط IKTS با سرامیک و مواد مرکب سازگار شده است. FFF با کارآیی مواد همچنین امکانات جالب توجهی را برای تولید ابزارهای ویژه برای فلزات سخت ایجاد می کند.

جز component سرامیکی - تولید شده با استفاده از فرایند ساخت مواد افزودنی »ساخت فیبرهای فیوز«.

علامت گذاری CeraCode® بر روی فلز تحت نور UV.

سرامیک در Fraunhofer IKTS

در Fraunhofer IKTS ، از خصوصیات فردی سرامیک برای تولید محصولات و راه حل های نوآورانه برای فردا استفاده می شود. زمینه های تحقیق در IKTS بسیار متنوع و گسترده است. از فیلتراسیون (نانو) بقایای مختلف لجن دارویی و فاضلاب از آب گرفته تا تصفیه آب شیرین برای انسان و حیوانات. مایعات ، گازها یا گازهای خروجی دیگر نیز می توانند با سرامیک فیلتر شده و تمیز شوند.

از سرامیک های با کارایی بالا در باتری ها نیز استفاده می شود که از جمله موارد دیگر این است که دامنه و عملکرد خودروهای الکترونیکی را افزایش می دهند.

دانشمندان IKTS همچنین از سرامیک های اکسید برای تولید محصولات زیست سازگار و فناوری پزشکی استفاده می کنند. از جمله این موارد ، به عنوان مثال ، کاشت دندان و تاج دندان است. اما مواد جایگزین استخوان زیست سازگار با چاپ سه بعدی نیز بخشی از آن است.

آخرین نمونه از تنوع سرامیک ها استفاده از سرامیک به عنوان ماده ای لومینسانس است. مزیت شما: درخشش از طریق مراحل مختلف پردازش شیمیایی و دما حفظ می شود. به عنوان مثال ، ما از مواد لومینسانس سرامیکی برای شناسایی اجزا استفاده می کنیم که پس از پردازش م componentلفه نیز قابل خواندن است.

بیوسرامیک: تاج دندان ساخته شده از اکسید زیرکونیوم.

Bioceramics: کاشت هیدروکسیلاپاتیت (بخشی از فک پایین) با استفاده از چاپ سه بعدی تولید می شود.

بیوسرامیک: ماکت استخوان ران سرامیکی.

همانطور که می بینید ، سرامیک ها به سختی محدودیتی ندارند. ما فقط به یک انتخاب کوچک نگاه کرده ایم. اگر می خواهید در مورد سرامیک های با کارایی بالا در IKTS اطلاعات بیشتری کسب کنید ، به صفحات موضوعی مختلف ما یا سایر پست های وبلاگ نگاهی دقیق بیندازید . چیزهای زیادی برای کشف وجود دارد.

سرامیک های شفاف به عنوان مثال ب. مناسب برای نمایشگرهای تلفن همراه و تبلت.

منبت کاری شیشه با دقت میکرومتر: قالب های لنز شیشه ای ساخته شده از سرامیک های کاربید تنگستن در مقیاس نانو.