향상된 세라믹스 - 향상된 세라믹스의 기동전개, 분류, 속성, 생산, 발포, 끝마무리 및 디자인

20 세기에 의하여 인간이 계속 개념적인 생각 도 할 수 있기 때문에 세라믹스와 물자 기술에 있는 가장 중대한 전진이 생성했습니다. 이 기간에 있는 광대한 야금술 발달은 지금 금속 합금의 거의 각 생각할 수 있는 조합을 일으키고 그 합금의 기능은 상당히 잘 알려지고 이용됩니다. 능률 언젠가 더 단단을 위한 강요는, 보다 적게 값이비싼 생산 기술 오늘 계속합니다. 금속 기지를 두는 시스템의 한계가 능가되는 때, 더 높은 온도, 더 높은 속도, 장기 사용 요인 및 더 낮은 유지비의 밑에 작전 가능한 새로운 물자는 과학 기술 전진을 가진 걸음을 유지할 것을 요구됩니다. 그들의 유일한 속성의 덕택으로 금속: 연성, 장력 강도, 풍부, 간단한 화학, 상대적으로 낮은 생산 원가, 결합의 케이스 형성의 케이스, 등등은 물자 발달에 관해서 선봉 위치를 점유했습니다. 세라믹스 대조적으로: 지원 구조물로 이용될 수 있는 중합체와 금속과 같은 그밖 물자와 결합될 경우 과민한 본래, 더 복잡한 화학이 있어서 그리고 진행한 가공 기술 및 장비를 생성에 요구해서, 잘 능력을 발휘하십시오. 이 조합은 큰 모양을 하는 가능하게 합니다; 우주 왕복선은 향상된 물자의 응용의 전형적인 보기 및 향상된 물자의 기능의 우수한 보기입니다.

그것은 세라믹 화학, 결정학 및 향상된 설계한 세라믹스의 생산에 관해서 주어진 더 광대한 지식에서 이해의 어드밴스와 더불어 마지막 30 년 도중서만 이 물자를 위한 잠재력이 실현되었다 또는 이렇게, 입니다. 중요한 발달의 한개는 CSIRO에 Ron Garvie 그 외 여러분, 멜버른 에의한 금세기 PSZ (부분적으로 안정된 지르코니아) 곳에 일이었습니다 이 세라믹의 단계 전이 단단하게 하는 것은 개발되고. 이 전진은 세라믹 시스템이 전망된 쪽을 바꾸었습니다. 이전에 금속에 적용된 기술은 지금 세라믹 시스템에 적용 가능했던 여겨졌습니다. 전이, 냉각하는 합금를을 실행하거든 기술을 부드럽게 해서 세라믹 시스템의 범위에 적용되었습니다. 세라믹스의 골절 강인성, 연성 및 충격 저항에 중요한 개선은 실현되고 이렇게 세라믹스와 금속 사이 유형 자산에 있는 간격은 닫히는 것을 시작되었습니다. 비 산화물과 더 거친 세라믹스 (예를들면 질화물 세라믹스)에 있는 신 개발은 추가 조차 간격을 좁혔습니다.

오늘 기술설계 응용을 위한 세라믹스는 비전통적 것 위하여 여겨질 수 있습니다. 전통적인 세라믹스는 더 오래된 일반적으로 알려진 모형 입니다: 사기그릇, 벽돌, 질그릇, 등등. 세라믹스의 새로운 나오는 계열은, 새롭거나 정밀한 진행되는으로 불리고, 높게 세련된 물자 및 새로운 형성 기술을 이용합니다. 기술설계 물자로 사용될 때, 민병대 금속 기지를 둔 시스템에 상사로 전망될 수 있는 몇몇 속성 이 "" 또는 세라믹스를 "진행했습니다". 이 속성은 성과 또한 비용 유효성의 지역에서 매력적인 위치에 있는 세라믹스의 이 새로운 단을, 뿐만 아니라 둡니다. 이 속성은 마포, 우수한 최신 병력, 화학 둔함, 최고 기계로 가공 속도 (공구로) 및 차원 안정성에 고저항을 포함합니다.

