На какие особенности современных керамических материалов стоит обратить внимание?

В смартфонах, ЖК-телевизорах, компьютерах, автомобилях и других продуктах применено множество передовых технологий, и керамика также незаменима. Например, в смартфоне используются сотни или тысячи керамических конденсаторов — крошечных электронных компонентов. Но этот вид керамики — это не обычная «керамическая плитка» и «фарфоровая чаша» в жизни людей, это передовая керамика, изготовленная с использованием высокоточных технологий.

Итак, что же такое продвинутая керамика? Каковы характеристики и применение?

Разница между современной керамикой и традиционной керамикой

Керамические изделия делятся на две категории: обычная керамика и передовая керамика, одна из передовых керамик, также известная как новая керамика, специальная керамика, тонкая керамика, высокие технологии и т. д., это относится к высокой чистоте, сверхтонкому искусственному синтезу или выбранному. неорганические соединения в качестве сырья, с точным химическим составом, прецизионными технологиями производства и конструкцией конструкции, обладают превосходными механическими, звуковыми, световыми, тепловыми, электрическими, биологическими характеристиками, в аэрокосмической отрасли, керамике, электронной информации, биомедицине, производстве высококачественного оборудования и другие передовые технологии можно увидеть повсюду.

Основные различия заключаются в следующем:

Классификация и применение современной керамики

Современная керамика делится на структурную керамику и функциональную керамику. Структурная керамика относится к керамике, которую можно использовать в качестве инженерных конструкционных материалов, с характеристиками высокой прочности, высокой твердости, высокого модуля упругости, высокой термостойкости, износостойкости, коррозионной стойкости, стойкости к окислению, термостойкости и ударопрочности и так далее. Функциональная керамика представляет собой разновидность керамики с электрическими, магнитными, оптическими, термическими, химическими и биологическими характеристиками и имеет функцию взаимного преобразования. Функциональная керамика занимает около 70% доли рынка современной керамики, а остальная часть — конструкционная керамика.

Усовершенствованные керамические детали применяются следующим образом:

1. Электронные продукты

Благодаря быстрому развитию информационной индустрии и индустрии электронного потребления промышленная электроника и бытовая электроника будут сохранять тенденцию быстрого развития, а спрос на электронную керамику огромен. Ожидается, что к 2020 году мировой спрос на электронную керамику превысит 40 миллиардов долларов США. Электронная керамика является наиболее зрелой технической продукцией среди современной керамики, на ее долю приходится 65% доли рынка современной керамики. В основном используется для чипов, конденсаторов, корпусов интегральных схем, датчиков, изоляторов, ферромагнетиков, пьезоэлектрической керамики, полупроводников, сверхпроводников и так далее. Основными материалами являются титанат бария, оксид цинка, цирконат свинца и титана, ниобат лития, нитрид алюминия, диоксид циркония и оксид алюминия и т. д.

2. Биологическая керамика

Биокерамика – это керамические материалы, которые непосредственно воздействуют на организм человека или связаны с ним. В широком смысле все керамические материалы, относящиеся к биологической инженерии, называются биокерамикой. Как биоцеркерамический материал должен выполнять следующие функции: заменять больной или поврежденный участок тела человека, замещать часть врожденного дефекта, способствовать восстановлению тканей организма человека.

В настоящее время биомедицинские материалы стали горячей точкой исследований и разработок ученых в различных странах. 70-80% отечественных биомедицинских материалов и изделий зависят от импорта и в основном от имитации. Доля мирового рынка биомедицинских материалов в Китае составляет всего 2%, а уровень технологии продукции в основном находится на начальной стадии. В связи со старением социального населения к 2020 году Китаю потребуется 800 000 комплектов искусственных суставов/год, 1,6 млн сосудистых стентов/год, интраокулярных линз/год, существенно увеличится спрос на биоцеркерамические материалы.

Помимо измерения, диагностики и лечения, биокерамика в основном используется в качестве заменителя биологических твердых тканей, что может быть использовано в ортопедии, пластической хирургии, челюстно-лицевой хирургии, сердечно-сосудистой хирургии, офтальмологии, отоларингологии, общей хирургии и других аспектах.

3. Нанокерамика

В последние годы нанокерамика привлекла большое внимание. Когда выбранное сырье и постформированные зерна достигнут размеров нанометра, это приведет к изменениям в науке о приготовлении, керамике, керамической технологии и конечных свойствах керамических материалов, чтобы открыть более широкое использование керамических материалов.

В настоящее время существует три типа методов получения нанокерамики: метод физического приготовления, метод газовой фазы и метод влажной химии. Приготавливаются порошки нанокерамики: Al ₂ O ₃, ZrO ₂, SiO ₂, Si ₂ N, SiC, BaTiO₃, TiO ₂ и т. д. Развитие нанокерамики привело к разработке нового оборудования для быстрого спекания, такие как процесс вакуумного спекания, процесс микроволнового спекания и плазменное спеканиетехнология (СПС).

