Кирпичи, керамика, стекло, фарфор, плитка, цемент и бетон - наша классическая, проверенная временем керамика. Хотя все они имеют разные виды использования, мы все еще можем считать их материалами общего назначения. Возьмите плитки, например, смотри где купить керамику оптом. Мы можем поместить их в наши дома или на улицу; на стенах, полах или крыше; и мы можем приклеить стекло в наших окнах или вытащить его на наши экраны для смартфонов - мы можем выпить из него шампанское. Подобная керамика - это древние материалы, которые узнают наши предки, которые постепенно стали использовать все больше и больше, как на протяжении столетий.

Передовая инженерная керамика
Напротив, передовая керамика - это те, которые были спроектированы (в основном с начала 20-го века) для высокоспециализированных приложений. Например, нитриды кремния и карбиды вольфрама предназначены для изготовления исключительно жестких высокоэффективных режущих инструментов, хотя у них также есть другие виды использования. Большинство современных инженерных керамик - оксиды металлов, карбиды и нитриды, что означает, что они представляют собой соединения, полученные путем объединения атомов металла с атомами кислорода, углерода или азота. Так, например, у нас есть карбид вольфрама, карбид кремния и нитрид бора, которые представляют собой твердую, режущую керамику; оксид алюминия (оксид алюминия) и диоксид кремния используются при создании интегральных схем («микрочипов»); и оксид лития и кремния используется для создания теплозащитных носовых конусов на космических ракетах. Высокотемпературные сверхпроводники изготовлены из кристаллов иттрия, бария, меди и кислорода.

Не все высокотехнологичные керамические материалы - простые соединения. Некоторые из них представляют собой композиционные материалы, в которых керамика образует своего рода фоновый материал, называемый матрицей, который армируется волокнами другого материала (часто углеродными волокнами или иногда волокнами совершенно другой керамики). Такой материал известен как керамический матричный композит (CMC). Примеры включают волокна из карбида кремния в матрице из карбида кремния (SiC / SiC) с нитридом бора на границе раздела между ними - материал, используемый в передовых газотурбинных реактивных двигателях.

Порошок карбида кремния и высокотемпературные керамические компоненты, изготовленные из него.

Фото: усовершенствованная керамика: кремний и углеродный плавкий предохранитель для образования порошка карбида кремния (слева), который можно превратить в твердую и износоустойчивую керамику, называемую карбидом кремния, которая может выдерживать высокие температуры. Он имеет множество применений: от сверл и режущих инструментов до компонентов (средний, правый), которые могут выдерживать высокие температуры в газотурбинных двигателях, которые плавят обычные металлические детали. По той же причине керамические компоненты также используются в обычных автомобильных двигателях. Картинка Уоррена Гретца любезно предоставлена ​​Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) (рисунок № 6307388).

Каковы свойства керамики?
Как мы уже видели, наиболее важным общим свойством керамики является то, что они огнеупорные: это грубые материалы, которые будут подвергаться справедливому количеству злоупотреблений в самых обычных и необычных ситуациях. Просто подумайте, что большинство из нас плитки наших кухонь и ванных комнат, потому что керамические плитки жесткие, водонепроницаемые, в значительной степени устойчивы к царапинам и продолжают хорошо выглядеть год за годом; но инженеры также кладут (совершенно разные!) керамические плитки на космические ракеты, чтобы защитить их от жары, когда они свистят обратно на Землю.

Дата: 01.09.2018.