Индустрийн төмөрлөг

Индустрийн төмөрлөг нь өндөр температурт шамдан бэлдсэн органик бус металл бус материалын өндөр гүйцэтгэлийн инженерийн материал юм.

Индустрийн шилэн эдлэлийн салбар нь металл бус органик бус материалын үндсэн дээр суурилсан, нарийн томъёоллын загварчлал, ихэнхэн нүүрсний эвдрэлт, элэгдлийн технологийн тусламжтайгаар экстрем орчинд зохих бүтцийн хэсгүүд болон үйл ажиллагааны төхөөрөмжүүдийг үйлдвэрлэдэг өндөр технологийн салбар юм. Иймд уламжлалт өдөр тутмын шилэн эдлэлээс ялгаатайгаар энэ нь материал судлал, инженерийн механик, химийн тогтвортой байдлыг бүтээлч нэгтгэн нийлүүлэх замаар ихэнх хэмжээгээр халуун, эрчимтэй хатуу, исгэлэнд тэсвэртэй, бага нягттай гэх мэт онцгой гүйцэтгэлийн хувилбарт бүтээгдэхүүнүүдийг олгох нь энэ салбарын гол утга юм.
Инженерийн шамотын аж үйлдвэр нь бүтцийн шамот (механик шавар, огтлогчийн хэрэгсэл), цахилгаан шамот (хагас дамжуулагч суурь, мэдрэгч чип), биошамот (хиймэл навч), цөмийн энерги, шинэ энерги (бат бөх баттерейн салгагч) гэх мэт олон чиглэлээр хөгждөг бөгөөд орчин үеийн агаарын болон цөмийн аж үйлдвэр, электрон мэдээллийн технологи, шинэ энерги, эмнэлгийн технологийн салбарт ач холбогдолтой байдаг.
Инженерийн шамотын гол нь микроскопын шүүр, фазын найрлагыг хэтээр удирдах замаар металл, полимерийн чанарын хязгаарыг давж чадах инженерийн шийдэл болгон хувиргах бөгөөд өндөр температуртай деталейн хөнгөн жинтэй болгох, цахилгаан хэрэгслийн хэмжээг багасгах, химийн тоног төхөөрөмжийн урт хугацааны ажиллагааг хариуцдаг үндсэн технологи юм.

Глобаль өрсөлдөөний загварын гүнзгий дахин бүтэцлэлт. «Зам, замын эрх» инициативийн хөгжилтэй холбогдуулан Хятадын индустрийн ширэмийн сандал эрхлэх зах зээлийн тархалтыг хурдасгаж байна. Уламжлалт архитектурын ширэмийн экспортод давуу талыг хадгалан, өндөр технологийн цахилгааны ширэм, онцгой ширэм гэх мэт өндөр нэмэлт өртөгтэй бүтээгдэхүүнүүд экспорт өсөлтийн шинэ хөдөлгүүр болон хувирч байна. Мөн олон улсын техникийн хамтын ажиллагааны өрсөлдөөн, стандартыг тогтоох эрхийн төлөөх өрсөлдөөн нь жил бүр бүхэл болж байгаа бөгөөд цөм технологийг эзэмших аж ахуйн нэгжүүд нь глобаль индустрийн нийлүүлэлтийн гинжинд эзлэх эрхэм байр суурь эзэлж болзошгүй юм.
Хятадын аж үйлдвэрийн шилэн эдлэлийн салбар нь стратегийн боломжийн замын оройд хувьсгалаа шинэчлэх, сайжруулах чухал үед оржээ. Уламжлалт салбарын хувьсгал, шинэчлэлд тусламж үзүүлэхээс эхлэн шинээр бий болсон салбаруудын сүүдэрт түлхэлт өгөх замаар аж үйлдвэрийн шилэн эдлэлийн стратегийн утга нь илүү тодорхой харагдаж байна. Ирээдүйд салбар нь технологийн шинов хамгийн чухал хөдөлгүүр хүчин зүйл болгон авч, аж ахуйн нэгж, их дээд сургууль, судалгааны байгууламжийн хамтын ажиллагааны шиновыг бэхжүүлэн, гол технологийг даван туулж чадах ёстой. Ногоон шилжилтийг уудам байлгах замаар нөөцийг үр ашигтай ашиглах, түүнийгээр аж үйлдвэрийн экологийг бий болгох ёстой. Зах зээлийн тэлэлтийг өсөлтийн туйл болгон авч, олон улсын хамтын ажиллагааг гүнзгийрүүлэх, брэндийн барилгыг бэхжүүлэх ёстой. Бодлогын тусламжийн баталгаа бүрэн хэрэгжих, зах зээлийн эрэлт тасралтгүй өсөхтэй зэрэгцэн Хятадын аж үйлдвэрийн шилэн эдлэлийн салбар нь дагалдахаас эхлэн удирдах түвшинд захирагдана. Энэ нь зөвхөн салбарын өрсөлдөх чадварыг сайжруулахтай холбоотой биш, шинжлэх ухаан технологийн өөрийн хүчиндээ тулгуурлан чанарын өндөр түвшний хөгжлийг хөшүүрэг болгох нь юм.

