ઔદ્યોગિક સિરામિક્સના એપ્લિકેશન પ્રકારો

ઔદ્યોગિક સિરામિક્સ, એટલે કે, ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન અને ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનો માટે સિરામિક્સ. તે એક પ્રકારનું ઝીણું સિરામિક્સ છે, જે એપ્લિકેશનમાં યાંત્રિક, થર્મલ, રાસાયણિક અને અન્ય કાર્યો કરી શકે છે. કારણ કે ઔદ્યોગિક સિરામિક્સમાં ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર, વસ્ત્રો પ્રતિકાર, ધોવાણ પ્રતિકાર વગેરે જેવા ફાયદાઓની શ્રેણી છે, તેઓ સખત કાર્યકારી વાતાવરણ માટે ધાતુની સામગ્રી અને કાર્બનિક મેક્રોમોલેક્યુલ સામગ્રીને બદલી શકે છે. તેઓ પરંપરાગત ઔદ્યોગિક પરિવર્તન, ઉભરતા ઉદ્યોગો અને ઉચ્ચ તકનીકી ઉદ્યોગોમાં અનિવાર્ય અને મહત્વપૂર્ણ સામગ્રી બની ગયા છે. તેઓ ઊર્જા, એરોસ્પેસ, મશીનરી, ઓટોમોબાઈલ, ઈલેક્ટ્રોનિક્સ, રાસાયણિક ઉદ્યોગ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. વ્યાપક એપ્લિકેશન સંભાવનાઓ. જૈવિક ઉત્સેચકોના સંપર્કમાં સારી કાટ પ્રતિકાર અને રાસાયણિક સ્થિરતા ધરાવતા સિરામિક્સનો ઉપયોગ ક્રુસિબલ્સ, હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ અને ધાતુઓને ગંધવા માટે ડેન્ટલ આર્ટિફિશિયલ લેકર સાંધા જેવા બાયોમટીરિયલ્સ બનાવવા માટે થાય છે. અનન્ય ન્યુટ્રોન કેપ્ચર અને શોષણ સાથેના સિરામિક્સનો ઉપયોગ વિવિધ પરમાણુ રિએક્ટર માળખાકીય સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે થાય છે.

1.કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ સિરામિક્સ

કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ સિરામિક્સ મુખ્યત્વે કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડથી બનેલા સિરામિક્સ છે. ગુણધર્મો: કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ 3.08-3.40g/cm ની ઘનતા સાથે NaCl ક્રિસ્ટલ માળખું ધરાવે છે અને 2570 C નું ગલનબિંદુ ધરાવે છે. તે થર્મોડાયનેમિક સ્થિરતા ધરાવે છે અને ઉચ્ચ તાપમાને (2000 પર ઉપયોગ કરી શકાય છે) સી). તે ઉચ્ચ સક્રિય ધાતુ ઓગળે છે અને ઓક્સિજન અથવા અશુદ્ધ તત્વો દ્વારા ઓછું પ્રદૂષણ સાથે ઓછી પ્રતિક્રિયા ધરાવે છે. ઉત્પાદનમાં પીગળેલી ધાતુ અને પીગળેલા કેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ માટે સારી કાટ પ્રતિકાર છે. તે ડ્રાય પ્રેસિંગ અથવા ગ્રાઉટિંગ દ્વારા બનાવી શકાય છે.

અરજી:

1)ઉચ્ચ શુદ્ધતા પ્લેટિનમ અને યુરેનિયમ જેવી બિન-ફેરસ ધાતુઓને ગંધવા માટે તે એક મહત્વપૂર્ણ પાત્ર છે.

2)ટાઇટેનિયમ ડાયોક્સાઇડ દ્વારા સ્થિર થયેલ કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ ઈંટનો ઉપયોગ પીગળેલા ફોસ્ફેટ ઓરના રોટરી ભઠ્ઠા માટે અસ્તર સામગ્રી તરીકે થઈ શકે છે.