4. Керамика с низким расширением.

Материал с абсолютным значением коэффициента термического расширения менее 210 ⁶/℃ называют материалом низкого расширения, а материал с коэффициентом расширения, близким к нулю, — материалом сверхнизкого расширения. Керамика с низким расширением, особенно керамика с нулевым расширением или керамика с отрицательным расширением, может использоваться в качестве основных компонентов двигателя, лопаток из авиационного материала, прокладок печей, подложки схемы, заготовки и обтекателя астрономического зеркала, высокотемпературного смотрового окна, прецизионного измерения и других устройств. , носители и фильтры, иммобилизация ядерных отходов, герметизирующие материалы и другие высокотехнологичные материалы.

5. Передовая керамика, используемая в энергосбережении, защите окружающей среды и новых областях энергетики.

В условиях быстрого экономического развития, быстрого роста спроса на энергию и огромного количества промышленных и бытовых отходов энергосбережение и защита окружающей среды стали основными вопросами, вызывающими растущую озабоченность международного сообщества. В случае нехватки энергии и ухудшения состояния окружающей среды все более серьезные, передовые, высокоэффективные, энергосберегающие и экологически безопасные технологии энергосберегающей регенеративной термической печи для сжигания отходов (RT0) и энергосберегающей теплоаккумулирующей камеры металлургической промышленности с сотовой керамикой, термической очистки газа и воды. обработка керамической пленкой и оборудованием, технология передачи переменного тока УВВ и оборудование с серией подвесных фарфоровых изоляторов ультра/УВВ, хранение тепла и теплообмен с керамическими компонентами из карбида кремния, фотоэлектрическая промышленность с серией керамических изделий получит редкую возможность развития.

6. Аэрокосмическая керамика

Область применения в основном включает в себя пуленепробиваемую бронекерамику для вертолетов, материалы для тормозных дисков самолетов, материалы керамических диафрагм для спутниковых батарей, инфракрасные стелс-покрытия (камуфляжные) покрытия, керамические подшипники, керамические материалы обтекателей для ракет и т. д. В настоящее время исследования по применению в основном сосредоточены в аэрокосмической отрасли. о термостойких материалах сопел ракет, теплоизоляционных плитках космических кораблей, композиционных инженерных керамических материалах и покрытиях смотровых окон космических кораблей и т. д., особенно о исследованиях и разработках керамического волокна с легкой термостойкостью, коррозионной стойкостью и высокой температурой плавления и высокая прочность.

Поддержка внутренней промышленной политики

В 2014 году в рамках национального развития индустрии интегральных схем наметилась информация о печати нового плана действий по развитию инновационной индустрии дисплеев на 2014-2016 годы, энергично продвигать предприятия по производству интегральных схем и независимое развитие предприятий по производству дисплеев, а также направлять отраслевую цепочку вверх и вниз по течению. предприятия по укреплению сотрудничества, всесторонне повысить уровень локализации цепочки поставок.

В период «гораздо более сурового выбора и более серьезных последствий» передовая керамика как важная часть новых материалов вошла в стратегический каталог ключевых продуктов и услуг развивающихся отраслей, «промышленный» четырехбазовый «каталог развития», отраслевое ключевое руководство по разработке общих технологий. «Классификация стратегических развивающихся отраслей, каталог рекомендаций по корректировке промышленной структуры, стали важной частью национального планирования развития новых отраслей. Передовая керамика и другие новые материалы обеспечили базовую поддержку для развития Китая и расширения стратегических развивающихся отраслей, таких как информационные технологии нового поколения, высококачественное оборудование, новые материалы, биология, новые энергетические транспортные средства, новая энергия, энергосбережение и защита окружающей среды, цифровое творчество и так далее.

В период 14-й пятилетки Китай продолжал продвигать развитие передовых промышленных технологий керамики и других новых материалов на ведущий международный уровень. В общих чертах четырнадцатого пятилетнего плана национального экономического и социального развития Китайской Народной Республики и «Видения до 2035 года» предполагается, что к 2025 году общие технологии и применение ключевых новых материалов будут синхронизированы с международным уровнем; доля продукции среднего и высокого класса будет значительно увеличена; Уровень и возможность независимой поддержки ключевых материалов значительно улучшаются, а проблема нехватки ключевых материалов будет эффективно решена. Передовая керамика будет рассматриваться как один из объектов национального стратегического планирования в будущем, будет продолжать получать мощную политическую поддержку, ускорять прорывы в ключевых областях технологий и помогать развитию ряда новых стратегических отраслей промышленности в Китае.

Эта статья перепечатана из IACECHINA.