Teknik seramik bir dalıdır malzeme bilimi endüstriyel veya askeri uygulamalar ile bilim ve metalik olmayan mineral maddeler teknoloji ile uğraşan. Zanaatkar ( çömlek ) veya sanatsal (sanatsal seramik ) kreasyonların yanı sıra ev içi kullanım için porselenden kökten farklıdır . Bu disiplin, özellikle, hammaddenin saflaştırılmasını, bitmiş malzemenin üretimi için gerekli kimyasal bileşiklerin araştırılmasını ve üretilmesini, bileşenlerinde oluşumlarını kapsayan belirli fiziksel özelliklere sahip seramiklerin araştırılması ve geliştirilmesi ile ilgilenir. ve yapılarının, bileşimlerinin ve fiziksel ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi. Bu malzemeler örneğin alümina Al 2 O 3 gibi oksitlerdir.ve zirkonyum dioksit ZrO 2, genellikle ultra refrakter seramikler olan oksit olmayanlar ( borürler , karbürler ve refrakter metallerin nitrürleri , silikon ve hatta magnezyum ile güçlendirilmiş seramikler ) ve hatta önceki ikisinin kombinasyonları olan kompozit seramikler .
Teknik bir seramik , atomik düzeyde büyük ölçekli organizasyon ile tamamen kristal veya kısmen kristalize olabilir ; camsı seramikler ayrıca atom ölçeğinde organizasyondan yoksun amorf bir yapıya sahip olabilir veya sınırlı bir organizasyon derecesine sahip olabilir. ASTM bir kısmı kristal yapıda olan veya kısmen kristalimsi yapının, bir vitrifiye ya da olmayan vitrifiye gövdesi olan" gibi bir seramik tanımlar, veya cam, vücut olan esas itibariyle mineral ve metalik olmayan madde oluşturulur ve a tarafından oluşturulduğu soğuyunca katılaşan veya ısı etkisiyle aynı anda veya sonradan oluşan ve olgunlaşan erimiş kütle”; hidrotermal sentez (en) gibi yüksek derecede saflaştırılmış kimyasal çözeltilerin çökeltilmesi veya sol-jel işlemi gibi polimerizasyon yoluyla düşük sıcaklıkta elde etme yöntemini eklemek de mümkündür .
Teknik seramikler için aranan özel özellikler örneğin mekanik , elektrik , manyetik , optik , piezoelektrik , ferroelektrik veya süperiletkenlik olabilir ; bu, malzeme mühendisliğinde , elektrikte bu tür malzemelerin çok çeşitli uygulamalarını açıklar. mühendislik , kimya mühendisliği ve makine mühendisliği . Seramikler termostabil oldukları için polimerlerin ve metallerin uygun olmadığı işlevleri yerine getirebilirler . Bu gibi çeşitli tarlalarda bulunan nedeni budur madencilik sektöründe , havacılık endüstrisi , ilaç , gıda endüstrisinde , kimya sanayi , yarı iletken endüstrisinde , nükleer sanayi , elektrik taşıma ve kılavuzları arasında elektromanyetik dalgaların .
Seramikler yüksek sıcaklıkta katı kalır, termal şoklara ( Amerikan uzay mekiğinin “fayansları” gibi ) ve ayrıca yaşlanma ve iklimsel veya kimyasal saldırılara karşı dayanıklıdır . Seramik ürünler genellikle iyi mekanik mukavemete , düşük yoğunluğa , yüksek sertliğe ve iyi aşınma direncine sahiptir . Bununla birlikte, tamamlanmamış sinterlemeden kaynaklanan çatlaklar gibi malzemedeki kusurlar bu özellikleri değiştirebilir. Kullanımları insanlar için güvenlidir ve hidroksiapatit Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH) gibi çoğu biyouyumludur. ; bu nedenle sıhhi, tıbbi veya gıda ekipmanı olarak kullanılırlar.
