ما هي تصنيفات السيراميك؟

مواد عادية
وهي مُتكلسة من مواد خام طبيعية مثل الفلسبار والطين والكوارتز، وهي مادة سيليكات نموذجية، تتكون أساسًا من السيليكون والألمنيوم والأكسجين، والتي تمثل 90٪ من إجمالي العناصر القشرية. يتمتع السيراميك العادي بمصادر وفيرة وتكاليف منخفضة وعمليات ناضجة. يمكن تقسيم هذا النوع من السيراميك إلى سيراميك يومي، وسيراميك معماري، وسيراميك عازل كهربائي، وسيراميك كيميائي، وما إلى ذلك بناءً على خصائص أدائه واستخداماته.
مواد خاصة
فهي مصنوعة من مواد خام -عالية النقاء تم تركيبها صناعيًا وتم تشكيلها وتلبيدها باستخدام عمليات يتم التحكم فيها بدقة، وتتميز بشكل عام بخصائص خاصة معينة لتلبية الاحتياجات المتنوعة. وفقًا لمكوناته الرئيسية، هناك سيراميك الأكسيد، وسيراميك النتريد، وسيراميك الكربيد، والسيراميك المعدني، وما إلى ذلك؛ يتميز السيراميك الخاص بخصائص ميكانيكية وبصرية وصوتية وكهربائية ومغناطيسية وحرارية وغيرها.
تصنيف المواد الخاصة
وفقًا للأغراض المختلفة، يمكن تقسيم المواد الخزفية الخاصة إلى سيراميك هيكلي، وسيراميك الأدوات، وسيراميك وظيفي.
السيراميك الهيكلي
المكون الرئيسي لسيراميك الألومينا هو Al2O3، بمحتوى عام أكبر من 45%. سيراميك الألومينا له خصائص ممتازة مختلفة. مقاومة درجات الحرارة العالية، ومناسبة عمومًا للاستخدام على المدى الطويل-عند 1600 درجة، ومقاومة التآكل، وقوة عالية، وقوتها تبلغ 2-3 أضعاف قوة السيراميك العادي، وأعلى بما يصل إلى 5-6 مرات. عيبها أنها هشة ولا يمكنها قبول التغيرات المفاجئة في درجة حرارة البيئة. يتم استخدامه على نطاق واسع كبوتقة، وشمعة إشعال المحرك، والمواد المقاومة للحرارة العالية، والأكمام الحرارية، وحلقة الختم، وما إلى ذلك. ويمكن أيضًا استخدامه كأداة قطع وقالب.
المكون الرئيسي لسيراميك نيتريد السيليكون هو Si3N4، وهو سيراميك ذو درجة حرارة عالية- يتميز بقوة عالية، وصلابة عالية، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، وخصائص التشحيم الذاتي-. معامل التمدد الخطي هو الأصغر بين أنواع السيراميك المختلفة، مع درجة حرارة خدمة تصل إلى 1400 درجة. لديها مقاومة ممتازة للتآكل. بالإضافة إلى حمض الهيدروفلوريك، فإنه يمكن أن يتحمل التآكل الناتج عن مختلف الأحماض والقلويات والمعادن، وله عزل كهربائي ممتاز ومقاومة للإشعاع. يمكن استخدامها كمحامل لدرجات الحرارة العالية-، وحلقات مانعة للتسرب للاستخدام في الوسائط المسببة للتآكل، والآبار الحرارية، وأيضًا كأدوات قطع معدنية.
المكون الرئيسي لسيراميك كربيد السيليكون هو SiC، وهو سيراميك عالي القوة وصلابة عالية ومقاوم لدرجات الحرارة العالية. لا يزال بإمكانه الحفاظ على قوة الانثناء العالية عند استخدامه عند 1200 درجة ~ 1400 درجة. إنه السيراميك ذو أعلى قوة لدرجة الحرارة العالية في الوقت الحاضر. يتمتع سيراميك كربيد السيليكون أيضًا بموصلية حرارية جيدة ومقاومة للأكسدة وموصلية وصلابة عالية التأثير. إنها مادة هيكلية جيدة-تتحمل درجات الحرارة العالية ويمكن استخدامها لمكونات مثل فوهة ذيل الصاروخ، والغطاء المزدوج الحراري، وأنبوب الفرن، وما إلى ذلك التي تعمل في درجات حرارة عالية؛ من خلال الاستفادة من الموصلية الحرارية، يمكن تصنيع مواد المبادلات الحرارية في درجات حرارة عالية؛ الاستفادة من صلابتها العالية ومقاومتها للتآكل لإنتاج عجلات الطحن والمواد الكاشطة وما إلى ذلك.