Материал судлал болон үйлдвэрлэлийн технологийн хөгжилтэй холбоотойгоор инженерийн тэргүүлэгч материал болон орчин үеийн аж үйлдвэрт түүнд ордог цахиурт керамик нь орлох боломжгүй түлхүүр материал болон хувирчээ.

Цахиурт керамикууд нь үндсэндээ металлын исэл (жишээ нь Al₂O₃, ZrO₂), нитрид (жишээ нь Si₃N₄), карбид (жишээ нь SiC) гэх мэт бусад металл бус нэгдлээс тогтох бөгөөд дараах гүйцэтгэлийн онцлогтой:
Өндөр хатуу чанар, элэгдэлд тэсвэртэй: Цахиурт керамик нь ихэвчлэн металлын материалуудаас илүү хатуу байдаг. Жишээлбэл, аллюминийн керамик нь Моосын хатуу чанарын хуваарьт 9-тэй тэнцүү (алмазын дараа хамгийн хатуу) бөгөөд элэгдэл ихтэй орчинд тохиромжтой.
Өндөр температурт тэсвэртэй: 1000°C-аас дээш температурыг даах чадвартай, жишээлбэл цахиурт кремний карбид нь 1600°C температурт тогтвортой байдалд байх бөгөөд агаарын онгоцны хөдөлгүүрийн хэсэгт ихэвчлэн ашигладаг.
Химийн инерт чанар: Цахиурт керамик нь хүчил, шүлт, давс зэрэг корроз үүсгэгч орчинд маш их тэсвэртэй байдаг. Жишээлбэл, цирконийн керамик нь хүчтэй хүчилтэй орчинд урт хугацаагаар ашиглах боломжтой.
Цахилгаан тусгаарлалт ба диэлектрик: Электрон суурь болон баглауурын материалд өргөн ашигладаг чанартай тусгаарлах материалын жишээнүүд нь аллюминийн оксид, аллюминийн нитрид гэх мэт юм.
Хөнгөн: Металлын нягтын зөвхөн 1/3-1/2 хэсэг бөгөөд тоног төхөөрөмжийн жинг бууруулж, энерги ашиглалтыг сайжруулдаг.