Seramikler genellikle düşük ısı iletkenliğine sahiptir . Genellikle opak veya yarı saydamdırlar ( amorf camlar ), ancak alümina Al 2 O 3 gibi şeffaf da olabilirler., alüminyum nitrür AlN, itriyum (III) oksit Y 2 O 3ve YAG Y 3 Al 5 O 12örneğin gece görüş dürbünleri veya kızılötesi füze güdüm sistemleri için . Bunlar mükemmel elektrik yalıtkanlarıdır ve örneğin elektrik devreleri veya yüksek gerilim hatları için yalıtkanlar olarak kullanılırlar . Belirli koşullar altında, özellikle kriyojenik sıcaklıklarda (birkaç on Kelvin ), belirli seramikler süper iletken hale gelir .
Seramikte, atomlar arasındaki bağlar iyono - kovalent bir karaktere sahiptir . İyonik bağlar da düzenlemeleri yol açan, Coulomb itme konumlar en üst düzeye çıkarmak ve isocharges en aza indirmek için eğilimi, yönlü olan anyonlar ve katyonlar kompakt; kovalent bağlar yönlü ve daha büyük atomik düzenlemeler için onlara götürmek. Bir kimyasal bağın oldukça iyonik veya daha çok kovalent karakteri , seramiği oluşturan atomların elektronegatifliklerindeki farklılığa bağlıdır : genel olarak, yüksek bir elektronegatiflik farkı iyonik bağları, düşük bir fark ise bağları tercih eder. böylece, kalsiyum florür CaF 2ise esas olarak iyonik silisyum karbür SiC esas kovalenttir, silikon dioksit SiO 2 ara olmak.
Deneysel koşullara ve istenen şekillendirmeye bağlı olarak, seramik malzemelerin iki ana sentezinin kuru ve ıslak olduğu söylenir .
İstenen seramik malzemeyi elde etmek için , tipik olarak 1200 °C civarında uygun bir ısıl işlem, toz halindeki katı öncüllerin bir karışımına uygulanır . Bu, her şeyden önce büyük, yani en az 1 mm kalınlıkta parçalar elde etmek için kullanılan yüksek sıcaklıkta katı faz reaksiyonudur . Tozlar ince bir şekilde öğütülür ve yüksek bir sıcaklığa ancak erime noktalarının altına getirilir, böylece kimyasal reaksiyon taneler arasındaki temas yüzeylerinde gerçekleşir. Bunlar örneğin reaksiyonlardır:
MgO + Fe 2 O 3⟶ MgFe 2 O 4 ; BaCOs 3+ TiO 2⟶ BaTiO 3+ CO 2 ↑.Ayrıca, lazer ablasyon teknikleri , bir nanometre mertebesinde ince tabakaların üretilmesine izin verir .
Bu işlem türü daha hızlıdır ve kuru işlemden daha düşük sıcaklıklar gerektirir. Oluşan tozların dokusunun daha iyi kontrol edilmesini sağlar ve bir mikrometre düzeyinde ince tabakalar üretmek için kullanılabilir . Bu sulu faz içinde eşzamanlı çökelmesine özellikle oluşur , metal tuzları , bir etkisi altında kuvvetli bir baz vererek hidratlanmış hidroksitler M 1 M 2 (OH) x · Z , H 2 O , veya oksalik asit HOOC – COOH'nin etkisi altında, hidratlı oksalatlar vererek M 1 M 2 (C 2 O 4 ) x · z H 2 O, bu bileşiklerin suyu daha sonra ısıtılarak uzaklaştırılır. Güçlü bir bazın etkisi altında elde edilen metal hidroksitlerin yolunda, kişinin bu hidroksitlerin bir arada var olduğu bir pH'a , mevcut durumda 9 ila 10 civarında bir pH'a yerleştirilmesi önemlidir , böylece gerçekten birlikte yağış.
