ประเภทการใช้งานของเซรามิกอุตสาหกรรม

เซรามิกอุตสาหกรรม ได้แก่ เซรามิกสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมและผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม เป็นเซรามิกชั้นดีชนิดหนึ่ง ซึ่งสามารถทำหน้าที่ทางกล ความร้อน เคมี และฟังก์ชันอื่นๆ ในการใช้งานได้ เนื่องจากเซรามิกอุตสาหกรรมมีข้อดีหลายประการ เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อการกัดเซาะ ฯลฯ จึงสามารถเปลี่ยนวัสดุโลหะและวัสดุโมเลกุลขนาดใหญ่อินทรีย์สำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรงได้ พวกเขาได้กลายเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้และสำคัญในการเปลี่ยนแปลงทางอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม อุตสาหกรรมเกิดใหม่ และอุตสาหกรรมที่มีเทคโนโลยีสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านพลังงาน การบินและอวกาศ เครื่องจักร รถยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมเคมี และสาขาอื่นๆ โอกาสการใช้งานที่กว้างขวาง เซรามิกที่มีความต้านทานการกัดกร่อนและความเสถียรทางเคมีที่ดีเมื่อสัมผัสกับเอนไซม์ชีวภาพจะถูกใช้ในการผลิตถ้วยใส่ตัวอย่าง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และวัสดุชีวภาพ เช่น ข้อต่อเคลือบแลคเกอร์เทียมทางทันตกรรมสำหรับการถลุงโลหะ เซรามิกที่มีการดักจับและการดูดกลืนนิวตรอนที่เป็นเอกลักษณ์ถูกนำมาใช้เพื่อผลิตวัสดุโครงสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หลายชนิด

1.เซรามิกแคลเซียมออกไซด์

เซรามิกแคลเซียมออกไซด์เป็นเซรามิกที่ประกอบด้วยแคลเซียมออกไซด์เป็นหลัก คุณสมบัติ: แคลเซียมออกไซด์มีโครงสร้างผลึก NaCl มีความหนาแน่น 3.08-3.40g/cm3 และมีจุดหลอมเหลว 2570 C มีเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์และสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูง (2000 ค) มีปฏิกิริยาต่ำกับการหลอมโลหะที่มีฤทธิ์สูงและมีมลภาวะจากออกซิเจนหรือธาตุเจือปนน้อยกว่า ผลิตภัณฑ์มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีต่อโลหะหลอมเหลวและแคลเซียมฟอสเฟตหลอมเหลว สามารถเกิดขึ้นได้โดยการอัดแห้งหรืออัดฉีด

แอปพลิเคชัน:

1)เป็นภาชนะสำคัญสำหรับการถลุงโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น แพลทินัมและยูเรเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง

2)อิฐแคลเซียมออกไซด์ที่เสถียรด้วยไททาเนียมไดออกไซด์สามารถใช้เป็นวัสดุซับในเตาเผาแบบหมุนของแร่ฟอสเฟตหลอมเหลว

3)ในแง่ของความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ CaO มีมากกว่า SiO 2, MgO, Al2O 3 และ ZrO 2 และมีออกไซด์สูงที่สุด คุณสมบัตินี้แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้เป็นเบ้าหลอมสำหรับการหลอมโลหะและโลหะผสมได้

4)ในกระบวนการหลอมโลหะ สามารถใช้ตัวเก็บตัวอย่าง CaO และท่อป้องกันได้ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการจัดการคุณภาพหรือการควบคุมอุณหภูมิของการหลอมโลหะที่ทำงานอยู่ เช่น โลหะผสมไททาเนียมสูง

5)นอกเหนือจากที่กล่าวมาข้างต้น เซรามิก CaO ยังเหมาะสำหรับปลอกฉนวนสำหรับการหลอมอาร์กหรือภาชนะสำหรับการปรับสมดุล

