Что такое усовершенствованная техническая керамика?
Современная керамика, также известная как техническая керамика, инженерная керамика или высокопроизводительная керамика, - это специализированные неорганические материалы, предназначенные для экстремальных условий эксплуатации. Они обладают повышенной механической прочностью, термостойкостью, износостойкостью и электроизоляцией по сравнению с традиционной керамикой, что делает их незаменимыми в высокотехнологичных и промышленных приложениях.
Почему стоит использовать усовершенствованную керамику?
Благодаря своим замечательным высокотемпературным возможностям, твердости и электрическим свойствам передовая техническая керамика часто используется для замены металлов, полимеров и огнеупоров. При правильном использовании керамика позволяет продлить срок службы изделий, повысить эффективность, снизить общие эксплуатационные расходы и улучшить характеристики продукции.
Преимущества усовершенствованной керамики
Передовая керамика обладает уникальным сочетанием свойств, которые обеспечивают явные преимущества перед металлами и полимерами в сложных технических приложениях:
Ограничения передовой керамики
Несмотря на многочисленные достоинства, техническая керамика имеет и определенные ограничения, которые необходимо учитывать:
Керамика против металлов и пластмасс: Сравнение характеристик
Недвижимость | Передовая керамика | Металлы (например, сталь, алюминий) | Пластмассы (например, PEEK, PTFE) |
Твердость (HV) | 1000 - 2500 | 100 - 700 | 10 - 30 |
Максимальная рабочая температура (°C) | 800 - 1800 | 200 - 1000 | 80 - 300 |
Электрическое сопротивление (Ω-см) | >10¹² | <10-⁵ | >10¹⁵ |
Теплопроводность (Вт/м-К) | 1.5 - 300 | 50 - 400 | 0.2 - 0.4 |
Устойчивость к коррозии | Превосходно | От умеренного до плохого | Умеренный |
Обрабатываемость | Плохо (после спекания) | Превосходно | Превосходно |
Вязкость (МПа-м½) | 2 - 10 | 20 - 100 | 3 - 5 |
Плотность (г/см³) | 2.2 - 6.1 | 2.7 - 8.9 | 0.9 - 2.2 |
Резюме: Керамика превосходит металлы и пластмассы в жестких условиях, требующих твердости, термостойкости, изоляции или химической стабильности. Металлы остаются идеальными для вязких или несущих нагрузку применений. Пластмассы отличаются простотой изготовления, но не обладают устойчивостью к перепадам температур и износу.
Сравнение передовых керамических материалов
Great Ceramic - надежный поставщик керамики, предлагающий широкий ассортимент материалов, каждый из которых имеет свои отличительные характеристики:
Материал | Плотность | Твердость | Прочность на изгиб | Вязкость разрушения | Максимальная температура | Теплопроводность | Электрическое сопротивление | Приложения |
Глинозем (Al₂O₃) | 3.7-3.9 | 1500-1800 | 300-500 | 3-4 | ~1600 °C | 25-35 Вт/м-К | >10¹⁴ Ω-см | Изоляторы, быстроизнашивающиеся детали |
Цирконий (ZrO₂) | 5.6 | 1100-1300 | 800-1000 | 6-10 | ~1200 °C | 2-3 Вт/м-К | ~10¹³ Ω-см | Стоматология, инструменты, подшипники |
Нитрид кремния (Si₃N₄) | 3.2 | 1400-1700 | 700-950 | 6-8 | ~1400 °C | 15-30 Вт/м-К | >10¹³ Ω-см | Турбины, детали двигателей |
Карбид кремния (SiC) | 3.1 | 2200-2500 | 400-600 | 3-4 | 1600-1800 °C | 80-120 Вт/м-К | >10¹² Ω-cm | Уплотнения, теплообменники |
Нитрид алюминия (AlN) | 3.3 | 1100-1400 | 300-400 | 2.5-3.5 | ~1200 °C | 170-200 Вт/м-К | >10¹³ Ω-см | Электроника, светодиодные базы |
Обрабатываемая стеклокерамика (MGC) | 2.4 | 500-600 | 150-200 | 1.5-2 | ~800 °C | 1,5-2 Вт/м-К | >10¹² Ω-cm | Прототипы, вакуумные детали |
ZTA | 4.0-4.2 | 1400-1700 | 500-700 | 5-7 | ~1500 °C | 18-25 Вт/м-К | >10¹³ Ω-см | Режущие инструменты, имплантаты |
h-BN | 2.2-2.3 | ~400 | ~100-150 | ~1 | ~900-1800 °C | 30-60 Вт/м-К | ~10¹² Ω-cm | Смазка, тепловой интерфейс |
Бериллий (BeO) | 2.85 | ~1100 | ~300-400 | ~2.5 | ~1400 °C | 250-300 Вт/м-К | >10¹³ Ω-см | Радиоэлектроника, оборона |
Характеристики и применение материалов
Каждый материал технической керамики служит для удовлетворения уникальных промышленных потребностей. Ниже приводится краткая информация:
Руководство по дизайну керамики
Чтобы помочь вашим керамическим деталям добиться успеха в производстве, обратите внимание на следующее:
Наши технические специалисты помогут вам оптимизировать конструкцию детали с точки зрения ее функциональности и технологичности.