Örneğin, ferrit ve kobalt cofe 2 O 4ile elde edilebilir ko - çökeltme metal klorürler etkisi altında sodyum hidroksit , NaOH ve daha sonra yaklaşık olarak elde hidroksitler ısıtılması 700 ° C :
CoCl 2+ 2 FeCl 3 6H 2 O+ 6 NaOH ⟶ Co (OH) 2 ↓+ 2 Fe (OH) 3 ↓+ 6 NaCI + 6 , H 2 O ; Co (OH) 2+ 2 Fe(OH) 3⟶ CoFe 2 O 4+ 4 H 2 O ↑için 700 ° C .Karışık spinel ferrit Ni 0,5 Zn 0,5 Fe 2 O 4 benzer şekilde elde edilebilir:
0,5 NiCl 2 6H 2 O+ 0.5 ZnC 2+ 2 FeCl 3 6H 2 O+ 8 NaOH ⟶ 0,5 Ni (OH) 2 ↓+ 0,5 Zn (OH) 2 ↓+ 2 Fe (OH) 3 ↓+ 8 NaCI + 12 H 2 O ; 0,5 Ni (OH) 2+ 0,5 Zn (OH) 2+ 2 Fe(OH) 3⟶ Ni 0,5 Zn 0,5 Fe 2 O 4+ 4 H 2 O ↑için 700 ° C .Tersine , baryum titanat BaTiO 3Oksalik asit etkisi altında metal klorürlerin birlikte çökeltilmesiyle elde edilebilir, H 2 (C 2 O 4 ) olarak yazılır Aşağıdaki kolaylık için:
TiC 3 (tr) + BaCl 2 2H 2 O+ 3 H 2 O+ 2 H 2 (C 2 O 4 )⟶ BaTiO (C 2 O 4 ) 2 4H 2 O ↓+ 6 HC1 ; BaTiO (C 2 O 4 ) 2 4H 2 O⟶ BaTiO 3+ 2 CO 2 ↑+ 2 CO ↑ ila 700 ° C . Sol-jel işlemiSol-jel yöntemi , bir üretim sağlar inorganik polimer ile kimyasal reaksiyonlar arasında söylemek için nispeten yakın çevre sıcaklığına basit ve, 20 ve 150 ° C . Sentezi ile ilgili gerçekleştirilir alkolatlar formül M (O R ' ) n,, Burada M bir olan bir metal ya da silikon atomu ve R, bir organik alkil grubu Cı- n- H 2 , n + 1örneğin tetraetil ortosilikat Si (OCH 2 CH 3 ) 4( TEOS ). Bu işlemin avantajlarından biri, bu öncülerin çok sayıda metal ve metaloid için mevcut olmasıdır . Ya sıvı ya da katıdırlar, bu durumda çoğunlukla normal çözücülerde çözünürler . Hazırlamak mümkündür homojen karışımlar arasında monomerler (ön) veya oligomerleri . Prosesin altında yatan basit kimyasal reaksiyonlar, öncüler suyun mevcudiyetine yerleştirildiğinde tetiklenir: önce alkolat gruplarının hidrolizi gerçekleşir, daha sonra hidrolize ürünlerin yoğunlaşması sistemin jelleşmesine yol açar . Bu üretim tepkimeler ile tasvir edilebilir silikon dioksit SiO 2Si (O alkolatlardan R ) 4 Çeşidi(O bunların hidroliz, bir hidroksile edilmiş ara madde Hosi verilerek başlatılır R ) 3su H 2 O salımı ile bir dizi Si – O – Si siloksan bağı oluşturan polimerizasyon reaksiyonunu yayar.ve R, OH, alkoller :
Eğer (O R ) 4+ H 2 O⟶ Hosi (O R ) 3+ R, OH'dir. (O R ) 3 SiOH+ Hosi (O R ) 3⟶ (O R ) 3 Si - O - Si (O R ) 3+ H 2 O ; (O R ) 3 SiO R+ Hosi (O R ) 3⟶ (O R ) 3 Si - O - Si (O R ) 3+ R, OH'dir.Öncülerinin tam hidroliz su veya kullanımının bir fazla ile genel olarak elde edilebilir hidrolize katalizörler , örneğin asetik asit, CH 3 COOHveya hidroklorik asit HCl. Oluşumu ara maddeleri , örneğin (O olarak R ) 2 Si (OH) 2ya da (O R ) 3 SiOHkısmi hidrolize neden olabilir. Sol-jel işlemi, monolitler, birkaç milimetre kübikten birkaç on kübik santimetreye kadar masif malzemeler ve birkaç nanometreden birkaç on mikrometre kalınlığa kadar ince tabakalar dahil olmak üzere çeşitli biçimlerde nihai malzemeyi koymayı mümkün kılar. .
Polimer-seramik karışımı, kompozit bir parçanın elde edilmesini sağlayan bir seramik tozunun şekillendirilmesini mümkün kılar. Kendi başına bir seramik parça elde etmek için bu yöntemlerin a posteriori sinterleme adımını gerçekleştirmek gereklidir.