มุมทดลอง

แคลเซียมออกไซด์มีข้อเสียสองประการ:

1ทำปฏิกิริยากับน้ำหรือคาร์บอเนตในอากาศได้ง่าย

②สามารถละลายได้ด้วยออกไซด์ เช่น เหล็กออกไซด์ที่อุณหภูมิสูง การเกิดตะกรันนี้เป็นสาเหตุที่ทำให้เซรามิกสึกกร่อนได้ง่ายและมีความแข็งแรงต่ำ ข้อบกพร่องเหล่านี้ยังทำให้ยากต่อการใช้เซรามิกแคลเซียมออกไซด์อย่างกว้างขวาง เนื่องจากเป็นเซรามิก CaO ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น มันมีสองด้าน บางครั้งมั่นคง และบางครั้งก็ไม่มั่นคง ในอนาคต เราสามารถวางแผนการใช้งานได้ดีขึ้นและทำให้มันอยู่ในอันดับเซรามิกส์ผ่านความก้าวหน้าของวัตถุดิบ การขึ้นรูป การเผา และเทคโนโลยีอื่นๆ

2. เซรามิกเพทาย

เซรามิกเพทายเป็นเซรามิกที่ประกอบด้วยเพทายเป็นส่วนใหญ่ (ZrSiO4)

คุณสมบัติ:เซรามิกเพทายมีความต้านทานแรงกระแทกจากความร้อน ทนต่อกรด และเสถียรภาพทางเคมีได้ดี แต่มีความต้านทานต่อด่างต่ำ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนและค่าการนำความร้อนของเซรามิกเซอร์คอนต่ำ และสามารถรักษาความแข็งแรงในการดัดงอได้ที่อุณหภูมิ 1200-1400 C โดยไม่ลดลง แต่คุณสมบัติทางกลไม่ดี กระบวนการผลิตจะคล้ายกับเซรามิกชนิดพิเศษทั่วไป

แอปพลิเคชัน:

1)ในฐานะที่เป็นวัสดุทนไฟที่เป็นกรด เพทายจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเตาเผาแก้วอะลูมิโนโบโรซิลิเกตที่มีฤทธิ์เป็นด่างต่ำสำหรับการผลิตลูกแก้วและใยแก้ว เซรามิกเพทายมีคุณสมบัติเป็นฉนวนและทางกลสูง และยังสามารถใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าและหัวเทียนได้ด้วย

2)ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการทำเซรามิกไฟฟ้าอุณหภูมิสูงที่มีความแข็งแรงสูง เรือเซรามิก เบ้าหลอม แผ่นเผาเตาเผาที่อุณหภูมิสูง เยื่อบุเตาแก้ว เซรามิกรังสีอินฟราเรด ฯลฯ

3)สามารถทำเป็นผลิตภัณฑ์ผนังบาง – ถ้วยใส่ตัวอย่าง ปลอกเทอร์โมคัปเปิล หัวฉีด ผลิตภัณฑ์ผนังหนา – ปูน ฯลฯ

4)ผลการวิจัยพบว่าเพทายมีความคงตัวทางเคมี เสถียรภาพทางกล เสถียรภาพทางความร้อน และความเสถียรของการแผ่รังสี มีความทนทานต่อแอกติไนด์ เช่น U, Pu, Am, Np, Nd และ Pa ได้ดี เป็นวัสดุตัวกลางในอุดมคติสำหรับการแข็งตัวของเสียกัมมันตภาพรังสีระดับสูง (HLW) ในระบบเหล็ก

ปัจจุบันยังไม่มีรายงานการวิจัยเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการผลิตและคุณสมบัติทางกลของเซรามิกเพทาย ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการศึกษาคุณสมบัติเพิ่มเติมในระดับหนึ่งและจำกัดการใช้เซรามิกเพทาย