المكون الرئيسي لسيراميك نيتريد البورون السداسي هو BN، والهيكل البلوري هو عائلة بلورية سداسية. يشبه نيتريد البورون السداسي الجرافيت في البنية والأداء، لذلك يطلق عليه "الجرافيت الأبيض" ذو الصلابة المنخفضة. يمكن قطعه ومعالجته باستخدام خصائص التشحيم الذاتي-، ويمكن تحويله إلى محامل ذاتية التشحيم ذات درجة حرارة عالية-، وقوالب تشكيل الزجاج، وما إلى ذلك.
أداة السيراميك
المكونات الرئيسية للسبائك الصلبة هي الكربيدات والمواد الرابطة، مع الكربيدات بشكل رئيسي بما في ذلك WC، TiC، TaC، NbC، VC، إلخ. تتكون المادة الرابطة بشكل أساسي من الكوبالت (Co). بالمقارنة مع فولاذ الأدوات، يتمتع الكربيد الأسمنتي بصلابة عالية (تصل إلى 87~91HRA) وصلابة حرارية جيدة (مقاومة تآكل ممتازة عند حوالي 1000 درجة). عند استخدامه كأداة، تكون سرعة القطع أعلى بـ 4 إلى 7 مرات من الفولاذ عالي السرعة -، وعمر الخدمة أطول بـ 5 إلى 8 مرات. عيبه هو أن صلابته عالية جدًا، ومن الصعب جدًا تشكيله. ولهذا السبب، غالبًا ما يتم تحويلها إلى شفرات ولحامها على شريط القطع. يستخدم الكربيد الأسمنتي بشكل أساسي في أدوات التشغيل؛ قوالب مختلفة، بما في ذلك قوالب الرسم، وقوالب الرسم، وقوالب الرأس البارد؛ يتم استخدام لقم الثقب المختلفة في أدوات التعدين والجيولوجيا والتنقيب عن النفط.
يعتبر الماس الطبيعي (الماس) من الزخارف الثمينة، بينما يستخدم الماس الاصطناعي على نطاق واسع في الصناعة. الماس هو أصلب مادة في الطبيعة وله أيضًا معامل مرونة عالي جدًا؛ يتمتع الماس بأعلى موصلية حرارية بين المواد المعروفة؛ يتمتع الماس بأداء عزل ممتاز. يمكن استخدام الماس كقم الثقب، وأدوات القطع، وأدوات الطحن، وقوالب سحب الأسلاك، وأدوات التشذيب؛ تقوم الأدوات الماسية بإجراء عمليات تصنيع فائقة الدقة لتحقيق تشطيب المرآة. ومع ذلك، نظرًا لضعف الاستقرار الحراري وتقاربها القوي مع عناصر مجموعة الحديد، لا يمكن استخدام أدوات الماس لمعالجة السبائك القائمة على الحديد والنيكل، ولكن بشكل أساسي لمعالجة المعادن غير الحديدية وغير المعدنية، والتي تستخدم على نطاق واسع لمعالجة السيراميك والزجاج والأحجار والخرسانة والأحجار الكريمة والعقيق وما إلى ذلك.
يحتوي نيتريد البورون المكعب (CBN) على هيكل بلوري مكعب، وصلابته عالية، وتأتي في المرتبة الثانية بعد الماس، كما أن ثباته الحراري وثباته الكيميائي أفضل من الماس. يمكن استخدامه لقطع الفولاذ المقسى، والحديد الزهر-المقاوم للتآكل، ومواد الرش الحراري، والنيكل وغيرها من المواد التي يصعب تصنيعها آليًا. يمكن تصنيعها في أدوات القطع، وأدوات الطحن، وقوالب الرسم، وما إلى ذلك
تشتمل أدوات السيراميك الأخرى على الألومينا، والزركونيا، ونيتريد السيليكون، والسيراميك الأخرى، ولكن أدائها الشامل وتطبيقاتها الهندسية ليست جيدة مثل سيراميك الأدوات الثلاثة المذكورة أعلاه.