Kaplama kaynaklanan sıvı macun özellikle de gerçekleştirilir Sol-jel işlemi .
Teknolojik oksitler esas olarak alümina Al 2 O 3 gibi metalik elementler ve oksijenden oluşur., demir (III) oksit Fe 2 O 3, spinel MgAl 2 O 4ve CoFe 2 O 4, baryum titanat BaTiO 3, titanyum dioksit TiO 2, vb.
Bunlar manyetik veya ferromanyetik özelliklere sahip teknolojik oksitlerdir . Keşfedilen ilk manyetik seramik demir (II, III) oksit Fe 3 O 4'tür.veya manyetit .
Manyetik özelliklere sahip teknolojik oksitlerin en yaygın yapısı , anyonların kompakt bir yüz merkezli kübik veya kompakt altıgen geometri yığını oluşturduğu ve katyonların boyutlarına bağlı olarak tetrahedral veya oktahedral boşluklara yerleştirildiği spinel yapıdır . A ( B ) 2 O 4 formundadır ve tetrahedral bölgeleri kaplayan metaller kırmızı ve oktahedral olanlar yeşildir. İki tür spinel yapısı vardır:
Manyetizma Bu malzemelerin kaynaklanan manyetik momenti tarafından taşınan atomu : iki bileşeni vardır, manyetik dönüş an ve yörünge açısal momentumun .
Her metal katyonu , değerlik elektronlarının dönüşü nedeniyle manyetik bir moment taşır . Örneğin, ferrik demir Fe + 3 , bir d 5 tipi metal bir ile yüksek spin manyetik momenti 5μ mertebesindedir böylece, B μ, B bir Bohr magneton . Bununla birlikte, bu yönde etkisini ilave edilir süper değişimi sonucu antiferromanyetik bağlantı yüzlü boş katyonlar ve oktahedral boş olanlar arasında oksijen azalması olarak tanımlanır. Bu eşleşme antiferromanyetiktir çünkü oksijen, bu iki katyon tipinin spinlerinin zıt olduğunu ima eder. Ancak iki katyonik manyetik momentin mutlak değeri aynı olmadığından, elde edilen manyetik moment sıfır değildir, dolayısıyla malzeme manyetiktir.
Manyetit durumunda Fe 3 O 4, yapı ters spinel tipindedir Fe 3+ (Fe 2+ Fe 3+ ) O 4 . Ferrik demir Fe 3+' nın manyetik momenti 5μ B iken, demirli demir Fe 2+' nin manyetik momenti 4μ B'dir . Süper değişim nedeniyle, toplam manyetik moment (5 + 4 - 5) µ B = 4 µ B'dir , çünkü iki tip katyonun manyetik momentleri zıttır.
Manyetik özelliklere sahip teknolojik oksitlerin uygulamaları, özellikle manyetik kayıt ( manyetik bantlar ) veya bilgi depolama ( sabit diskler , CD'ler ) gibi formatlarına bağlıdır .
Piezoelektrik özellikler sergileyen teknolojik oksitler , mekanik bir stresin etkisi altında elektriksel olarak polarize olma ve tersine, onlara bir elektrik alanı uygulandığında deforme olma özelliğine sahiptir . Bir doğrudan etkiden ve bir ters etkiden söz ediyoruz, ikisi birbirinden ayrılamaz: doğrudan piezoelektrik etki, mekanik bir hareketin etkisi altında bir elektrik voltajını indüklerken, ters piezoelektrik etki, bir elektrik voltajının etkisi altında mekanik bir hareketi indükler. Bir piezoelektrik kristal, bir elektrik alanı uygulandıktan sonra elektriksel polarizasyonunu koruyorsa , ferroelektriktir . Çok az malzeme ferroelektriktir. Deformasyon olmadan, perovskit yapısının bir elektrik dipol momenti olmaz çünkü anyonlar ve katyonlar simetrik olarak düzenlenir, katyonlar yerlerinin merkezindedir; ağ, örneğin mekanik basınçla deforme olduğunda, oktahedral boşlukların katyonları merkez dışındadır, bu da bir dipol momentini ve dolayısıyla bir elektrik voltajını indükler .