3)થર્મોડાયનેમિક સ્થિરતાના સંદર્ભમાં, CaO એ SiO 2, MgO, Al2O 3 અને ZrO 2 કરતાં વધી જાય છે, અને ઑક્સાઈડમાં સૌથી વધુ છે. આ ગુણધર્મ દર્શાવે છે કે તેનો ઉપયોગ ધાતુઓ અને એલોયને ગલન કરવા માટે ક્રુસિબલ તરીકે થઈ શકે છે.

4)મેટલ મેલ્ટિંગની પ્રક્રિયામાં, CaO સેમ્પલર્સ અને પ્રોટેક્ટિવ ટ્યુબનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, જેનો ઉપયોગ મોટાભાગે ઉચ્ચ ટાઇટેનિયમ એલોય જેવા સક્રિય મેટલ મેલ્ટના ગુણવત્તા વ્યવસ્થાપન અથવા તાપમાન નિયંત્રણમાં થાય છે.

5)ઉપરોક્ત ઉપરાંત, CaO સિરામિક્સ ચાપ મેલ્ટિંગ માટે ઇન્સ્યુલેશન સ્લીવ્સ અથવા સંતુલન માટે જહાજો માટે પણ યોગ્ય છે.

પ્રાયોગિક ખૂણા.

કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડના બે ગેરફાયદા છે:

①હવામાં પાણી અથવા કાર્બોનેટ સાથે પ્રતિક્રિયા કરવી સરળ છે.

②તે ઊંચા તાપમાને આયર્ન ઓક્સાઇડ જેવા ઓક્સાઇડ સાથે ઓગળી શકે છે. આ સ્લેગિંગ એક્શન એ જ કારણ છે કે સિરામિક્સને કાટ લાગવા માટે સરળ છે અને તેની તાકાત ઓછી છે. આ ખામીઓ પણ કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ સિરામિક્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં મુશ્કેલી બનાવે છે. સિરામિક્સ તરીકે, CaO હજુ પણ તેની બાલ્યાવસ્થામાં છે. તેની બે બાજુઓ છે, ક્યારેક સ્થિર અને ક્યારેક અસ્થિર. ભવિષ્યમાં, અમે તેના ઉપયોગની વધુ સારી રીતે યોજના બનાવી શકીએ છીએ અને તેને કાચા માલ, રચના, ફાયરિંગ અને અન્ય તકનીકોની પ્રગતિ દ્વારા સિરામિક્સની રેન્કમાં જોડાઈ શકીએ છીએ.

2. ઝિર્કોન સિરામિક્સ

ઝિર્કોન સિરામિક્સ મુખ્યત્વે ઝિર્કોન (ZrSiO4) થી બનેલા સિરામિક્સ છે.

ગુણધર્મો:ઝિર્કોન સિરામિક્સમાં સારો થર્મલ આંચકો પ્રતિકાર, એસિડ પ્રતિકાર અને રાસાયણિક સ્થિરતા હોય છે, પરંતુ અલ્કલી પ્રતિકાર નબળી હોય છે. ઝિર્કોન સિરામિક્સનો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક અને થર્મલ વાહકતા ઓછી છે, અને તેમની બેન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ 1200-1400 C પર ઘટ્યા વિના જાળવી શકાય છે, પરંતુ તેમની યાંત્રિક ગુણધર્મો નબળી છે. ઉત્પાદન પ્રક્રિયા સામાન્ય વિશેષ સિરામિક્સ જેવી જ છે.

અરજી:

1)એસિડ રીફ્રેક્ટરી તરીકે, ઝિર્કોનનો વ્યાપકપણે ગ્લાસ બોલ અને ગ્લાસ ફાઇબરના ઉત્પાદન માટે ઓછી આલ્કલી એલ્યુમિનોબોરોસિલિકેટ ગ્લાસ ભઠ્ઠામાં ઉપયોગ થાય છે. ઝિર્કોન સિરામિક્સ ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, અને તેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટર અને સ્પાર્ક પ્લગ તરીકે પણ થઈ શકે છે.