기술 세라믹스는 또한 3개의 명백한 물자 종류로 분류될 수 있습니다:

•         산화물: 반토, 지르코니아

•         비 산화물: 탄화물, 붕화물, 질화물, 규화물

•         합성물: 강화되는 미립자, 산화물과 비 산화물의 조합.

이 종류의 각자는 유일한 물자 속성을 개발할 수 있습니다.

, 지르코니아를 위한 반토를 위한 전기로 격리 저항하는, 화학적으로 비활성, 산화 일반적으로 낮은 열 전도도, 경미하게 복잡한 제조 및 저가, 더 복잡한 제조 및 더 높은 비용.

낮은 산화 저항, 극단적인 경도, 화학적으로 비활성, 높은 열 전도도 및 전기로 수행, 어려운 에너지 의존하는 제조 및 높은 비용.

강인성, 낮고 높은 산화 저항 (관련되는 모형), 변하기 쉬운 열과 전기 전도도 의 복잡한 제조공정, 높은 비용.

어제 전통적인 세라믹 생산과 비교된 기술 기술설계 세라믹 생산은, 매우 추가 지나치게 요구하는 복잡한 절차입니다. 생산의 높은 순수성 물자 그리고 정확한 방법은 이 향상된 물자의 요구된 속성이 완성품에서 달성된다는 것을 확인하기 위하여 채택되어야 합니다.

높은 순수성 시작 물자 (분말)는 무기물 가공 기술을 사용하여 (전형적으로 젖은 화학) 쓸모 없는 불순을 제거하고 요구된 시작 구성을 만들기 위하여 그밖 화합물을 추가하도록 추가 처리에 선행된 농축물을 생성하기 위하여 준비됩니다. 이것은 고성능 산화물 세라믹스의 준비에 있는 가장 중요한 단계입니다. 이들이 일반적으로 높은 순수성 시스템이기 때문에 작은 불순에는 동 효력이 있을 수 있습니다, MgO의 예를 들면 적은 양에는 반토의 소결 행동에 표시되어 있는 효력이 있을 수 있습니다. 각종 열처리 절차는 주의깊게 통제되는 결정 구조를 만들기 위하여 이용됩니다. 이 분말은 극단적으로 정밀한 "궁극적인" 수정같은 규모에 일반적으로 세라믹 반응성을 지원하기 위하여 갈립니다. 가소제와 바인더는 이 분말에 (다리미질, 밀어남, 미끄러짐 주물, 등등) "처리되지 않는" 물자를 일으키는 형성의 선호된 방법을 적응시키기 위하여 혼합됩니다. 최고와 기술을 형성하는 낮 압력은 둘 다 사용됩니다. 원료는 필요하면 형성하기 위하여 기계로 가공되거나 돌리는 필수 "녹색" 모양 또는 선구자로 () 형성되고 공기 경미하게 환원 분위기에 있는 고열에 조밀한 제품을 생성하기 위하여 발사됩니다.

비 산화물 세라믹스의 생산은 일반적으로 3개의 단계 가공에게 관련시키는입니다: 선구자 둘째로 이 선구자의 섞고 요구된 화합물 (TI + 2B, Si + C 만드는 것을 시작 분말의 첫째로 준비, 등등)를 셋째로 마지막 분대의 형성하고 소결. 이 단을 위해 시작 물자 그리고 발사의 대형은, 이 물자가 발포 도중 즉시 산화하기 때문에 주의깊게 통제되는 로 또는 킬른 상태가 난방 도중 산소 결핍을 지킬 것을 요구합니다. 물자의 이 단은 일반적으로 고열이 소결을 초래할 것을 확실히 요구합니다. 요구한 마지막 세라믹 속성을 달성하기 위하여 산화물 세라믹스, 주의깊게 통제되는 순수성 및 크리스탈 특성과 유사한 필요하십시오.

이 단은 조합으로의 구성될 수 있습니다: 산화물 세라믹스 - (입자식, platy, 곳수염, 등등) 비 산화물 세라믹스, 산화물 -는 산화물 세라믹스, 비 산화물 - 비 산화물 세라믹스, 세라믹스 - 중합체, 등등 조합의 거의 무한한 수 가능합니다. 객체는 좀더 특정한 응용에 적응될 것이다 강인성 또는 경도를 향상하기 위한 것입니다. 이것은 발달의 약간 새로운 지역이고 구성은 또한 미립자 또는 매트릭스 양식에 있는 금속을 포함할 수 있습니다.