Piezoelektrik özelliklere sahip teknolojik oksitler arasında en sık görülen yapı, bir ortorombik kristal kafes oluşturduğu octahedra ait anyonları bir tuzak, içinde nispeten küçük bir katyon ; Bu oktahedraların sekizi , merkezinde nispeten büyük bir katyonun hapsolduğu bir boşluk bulunan bir küp oluşturur . Bu tür yapıya perovskite denir . Bir örnek baryum titanat BaTiO 3'tür., kristal yapısı karşıda gösterilmiştir. Yüksek sıcaklıktaki bir perovskitin bu gösteriminde , titanyumun koordinasyon polihedronunu net bir şekilde görselleştirebilmek için iyonların boyutuna saygı gösterilmez . Oksijen anyon O yarıçapı 2- aslında en büyüğüdür.
Piezoelektrik teknolojik oksitler kullanılan sensörlerin ( basınç , sıcaklık , mikrofonlar , Hassas terazi , vs. cinsinden) aktüatörler veya motorlar ( atomik kuvvet mikroskopu , tünel mikroskopu , uyarlamalı optik astronomi, otofokus arasında kameralar , kafa yazma yazıcılar ink-jet , vs. ) .
Bilgi depolamak için ferroelektrik teknolojik oksitler kullanılır.
Dielektrik teknolojik oksitler olarak kullanılan elektrik izolatörü örneğin, izolatörler arasında yüksek gerilim hatları .
Fotokatalizörlerin , örneğin, kullanılan kataliz olarak kirlilik gibi, titanyum dioksit TiOz 2Böylece cam yapılar yerleştirilebilir ki onun sayesinde kirletmesini önlemek için oksitleyici özellikleri veya ilgili ayna oluşumunu önlemek için sis çok iyi olduğundan, ıslatma ile su .
Fotonik kristal gerçekleştirmek için örnek için kullanılan yapısal bir renklenme , bileşenleri entegre optik (örneğin kullanılarak lityum niyobat LiNbO 3) veya fotonik kristal lifler , örneğin kuvars camı ( silikon dioksit SiO 2 )).
Seramikleri karakterize etmek için ilk tozdan sinterlenmiş ürüne kadar birçok yöntem vardır : yüzey analiz teknikleri ( RX , SEM , TEM , MFA , vb. ), parçacık boyutunun ölçümü , spesifik yüzey alanı , yoğunluk ( yoğunluk ), gözeneklilik , mekanik mukavemet , reolojik parametreler ve termal davranış.
Mühendislik seramikleri , artan sayıda uygulamada metallerin yerini alma eğilimindedir . En büyük zayıflıkları , metallerin sünekliklerinden dolayı kırılmaya karşı iyi bir dirence sahip oldukları sertlikleriyle bağlantılı kırılganlıklarında yatmaktadır . Öte yandan, elastik ve plastik deformasyonların etkisi altında biriken yerel gerilmeleri azaltma eğilimindedirler . Seramik elyaf için kompozit malzemelerin geliştirilmesi, bu alanda önemli ilerlemeler kaydetmiş ve teknik seramik uygulamalarının kapsamını önemli ölçüde genişletmiştir.
Seramik vardır mekanik yatakların ve contalar gibi kabuklar ve yataklar için gaz türbinleri dakika ve daha çok başına birkaç bin devir yapan 1500 ° C . Of mekanik conta sağlayan seramik conta deliklerine ağaç vasıtasıyla pompa dış ortamdan aşındırıcı maddeler ve aşındırıcı karşı korumak için. Bu, örneğin, pompaların seramik kaymalı yataklarının , yoğun şekilde kumla yüklü çok konsantre bazik kireç sütüne maruz kaldığı endüstriyel baca gazı kükürt giderme sistemlerinde geçerlidir . Biz sistemlerini pompalama benzer koşullar bulmak tuzdan arındırma ait deniz suyu seramik Kayar Yataklar aşınma veya korozyon tarafından zarar görmeden birkaç yıldır kum yüklü tuzlu su tedavisi kullanmak suretiyle yapılacak.
Çoğu seramik malzeme elektrik yalıtkanıdır , ancak bazıları süper iletken , yarı iletkendir veya ısıtma elemanı olarak kullanılır . Yarı iletken seramikler, varistörler ( çinko oksit ZnO), termal problar , starterler , demanyetizasyon , sıfırlanabilir PTC sigortaları için kullanılır .