2)મુખ્યત્વે ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ઉચ્ચ-તાપમાન ઇલેક્ટ્રિક સિરામિક્સ, સિરામિક બોટ, ક્રુસિબલ્સ, ઉચ્ચ-તાપમાન ભઠ્ઠામાં બર્નિંગ પ્લેટ, ગ્લાસ ફર્નેસ લાઇનિંગ, ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન સિરામિક્સ વગેરે બનાવવા માટે વપરાય છે.

3)પાતળી-દિવાલોવાળા ઉત્પાદનોમાં બનાવી શકાય છે - ક્રુસિબલ, થર્મોકોપલ સ્લીવ, નોઝલ, જાડી-દિવાલોવાળા ઉત્પાદનો - મોર્ટાર, વગેરે.

4)પરિણામો દર્શાવે છે કે ઝિર્કોનમાં રાસાયણિક સ્થિરતા, યાંત્રિક સ્થિરતા, થર્મલ સ્થિરતા અને રેડિયેશન સ્થિરતા છે. તે U, Pu, Am, Np, Nd અને Pa જેવા એક્ટિનાઇડ્સ પ્રત્યે સારી સહનશીલતા ધરાવે છે. તે સ્ટીલ સિસ્ટમમાં ઉચ્ચ-સ્તરના કિરણોત્સર્ગી કચરા (HLW) ને મજબૂત કરવા માટે એક આદર્શ માધ્યમ સામગ્રી છે.

હાલમાં, ઝિર્કોન સિરામિક્સની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા અને યાંત્રિક ગુણધર્મો વચ્ચેના સંબંધ પરના સંશોધનની જાણ કરવામાં આવી નથી, જે તેના ગુણધર્મોના વધુ અભ્યાસને ચોક્કસ હદ સુધી અવરોધે છે અને ઝિર્કોન સિરામિક્સના ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે.

3. લિથિયમ ઓક્સાઇડ સિરામિક્સ

લિથિયમ ઓક્સાઇડ સિરામિક્સ એ સિરામિક્સ છે જેના મુખ્ય ઘટકો Li2O, Al2O3 અને SiO2 છે. પ્રકૃતિમાં Li2O ધરાવતી મુખ્ય ખનિજ સામગ્રીમાં સ્પોડ્યુમિન, લિથિયમ-પારમેબલ ફેલ્ડસ્પાર, લિથિયમ-ફોસ્ફોરાઇટ, લિથિયમ મીકા અને નેફેલિન છે.

ગુણધર્મો: લિથિયમ ઓક્સાઇડ સિરામિક્સના મુખ્ય સ્ફટિકીય તબક્કાઓ નેફેલાઇન અને સ્પોડ્યુમિન છે, જે નીચા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક અને સારા થર્મલ શોક પ્રતિકાર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. Li2O એ નેટવર્કની બહાર એક પ્રકારનો ઓક્સાઇડ છે, જે કાચના નેટવર્કને મજબૂત કરી શકે છે અને અસરકારક રીતે રાસાયણિક સ્થિરતાને સુધારી શકે છે. કાચ

અરજી:તેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓ (ખાસ કરીને ઇન્ડક્શન ફર્નેસ) ની અસ્તર ઇંટો, થર્મોકોલ પ્રોટેક્શન ટ્યુબ, સતત તાપમાનના ભાગો, પ્રયોગશાળાના વાસણો, રસોઈના વાસણો વગેરે બનાવવા માટે થઈ શકે છે. Li2O-A12O3-SiO 2 (LAS) શ્રેણીની સામગ્રી લાક્ષણિક નીચા વિસ્તરણ સિરામિક્સ છે, જેનો ઉપયોગ થર્મલ શોક પ્રતિરોધક સામગ્રી તરીકે થઈ શકે છે, Li2O નો ઉપયોગ સિરામિક બાઈન્ડર તરીકે પણ થઈ શકે છે, અને કાચ ઉદ્યોગમાં સંભવિત ઉપયોગ મૂલ્ય ધરાવે છે.