새로운 장식새김 세라믹스를 위한 발포 조건은 약간 다양합니다 온도 편차와 장비에서 둘 다. 이 주제는 여기에서 포함하기 에는 너무 길. 간행물의 광범위는 그들을 위해 관심이 끌린 이 주제에 유효합니다. 그러나, 몇몇 기술 및 조건의 간단한 설명은 향상된 세라믹스 발포의 기본 기술의 이해를 제공하게 적합합니다. 장군에서는 이 물자는 금속 훨씬 위, 그리고 전형적으로에 2400°C의 범위 안에 온도에 그리고 높이 조차 1500°C 발사됩니다. 이 온도는 아주 전문화한 로 및 로 안대기가 이 고열을 달성할 것을 요구합니다. 약간 물자는 진공과 같은 질소 통제되는 로 조건과 같은 특별한 가스 환경을 요구합니다. 그 외는 고압이 densification (엉덩이)를 달성할 것을 극단적으로 요구합니다. 따라서 이 로는 디자인과 개념에서 둘 다 확실히 다양합니다. 이 로에 있는 난방의 전형적인 방법은 가스 (가스, 격렬한 공기 플러스 산소 플러스 가스), (금속, 탄소와 세라믹 히이터) 저항 난방 또는 유도자 난방 (R.F. 의 마이크로파)입니다.

가스 난방은 저압에 정상에서 일반적으로 실행됩니다. 저항 난방은 진공에서 200 MPa에 구역 수색하는 압력에서 실행됩니다. 유도자 난방은 또한 저항과 동일 범위에 끝날 수 있습니다. 시스템을 가열하는 저항과 유도자 둘 다에서 이렇게 수 있습니다 포함될 점화 제품의 많은 양과 싸울 필요없습니다. 앞 방법에서 이용된 전형적인 로 모형은 상자, 갱도, 벨, 밀봉된 HIP (가열되는 가스와 저항) (가열되는 탄소 성분을 위한 "오토클레이브" 밀봉된 모형), 밀봉한 특별한 디자인 (가열되는 R.F.를 위한 근해 냉각된 모형)이고 또는 가열된 디자인 마이크로파를 엽니다, (작은 품목).

이 짧은 명부작성은 다만 얼마나 다양한 향상된 세라믹스를 시동하기 위하여 채택된 기술이 인지 표시를의 제공하는 것을 봉사합니다. 각 세라믹 모형에는 발포 비율, 환경 조건 및 온도에 관해서 그것의 자신의 특별한 필수품이 있습니다. 이 조건이 완성품의 질 및 마지막 화합물 및 조밀도의 그 때 이루어지지 않는 경우에 대형이라고 조차 달성되지 않을 것입니다.

향상된 물자의 생산에 있는 최종 단계의 한개는 공차를 딱 들어맞는 끝마무리 입니다. 이 물자는 다이아몬드에 접근하는 상태에서 hardnesses가 극단적으로 단단할, 이렇게 완료는 확실히 비싸고 느린 프로세스일 수 있습니다. 끝마무리 기술은 다음을 포함할 수 있습니다: 세라믹이 전기로 EDM (기계로 가공하는 전기 출력)와 같은 전도성 기술인 경우에 레이저, 물 분출 및 다이아몬드 절단, 갈고 교련하는 다이아몬드는, 그러나 사용될 수 있습니다. 때문에 경도의 추적이 주요한 개발 목적의 한개이기, 그리고 각 새로 개발하는 물자가 경도에서 증가하는 만큼, 끝마무리와 관련되었던 문제는 또한 증가할 것입니다. CNC 가는 장비의 발달은 노동 내용을 극소화해서 이 장비의 준비 비용을 오프셋할 것을 큰 실행이 일반적으로 요구되다 그러나, 마지막에게 갈기의 비용을 줄였습니다. 작은 실행은 일반적으로 경제적으로 실행 가능하지 않습니다. 이 문제에 1개의 대안은 "양식"를 그물로 잡거나 기계로 가공을 극소화하는 예상할 수 있는 수용 가능한 공차에 형성하기 위한 것입니다. 이것은 - "가까이 불린 기술"의 소개에 의해 테일러 세라믹 기술설계에 형성하는 순수한 모양에 달성되었습니다. 복잡한 분대는 마지막 기계로 가공 비용에 있는 상당한 savings의 결과로 ±0.3% 만큼 낮은 편차를 가진 이 유일한 오스트레일리아 발달에 의해 형성될 수 있습니다.