3. เซรามิกลิเธียมออกไซด์

เซรามิกลิเธียมออกไซด์เป็นเซรามิกที่มีส่วนประกอบหลักคือ Li2O, Al2O3 และ SiO2 วัสดุแร่หลักที่มี Li2O ในธรรมชาติ ได้แก่ สปอดูมีน เฟลด์สปาร์ลิเธียมที่ซึมผ่านได้ ลิเธียม-ฟอสฟอไรต์ ลิเธียมไมกา และเนฟีลีน

คุณสมบัติ: เฟสผลึกหลักของเซรามิกลิเธียมออกไซด์คือเนฟิลีนและสโปดูมีน ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำและความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว Li2O เป็นออกไซด์ชนิดหนึ่งที่อยู่นอกเครือข่าย ซึ่งสามารถเสริมความแข็งแกร่งให้กับเครือข่ายแก้วและปรับปรุงเสถียรภาพทางเคมีของได้อย่างมีประสิทธิภาพ กระจก.

แอปพลิเคชัน:สามารถใช้ทำอิฐบุผนัง ท่อป้องกันเทอร์โมคัปเปิล ชิ้นส่วนอุณหภูมิคงที่ อุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ อุปกรณ์ทำอาหาร ฯลฯ ของเตาไฟฟ้า (โดยเฉพาะเตาเหนี่ยวนำ) วัสดุซีรีส์ Li2O-A12O3-SiO 2 (LAS) เป็นเซรามิกที่มีการขยายตัวต่ำโดยทั่วไป ซึ่งสามารถใช้เป็นวัสดุทนต่อแรงกระแทกจากความร้อนได้ Li2O ยังสามารถใช้เป็นสารยึดเกาะเซรามิกได้ และมีมูลค่าการใช้งานในอุตสาหกรรมแก้วอีกด้วย

4. เซรามิกซีเรีย

เซรามิกซีเรียมออกไซด์เป็นเซรามิกที่มีซีเรียมออกไซด์เป็นส่วนประกอบหลัก

คุณสมบัติ:ผลิตภัณฑ์มีความถ่วงจำเพาะ 7.73 และจุดหลอมเหลว 2,600 ℃ มันจะกลายเป็น Ce2O3 ในบรรยากาศที่ลดลง และจุดหลอมเหลวจะลดลงจาก 2,600 ℃ เป็น 1,690 ℃ ความต้านทานคือ 2 x 10 ohm cm ที่ 700 ℃ และ 20 ohm cm ที่ 1200 ℃ ปัจจุบันมีเทคโนโลยีกระบวนการทั่วไปหลายอย่างสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมของซีเรียมออกไซด์ในประเทศจีนดังนี้: ออกซิเดชันทางเคมีรวมถึงออกซิเดชันในอากาศและออกซิเดชันโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต; วิธีการออกซิเดชันแบบคั่ว

วิธีการสกัดแบบแยกส่วน

แอปพลิเคชัน:

1)สามารถใช้เป็นองค์ประกอบความร้อน เบ้าหลอมสำหรับการถลุงโลหะและเซมิคอนดักเตอร์ ปลอกเทอร์โมคัปเปิล ฯลฯ

2)สามารถใช้เป็นตัวช่วยในการเผาผนึกสำหรับเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ รวมถึงเซรามิกคอมโพสิตอะลูมิเนียมไททาเนตที่ได้รับการดัดแปลง โดย CeO 2 เป็นการเสริมความแข็งแกร่งในอุดมคติ

โคลง

3)สารเรืองแสงไตรรงค์ดินหายากที่มี CeO 2 99.99% เป็นวัสดุส่องสว่างชนิดหนึ่งสำหรับหลอดประหยัดพลังงาน ซึ่งมีประสิทธิภาพแสงสูง การแสดงสีที่ดีและอายุการใช้งานยาวนาน

4)ผงขัด CeO 2 ที่มีเศษส่วนมวลมากกว่า 99% มีความแข็งสูง ขนาดอนุภาคเล็กและสม่ำเสมอ และมีคริสตัลเชิงมุม ซึ่งเหมาะสำหรับการขัดกระจกด้วยความเร็วสูง