4. Ceria સિરામિક્સ

સીરિયમ ઓક્સાઇડ સિરામિક્સ એ મુખ્ય ઘટક તરીકે સેરિયમ ઓક્સાઇડ સાથેના સિરામિક્સ છે.

ગુણધર્મો:ઉત્પાદનની ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ 7.73 અને ગલનબિંદુ 2600 ℃ છે. તે વાતાવરણને ઘટાડીને Ce2O3 બનશે, અને ગલનબિંદુ 2600 ℃ થી ઘટીને 1690 ℃ થઈ જશે. પ્રતિકારકતા 700 ℃ પર 2 x 10 ઓહ્મ સેમી અને 1200 ℃ પર 20 ઓહ્મ સેમી છે. હાલમાં, ચીનમાં સીરિયમ ઓક્સાઇડના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે ઘણી સામાન્ય પ્રક્રિયા તકનીકો નીચે મુજબ છે: રાસાયણિક ઓક્સિડેશન, જેમાં એર ઓક્સિડેશન અને પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ ઓક્સિડેશન; રોસ્ટિંગ ઓક્સિડેશન પદ્ધતિ

નિષ્કર્ષણ અલગ કરવાની પદ્ધતિ

અરજી:

1)તેનો ઉપયોગ હીટિંગ એલિમેન્ટ તરીકે, ધાતુ અને સેમિકન્ડક્ટરને ગંધવા માટે ક્રુસિબલ, થર્મોકોપલ સ્લીવ વગેરે તરીકે કરી શકાય છે.

2)તેનો ઉપયોગ સિલિકોન નાઈટ્રાઈડ સિરામિક્સ માટે સિન્ટરિંગ સહાયક તરીકે થઈ શકે છે, તેમજ સુધારેલા એલ્યુમિનિયમ ટાઇટેનેટ સંયુક્ત સિરામિક્સ, અને CeO 2 એ એક આદર્શ કઠિનિંગ છે.

સ્ટેબિલાઇઝર

3)99.99% CeO 2 સાથે દુર્લભ પૃથ્વી ત્રિરંગો ફોસ્ફર ઊર્જા બચત લેમ્પ માટે એક પ્રકારની તેજસ્વી સામગ્રી છે, જે ઉચ્ચ પ્રકાશ કાર્યક્ષમતા, સારો રંગ રેન્ડરિંગ અને લાંબુ આયુષ્ય ધરાવે છે.

4)99% થી વધુ સામૂહિક અપૂર્ણાંક સાથેના CeO 2 પોલિશિંગ પાવડરમાં ઉચ્ચ કઠિનતા, નાના અને સમાન કણોનું કદ અને કોણીય ક્રિસ્ટલ છે, જે કાચની હાઇ-સ્પીડ પોલિશિંગ માટે યોગ્ય છે.

5)ડીકોલોરાઇઝર અને ક્લેરિફાયર તરીકે 98% CeO 2 નો ઉપયોગ કાચની ગુણવત્તા અને ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે અને તેને વધુ વ્યવહારુ બનાવી શકે છે.

6)સીરિયા સિરામિક્સમાં નબળી થર્મલ સ્થિરતા અને વાતાવરણ પ્રત્યે મજબૂત સંવેદનશીલતા હોય છે, જે તેના ઉપયોગને અમુક હદ સુધી મર્યાદિત કરે છે.

5. થોરિયમ ઓક્સાઇડ સિરામિક્સ

થોરિયમ ઓક્સાઇડ સિરામિક્સ મુખ્ય ઘટક તરીકે ThO2 સાથે સિરામિક્સનો સંદર્ભ આપે છે.