Seramik yaygın olarak olarak izolatörler, şekilde bilinmektedir buji ve izolatörler için yüksek gerilim hatları ). Bujiler veya gaz brülörleri için ateşleme cihazları gibi durumlarda 600 °C'lik sıcaklıklara dayanırlar . Alümina , Al 2 O 3bujiler bir sahiptir dirence 108 Ω cm en 600 ° C . Özellikle soba , brülör ve ısıtıcı elemanlarda sıcak uygulamalar seramiklerin en önemlileri arasındadır . Ultraréfractaires seramik kadar çalışabilir 2500 ° C olmayan deformasyon veya suşu . Zirkonyum diborid ZrB 2 gibi bu malzemelerin düşük termal iletkenliği ve çok yüksek termostabilitesive hafniyum diborid HfB 2Bunların neden olarak kullanılacak , termal yalıtıcılar veya refrakter malzemeler örneğin, karolar arasında ısıl kalkan korunması amaçlanan uzay araçları ve balistik füze kendi boyunca atmosferik yeniden giriş veya Önde gelen kenarları arasında uçak ve uçak. Silahlarını içinde hypersonic uçuş (bölgesindeki ) , ya da bir metal yapıyı kapsayacak şekilde kanatların arasında türbin .
Giderek daha yüksek sıcaklıklarda çalışan içten yanmalı motorlar üzerine yapılan araştırmalarla , turboşarj kanatları , motor parçaları ve seramik malzemelerden yapılmış yataklara olan talep önemli ölçüde artmaktadır. Erken Olarak 1980 , Toyota geleneksel içten yanmalı motorlara kıyasla verimlilik ve ağırlığı önemli bir kazanç sonuçlanan soğutma olmadan yüksek sıcaklıklarda çalışabilen bir seramik motorunu geliştirdi; Bazı motorlarda teslim 7'den inci S120 nesil Toyota Crown , gerekli saflık yüksek derecede dahil çünkü birçok sanayi zorlukları, seri üretim değildi.
Hacimce daha büyük seramiğin kullanımı seramik kapasitörler (tr) şeklindedir . Yüksek dielektrik güçleri nedeniyle , seramik (in) güç kapasitörleri , radyo dalgası vericileri için gereklidir . Bazı seramiklerin optik özellikleri, metal buharlı lambalarda ( sodyum lambası , cıvalı lambalar ), lazer diyotlarda ve kızılötesi dedektörlerde kullanılmalarına izin verir . Kimyasal inertlikleri ve biyouyumlulukları onları kalça ve diş protezleri için geçerli adaylar yapar . Seramiklerin özellikleri ayrıca mekanik parçalar ( örneğin seramik bilyalı rulmanlar ) arasındaki sürtünmeyi azaltmak veya gazları, nemi tespit etmek, katalizör görevi görmek veya elektrot üretmek için de kullanılabilir. Örneğin titanyum nitrür TiN bazlı seramik tozlar katı bir yağlayıcı olarak kullanılabilir .