5)การใช้ CeO 2 98% เป็นตัวกำจัดสีและเพิ่มความกระจ่างสามารถปรับปรุงคุณภาพและคุณสมบัติของแก้วและทำให้ใช้งานได้จริงมากขึ้น

6)เซรามิกซีเรียมีความเสถียรทางความร้อนต่ำและมีความไวต่อบรรยากาศสูง ซึ่งจำกัดการใช้งานในระดับหนึ่ง

5. เซรามิกทอเรียมออกไซด์

เซรามิกทอเรียมออกไซด์หมายถึงเซรามิกที่มี ThO2 เป็นส่วนประกอบหลัก

คุณสมบัติ:ทอเรียมออกไซด์บริสุทธิ์เป็นระบบลูกบาศก์คริสตัล โครงสร้างชนิดฟลูออไรต์ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของเซรามิกทอเรียมออกไซด์มีขนาดใหญ่กว่า 9.2*10/℃ ที่ 25-1,000 ℃ ค่าการนำความร้อนต่ำกว่า 0.105 J/(cm.s ℃ที่ 100 ℃ เสถียรภาพทางความร้อนไม่ดี แต่อุณหภูมิหลอมเหลวสูง การนำอุณหภูมิสูงเป็นสิ่งที่ดี และมีกัมมันตภาพรังสี (สารละลาย PVA 10% เป็นสารแขวนลอย) หรือการกด (ทอเรียมเตตระคลอไรด์ 20% เป็นสารยึดเกาะ) สามารถใช้ในกระบวนการขึ้นรูปได้

แอปพลิเคชัน:ส่วนใหญ่ใช้เป็นเบ้าหลอมสำหรับการหลอมออสเมียม โรเดียมบริสุทธิ์ และการกลั่นเรเดียม เป็นองค์ประกอบความร้อน เป็นแหล่งกำเนิดไฟฉาย โป๊ะโคม หรือเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เป็นแคโทดของหลอดอิเล็กทรอนิกส์ อิเล็กโทรดสำหรับการหลอมอาร์ก ฯลฯ

6. เซรามิกอลูมินา

ตามความแตกต่างของเฟสผลึกหลักในแท่งเซรามิก มันสามารถแบ่งออกเป็นพอร์ซเลนคอรันดัม พอร์ซเลนคอรันดัมมัลไลท์ และพอร์ซเลนมัลไลท์ นอกจากนี้ยังสามารถแบ่งออกเป็นเซรามิก 75, 95 และ 99 ตามเศษส่วนมวลของ AL2O3

แอปพลิเคชัน:

เซรามิกอลูมินามีจุดหลอมเหลวสูง ความแข็งสูง ความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมีได้ดี และมีคุณสมบัติเป็นฉนวน อย่างไรก็ตาม มีความเปราะบางสูง ทนต่อแรงกระแทกได้ไม่ดี และทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน และไม่สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแวดล้อมที่รุนแรงได้ สามารถใช้ในการผลิตท่อเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง ซับใน หัวเทียนของเครื่องยนต์สันดาปภายใน เครื่องมือตัดที่มีความแข็งสูง และปลอกหุ้มฉนวนเทอร์โมคัปเปิล

7. เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์

เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีลักษณะเด่นคือมีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง มีการนำความร้อนสูง ทนทานต่อการสึกหรอสูง ทนต่อการกัดกร่อน และต้านทานการคืบคลาน มักใช้เป็นวัสดุเผาผนึกที่อุณหภูมิสูงในด้านการป้องกันประเทศและวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการบินและอวกาศ ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่มีอุณหภูมิสูง เช่น หัวฉีดสำหรับหัวฉีดจรวด คอสำหรับการหล่อโลหะ บูชเทอร์โมคัปเปิล และท่อเตาหลอม