ગુણધર્મો:શુદ્ધ થોરિયમ ઓક્સાઇડ એ ક્યુબિક ક્રિસ્ટલ સિસ્ટમ છે, ફ્લોરાઇટ-પ્રકારનું માળખું છે, થોરિયમ ઓક્સાઇડ સિરામિક્સનું થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક મોટો છે, 25-1000 ℃ પર 9.2*10/℃, થર્મલ વાહકતા ઓછી છે, 0.105 J/(cm.s. at℃) 100 ℃, થર્મલ સ્થિરતા નબળી છે, પરંતુ ગલન તાપમાન ઊંચું છે, ઉચ્ચ તાપમાનની વાહકતા સારી છે, અને રેડિયોએક્ટિવિટી છે (સસ્પેન્શન એજન્ટ તરીકે 10% PVA સોલ્યુશન) અથવા પ્રેસિંગ (20% થોરિયમ ટેટ્રાક્લોરાઇડ બાઈન્ડર તરીકે) નો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

અરજી:મુખ્યત્વે ઓસ્મિયમ, શુદ્ધ રોડિયમ અને શુદ્ધિકરણ રેડિયમને ગંધવા માટે ક્રુસિબલ તરીકે, હીટિંગ એલિમેન્ટ તરીકે, સર્ચલાઇટ સ્ત્રોત તરીકે, અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા શેડ તરીકે અથવા પરમાણુ બળતણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોનિક ટ્યુબના કેથોડ તરીકે, ચાપ ગલન માટે ઇલેક્ટ્રોડ વગેરે તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

6. એલ્યુમિના સિરામિક્સ

સિરામિક બિલેટમાં મુખ્ય સ્ફટિકીય તબક્કાના તફાવત અનુસાર, તેને કોરન્ડમ પોર્સેલેઇન, કોરન્ડમ-મ્યુલાઇટ પોર્સેલેઇન અને મુલીલાઇટ પોર્સેલેઇનમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. તેને AL2O3 ના સામૂહિક અપૂર્ણાંક અનુસાર 75, 95 અને 99 સિરામિક્સમાં પણ વિભાજિત કરી શકાય છે.

અરજી:

એલ્યુમિના સિરામિક્સમાં ઉચ્ચ ગલનબિંદુ, ઉચ્ચ કઠિનતા, ઉચ્ચ શક્તિ, સારી રાસાયણિક કાટ પ્રતિકાર અને ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો હોય છે. જો કે, તેમાં ઉચ્ચ બરડપણું, નબળી અસર પ્રતિકાર અને થર્મલ આંચકો પ્રતિકાર છે, અને આસપાસના તાપમાનમાં તીવ્ર ફેરફારોનો સામનો કરી શકતો નથી. તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ તાપમાનની ભઠ્ઠી ટ્યુબ, લાઇનિંગ, આંતરિક કમ્બશન એન્જિનના સ્પાર્ક પ્લગ, ઉચ્ચ કઠિનતાવાળા કટીંગ ટૂલ્સ અને થર્મોકોલ ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્લીવ્સ બનાવવા માટે થઈ શકે છે.

7. સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સ

સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સ ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિ, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા, ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર અને સળવળાટ પ્રતિકાર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ અને એરોસ્પેસ સાયન્સ અને ટેક્નૉલૉજીના ક્ષેત્રોમાં તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ તાપમાન સિન્ટરિંગ સામગ્રી તરીકે થાય છે. તેઓનો ઉપયોગ રોકેટ નોઝલ માટે નોઝલ, કાસ્ટિંગ મેટલ માટે થ્રોટ્સ, થર્મોકોપલ બુશિંગ્સ અને ફર્નેસ ટ્યુબ જેવા ઉચ્ચ તાપમાનના ભાગોના ઉત્પાદન માટે થાય છે.