Передовое производство и обработка керамики
Передовое производство керамики включает в себя:
- конфигурация материала
- Распылительная грануляция
- Сухое прессование
- Изостатическое прессование
- Литье под давлением
- Литьевая формовка
- Горячее изостатическое прессование
- Экструзионное литье под давлением
- Спекание
- Горячее прессование спекание
- Обработка на станках с ЧПУ
- Шлифование
- Полировка
- Лазерная резка
- Металлизация поверхности
- Сварка
- ISO9001:2016
- Прошел строгий контроль
- Различное испытательное оборудование
Передовая обработка керамики
Передовые керамические материалы, такие как глинозем, оксид циркония, нитрид кремния и т. д., часто используются в высокочистых и высокопроизводительных приложениях с чистотой до 99,9%. Эти материалы обладают чрезвычайно высокой твердостью и химической стабильностью, что делает традиционные методы обработки после спекания практически невозможными.
Поэтому на стадии "зеленого тела" (до спекания) керамику обычно необходимо формировать прессованием, затиркой, экструзией и т. д. После спекания материал уменьшается в объеме примерно на 20%, поэтому при формовке необходимо точно рассчитать размеры. После полного спекания материал становится очень твердым и хрупким и может быть отшлифован, просверлен, отполирован и подвергнут микрообработке только с помощью алмазных инструментов.
Процесс обработки чрезвычайно требователен к оборудованию, обычно требуются многоосевые обрабатывающие центры с ЧПУ и специальные системы охлаждения и смазки для предотвращения термических трещин или микротрещин. Допуск на обработку очень мал, что позволяет использовать его в высокотехнологичных приложениях, требующих высокой точности.
Несмотря на высокую стоимость обработки, такая прецизионная керамическая обработка позволяет удовлетворить жесткие требования к характеристикам материалов в экстремальных условиях в таких отраслях, как электроника, аэрокосмическая, медицинская и полупроводниковая промышленность, и является решением, которое невозможно заменить металлами и пластмассами.
Наши возможности обработки керамики
Промышленное применение керамики
- Электроника: Подложки, изоляторы, материалы для термоинтерфейса
- Автомобили: Кислородные датчики, топливные компоненты, кольца подшипников
- Аэрокосмическая промышленность: Тепловые барьеры, структурные компоненты
- Медицина: Зубные имплантаты, ортопедические протезы
- Промышленное оборудование: Клапаны, вкладыши для насосов, режущие инструменты
- Оборона и энергетика: Броня, радары, ядерные изоляторы
Благодаря своей адаптивности они незаменимы во всех основных отраслях высоких технологий.
Вопросы и ответы о передовой керамике
Индивидуальная обработка керамики и решения
Имея современное оборудование с ЧПУ и десятилетия опыта обработки керамики, компания Great Ceramic обеспечивает:
Мы поддерживаем ваш проект от выбора материала до конечного производства, предлагая экономически эффективное, высокоточное производство керамики.