Бүтцийн болон хэрэглээний дагуу инженерийн тэмсэглэлийг дараах ангилалд хувааж болно:
1. Исэлтээр хийсэн тэмсэглэл
Аллюминийн оксидын тэмсэглэл (Al₂O₃):
Хамгийн түгээмэл инженерийн тэмсэглэл, Al₂O₃-ийн агууламж нь 75%-оос 99.9% хүртэлх, өндөр хатуу чанар, сайн цахилгаан тусгаарлалттай бөгөөд механик төхөөрөмжийн сэлгүүр, электрон суурь, багаж гэх мэтэд ашигладаг.
Цирконийн оксидын тэмсэглэл (ZrO₂):
Өндөр хүчтэй (аллюминийн оксидынхаас 2-3 дахин их хугалах тэсвэр), элэгдэлд тэсвэртэй, шүдний эмчилгээнд, дэлгүүрт, гар утасны арын хавтангуудад ашигладаг.
Бериллийн оксидын тэмсэглэл (BeO):
Дулаан дамжуулах чадвар сайтай, чухал цахилгаан төхөөрөмжийн дулаан зайлуулахад ашиглагддаг боловч хоруу чанарыг анхаарах шаардлагатай.
2. Исэл бус керамик
Цахиурын карбид керамикууд (SiC):
Өндөр температурын тэсвэртэй, хүчтэй термостатик эсэргүүцэлтэй, өндөр температурт ажилладаг тулхины доторх давхрага болон хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжинд ашигладаг.
Цахиурын нитрид керамик (Si₃N₄):
Өндөр бат бөх чанар, термостатик эсэргүүцэл хоёуланд нь тэсвэртэй ба турбины ротор, өргүүлэгчийн бөмбөлөгт ашигладаг.
Алюминий нитрид керамик (AlN):
Дулаан дамжуулах чадвар, цахилгаан тусгаарлал өндөртэй бөгөөд LED суурь, интеграл схемийн сав баглах материал болон ашигладаг.

3. Үйлдвэрлэлийн керамикийн үндсэн хэрэглээний салбарууд

Аж ахуйн шамотууд нь хэрэглээний үед механик, дулааны, химийн болон бусад үүрэг гүйцэтгэж болно. Өндөр температур, корроз өгдөггүй чанар, элэгдэлд тэсвэлтэй, эрүүл мэндэд сөргөөр нөлөөлөхгүй гэх мэт давуу талуудын байдалтай байдаг тул аж ахуйн шамотууд нь металл болон органик полимерийн материалыг хатуу ажлын орчинд орлуулж болох бөгөөд уламжлалт аж ахуйг шинэчлэх, шинээр бий болох аж ахуйн салбарууд болон технологийн өндөр хүчин чадал, энерги, агаарын тээвэр, машин механизм, автомашин, электроник, химийн салбаруудад өргөн хэрэглээг олж, туслах боломжийг олгодог.

Эдгээр аж үйлдвэрийн шилэн материалы нь өөртөө онцлог шинж чанартай бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг. Жишээлбэл, хатуу, элэгдэхэд тэсвэлтэй шилэн материалыг механик хэсгүүд, сэлбэг хэрэгслүүд, огтлогч хэрэгслүүд болон бусад материалыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Мөн элэгдэлд тэсвэлтэй, хүчтэй, уян чанартай шилэн материалыг элэгдэлд тэсвэлтэй, хөнгөн хэсгүүд, дулааныг даах болон дулааныг тусгаарлах хэсгүүд, шүргэлтэн турбины хөрөө, поршень дээвэр гэх мэт хэрэгслүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Биологийн ферменттэй харилцан үйлчилдэггүй, корроздод тэсвэлтэй шилэн материалыг металл топлох кюбельтүүд, дулаан солилтуурын багаж, биологийн материалыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Нейтронуудыг шингээж, тогтоодог шилэн материалыг ашиглан олон төрлийн бүтцийн материалыг үйлдвэрлэдэг. Эдгээр нь аж үйлдвэрийн шилэн материалын хэрэглээний зарим нэг жишээ бөгөөд аж үйлдвэрийн шилэн материалын хэрэглээ маш өргөн юм.

21-р зууны өндөр түвшний үйлдвэрлэлийн үндсэн материал болох аж ахуйн тэмдэгтийн гүйцэтгэлийн шинж чанарын шалгалт нь энерги, эмнэлгийн, хагас дамжуулагчийн гэх мэт салбаруудад шинжлэх ухааны дэвшлийг түлхэж байна. Үйлдвэрлэлийн технологийн дэвшлийн хамт мэргэжлийн хоорондын судалгааны гүнзгийрэлттэй аж ахуйн тэмдэгт экстрем орчин дахь хэрэглээ, бага хэмжээтэй төхөөрөмжүүд гэх мэт салбаруудад илүү их боломжийг чөлөөлөх бөгөөд нүүрстөрөгчийн сөрөг байдлыг хангах, аж ахуйн салбарыг шинэчлэх түлхүүр хүчин зүйл болон хөгжих юм.