Malzeme | Kimyasal formül | Önemli özellikler | Uygulama örnekleri |
---|---|---|---|
alümina | Al 2 O 3 | Yüksek sıcaklıklarda iyi mekanik direnç, iyi termal iletkenlik , yüksek elektrik direnci, yüksek sertlik , iyi aşınma direnci, kimyasal atalet. | Elektrik izolatörleri , ısıtma elemanı destekleri, termal korumalar, taşlama elemanları, mekanik bileşenler, sızdırmazlık halkaları , diş protezleri. |
Sialon | Si 12– m - n Al m + n O n N 16– n Si 6– n Al n O n N 8– n Si 2– n Al n O 1+ n N 2– n |
Katı çözelti arasında silisyum nitrür halinde 3 K 4, alüminyum nitrür AlN ve alüminyum oksit Al 2 O 3. | |
Kordiyerit (ferro-magnezyen alüminli silikat) | Mg 2 Al 3 AlSi 5 O 18 | İyi termal şok direnci, iyi termal iletkenlik. | Elektrik izolatörleri, ısı eşanjörleri, ısıtma elemanları |
müllit | 3Al 2 O 3 2SiO 2veya 2Al 2 O 3 SiO 2 | İyi termal şok direnci, düşük termal iletkenlik, yüksek elektrik direnci. | Refrakter ürünler. |
zirkonyum dioksit | ZrO 2 | Yüksek sıcaklıklarda mükemmel mekanik özellikler, oda sıcaklığında düşük ısı iletkenliği, T> 1000 ° C'de elektrik iletkeni , yüksek sertlik, iyi aşınma direnci, iyi kimyasal atalet, metal saldırılarına karşı iyi direnç. İki tip vardır: katkı maddesi olarak kullanılan stabilize edilmemiş zirkonya, kaplama malzemesi, aşındırıcı toz ... ve stabilize zirkonya ila itriya (ZrO 2/ Y 2 O 3= TZP) veya magnezya (ZrO 2/ MgO = PSZ). | Potalar, dökme memeleri, ısıtma elemanları, anti-termal kaplama, iyonik iletkenler, diş protezleri. |
Çinko oksit | ZnO | Elektriksel özelliklerinden dolayı diyotlarda kullanılır. Varistöre bakın . | |
Demir oksit (II, III) | Fe 3 O 4 | Kullanılan transformatörler ve manyetik veri depolama. | |
Perovskitler | ( A ) ( B ) O 3 | Örneğin baryum titanat BaTiO 3 dahil olmak üzere geniş bir kristal malzeme ailesini oluştururlar., kalsiyum titanat CaTiO 3( perovskite ), stronsiyum titanat SrTiO 3, (PbSr) TiO 3veya Pb (Zr 0.5 Ti 0.5 ) O 3. | Çok katmanlı kapasitörler , termistörler , piezoelektrik dönüştürücüler , vb. üretimi için dielektrikler . |
magnezyum ortosilikat | Mg 2 SiO 4 | İyi elektrik direnci. | Elektrik izolatörleri. |
Magnezyum oksit | MgO | Erimiş metallere karşı direnç, iyi mekanik direnç. | Piezoelektrik malzemelerin , refrakterlerin, optik bileşenlerin işlenmesi . |
uranyum dioksit | UO 2 | Nükleer reaktörlerde yakıt. |
Malzeme | Kimyasal formül | Önemli özellikler | Uygulama örnekleri |
---|---|---|---|
silikon nitrür | Eğer 3 N 4'e | Yüksek sertlik, aşınmaya ve aşınmaya karşı iyi direnç, iyi kimyasal eylemsizlik, termal şoka karşı iyi direnç. İki tür silisyum nitrür vardır: sıkıştırılmış silisyum tozunun nitrürlenmesiyle veya silisyum nitrür tozunun yüksek sıcaklıkta preslenmesiyle ( sinterleme ) bağlanır . | Aşındırıcı tozlar, kesici aletler, çelik endüstrisi için refrakter, haddeleme bilyeleri, metal döküm için sızdırmazlık halkaları, valfler (otomotiv). |
bor karbür | B 4 C | Zırh ait tanklar ve helikopterler . | |
silisyum karbür | SiC | Yüksek sertlik, iyi termal şok direnci, yüksek termal iletkenlik, düşük termal genleşme, mükemmel kimyasal eylemsizlik. | Refrakterler, ısıtma dirençleri, kesici aletler, sürtünme parçaları , su pompası contaları, katalizör desteği . |
alüminyum nitrür | AlN | Yüksek ısı iletkenliği, iyi elektrik direnci, görünür ve kızılötesi dalga boylarına karşı şeffaf. | Baskı devreler, termal kolonlar, radar pencereleri, döküm potaları. |
Bor nitrür | BN | Yüksek ısı iletkenliği, düşük ısıl genleşme, mükemmel ısıl şok direnci, yüksek dielektrik mukavemeti, düşük dielektrik sabiti, kimyasal olarak inert, mikrodalgalara karşı şeffaf, kolayca işlenebilir. | Yüksek sıcaklıklarda, Elektrik izolasyon potalar için döküm , fırın astarları, hortumlar termokupl , direnç malzemeleri, yağlayıcı , yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilir. |
alüminyum diborür | AlB 2 | Metalik kompozitlerde takviye malzemesi . |