오늘 많은 응용에서는, 약간 물자의 유리한 속성은 그밖 물자를 강화하고 때때로 지원하기 위하여 결합되, 따라서 잡종 합성물을 만드. 잡종 합성물의 경우에, 새로운 물자의 기능을 놓는 각 새로운 물자의 가용성과 성과 속성입니다. 내야 평가 테스트는 특정 경우에서, 서비스에 실제로 투입 전에 새로운 합성물의 장기 내구성을 결정하기 위하여 실행되어야 합니다.

향상된 물자의 속성은 구조물, 분대 및 장치를 디자인할 때 고려될 필요가 있습니다. 마지막 디자인과 물자 선택은 궁극적으로 비용 효과적이고다, 믿을 수 있 작용해야 하고 기존 기술에, 이상적으로, 개선이어야 합니다. 이전 성과 지식은 많은 새로운 응용 프로그램 이전 지식에 주의깊은 관측 그리고 기록이 실험적인 모형의, 또는 공장 예심에서 성능 특성의 유효한 이렇게 있 그러나, 명백하게 자산 필요합니다입니다. 이런 맥락에서 협력적으로 새로운 개념을 개발하는 연구단과의 가까운 접촉에 있는 물자 엔지니어 일. 우리가 상대적으로 과민한 물자로 아직도 작동하는 때 이 양상은 항상 명심되어야 합니다. 유한 성분 분석과 같은 새로운 기술은 유리했던 이런 맥락에서 증명했습니다. 컴퓨터 만들기의 사용은 구조물이 값이비싼 시제품을 위한 필요 없이 경계진에 만드는 것을 허용합니다.

향상된 도재는 지금 매일 사용의 많은 지역에서 기초가 튼튼합니다. 사용할 수 있는 비용에 있는 성과, 서비스 기간, savings 및 정비에 있는 savings에 있는 개선은 향상된 도재의 이득의 명확한 기록입니다. 두 배 기존 구성요소 비용의 명령에 있는 비용 경제를 가진 달 대신에 년에서 평균 수명은, 지금, 향상된 세라믹스 물자에게 중요한 이점을 줍니다. 이 향상된 물자의 생산은 높은 설비비를 가진 복합물 및 지나치게 요구하는 프로세스 및 높게 전문화하고 교육훈련한 사람들의 필수품입니다. 내일의 도재는 다결정 단계 조합의 속성 및 합성 세라믹 구조물, 함께 작동 마지막 화합물에서 유리한 속성이 있는 다른 크리스탈 구조물의 i.e 지휘관 강수 또는 포함을 이용할 것입니다.

내일 (오늘 조차) 탐구는 마지막 세라믹 합성으로 결합 에너지의 다량을 포장하기 위한 것이고 그들로 연성의 고차 또는 신축성을 나누어 주는 것은 접착시킵니다. 이 에너지 레벨은 실패 또는 탈구를 일으키는 원인이 되기 위하여 초과되어야 합니다. 기술과 물자의 변경 걸음은 또한 정확하게 기능에 설계된 더 새로운 화합물이 개발될 것이라는 점을 의미합니다. 되는지 - 누구가 말할 수 있는지 다만 이것이 달성될 어떻게, 그리고 지식이 공중에지! 세라믹스, 물자, 아직도 새로운 물자 발달을 위한 존재하는 기회의 오래된 종류.

매혹적인 탐구입니다 그러나 황홀케 하는 기밀의 이 양상에 의하여 및 많은 세라믹 생산 산업에서 "까만 예술"의 계속 존재는 합니다.

주: 참고의 가득 차있는 명부는 원본을 참조해서 유효합니다.