Keramik industri

Seramik Industri adalah bahan kejuruteraan prestasi tinggi yang diperbuat melalui proses pensinteran bahan bukan logam anorganik pada suhu tinggi.

Industri seramik industri adalah industri ber teknologi tinggi yang berpaksikan bahan-bahan bukan logam tak organik yang menghasilkan komponen struktur dan peranti berfungsi dengan kebolehcapaian persekitaran melampau melalui reka bentuk formula persis, pemprosesan serbuk ultra-halus dan teknologi pembakaran suhu tinggi. Berbeza dengan seramik harian tradisional, nilai inti terletak pada integrasi kreatif sains bahan, mekanik kejuruteraan dan kestabilan kimia, memberi produk spektrum prestasi unik seperti rintangan suhu sangat tinggi, kekerasan sangat tinggi, rintangan kakisan, dan ketumpatan rendah.
Industri seramik industri merangkumi seramik struktur (seperti penapis mekanikal, alat pemotong), seramik elektronik (seperti substrat semikonduktor, cip sensor), bioseramik (seperti sendi tiruan), seramik tenaga nuklear dan seramik tenaga baharu (seperti pemisah bateri pepejal) serta pelbagai cabang teknologi multidimensi lainnya, yang menjadi "tonggak tersembunyi" dalam bidang aerospace moden, peralatan premium, maklumat elektronik, tenaga baharu dan teknologi perubatan.
Inti sebenar seramik industri adalah untuk mengubah bahan rapuh menjadi penyelesaian kejuruteraan yang memecahkan sempadan prestasi di antara logam dan polimer melalui kawalan had pada sempadan bijih dan komposisi fasa, serta merupakan teknologi asas yang bertanggungjawab terhadap komponen suhu tinggi yang ringan, pengecilan komponen elektronik, dan jangka hayat panjang peralatan kimia.

Pembinaan semula pola persaingan global yang mendalam. Dengan kemajuan inisiatif "Belt and Road", barangan seramik industri China telah mempercepatkan penempatan pasaran luar negara. Sambil mengekalkan kelebihan eksport barangan seramik berkaitan arsitektur tradisional, produk seramik elektronik berkualiti tinggi, seramik istimewa dan barangan berkaitan bernilai tambah tinggi lainnya kini menjadi enjin baru untuk pertumbuhan eksport. Pada masa yang sama, persaingan untuk kerjasama teknikal rentas sempadan dan hak menetapkan piawaian semakin sengit, dan syarikat-syarikat yang menguasai teknologi utama dijangka dapat menduduki kedudukan dominan dalam rantaian bekalan global.
Industri seramik industri China berada dalam tempoh penjanaan dan peningkatan kritikal pada persimpangan peluang strategik. Dari memberi sokongan kepada penjanaan semula industri tradisional sehingga memberi kuasa kepada kejayaan dalam industri baharu, nilai strategik seramik industri semakin menonjol. Pada masa depan, industri perlu menjadikan inovasi teknologi sebagai pemacu utama, memperkukuh inovasi kolaboratif antara industri, universiti dan penyelidikan, serta memecahkan teknologi teras yang utama; menjadikan transformasi hijau sebagai latar belakang pembangunan mampan dan membina ekologi industri dengan penggunaan sumber yang berkesan; menjadikan pengembangan pasaran sebagai titik pertumbuhan dan memperdalam kerjasama antarabangsa serta pembinaan jenama. Dengan terus dikeluarkannya faedah dasar dan terus berkembangnya permintaan pasaran, industri seramik industri China pasti akan mencapai lompatan daripada mengikut kepada memimpin, serta menyerapkan tanda China pada peta bahan baharu global. Proses ini tidak sahaja berkaitan dengan peningkatan daya saing industri, tetapi juga merupakan amalan hidup dalam merealisasikan kebolehpasiran teknologi dan mempromosikan pembangunan berkualiti tinggi.

Dengan kemajuan sains bahan dan teknologi pembuatan, seramik industri telah menjadi bahan utama yang tidak dapat digantikan dalam industri moden.

Seramik industri terutamanya terdiri daripada oksida logam (seperti Al₂O₃, ZrO₂), nitrida (seperti Si₃N₄), karbida (seperti SiC) dan sebatian bukan logam lain, dan ciri prestasinya adalah seperti berikut:
Kekerasan dan rintangan haus yang tinggi: Seramik industri biasanya lebih keras berbanding bahan logam, seperti seramik alumina mempunyai kekerasan Mohs 9 (hanya kalah kepada berlian), menjadikannya sesuai untuk persekitaran haus yang tinggi.
Tahan suhu tinggi: Boleh menahan suhu melebihi 1000°C, seperti seramik silikon karbida kekal stabil pada 1600°C dan sering digunakan dalam komponen enjin kapal terbang.
Lengai kimia: seramik industri mempunyai rintangan yang kuat terhadap media korosif seperti asid, alkali, dan garam, seperti seramik zirkonia masih boleh digunakan dalam jangka masa lama dalam persekitaran asid kuat.
Penebat dan dielektrik: Alumina, nitrida aluminium, dan lain-lain adalah bahan penebat berkualiti tinggi yang digunakan secara meluas dalam substrat elektronik dan pembungkusan.
Ringan: Hanya 1/3-1/2 daripada ketumpatan logam, yang mengurangkan berat peralatan dan meningkatkan keberkesanan tenaga.

Mengikut komposisi dan penggunaan, seramik industri boleh dibahagikan kepada kategori berikut:
1. Seramik oksida
Seramik alumina (Al₂O₃):
Seramik industri yang paling biasa, kandungan Al₂O₃ antara 75% hingga 99.9%, kekerasan tinggi dan penebatan yang baik, digunakan dalam segel mekanikal, substrat elektronik, alat, dan sebagainya.
Seramik zirkonia (ZrO₂):
Ketahanan tinggi (2-3 kali ketahanan retak lebih tinggi berbanding alumina), rintang haus, digunakan dalam restorasi pergigian, galas, plat belakang telefon bimbit.
Seramik oksida berilium (BeO):
Kekonduksian haba tinggi, digunakan untuk penyejatan peranti elektronik berkuasa tinggi, tetapi perlu diambil perhatian terhadap keberacunan.
2. Seramik bukan oksida
Seramik Karbida Silikon (SiC):
Rintangan suhu tinggi dan rintangan hentakan haba yang kuat, digunakan dalam lapisan ketuhar suhu tinggi dan peralatan pengeluaran semikonduktor.
Seramik Nitrid Silikon (Si₃N₄):
Mempunyai kekuatan tinggi dan rintangan hentakan haba yang tinggi, digunakan dalam rotor turbin, bola bebola.
Seramik Nitrid Aluminium (AlN):
Dengan kekonduksian haba dan penebatan yang tinggi, ia merupakan bahan pilihan untuk substrat LED dan pembungkusan litar bersepadu.

3. Bidang aplikasi utama seramik industri

Seramik industri boleh memainkan fungsi mekanikal, termal, kimia dan lain-lain dalam aplikasi. Disebabkan oleh rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan, rintangan haus, rintangan hakisan dan kelebihan lain, seramik industri boleh menggantikan bahan logam dan bahan polimer organik untuk persekitaran kerja yang sukar, serta menjadi bahan yang tidak dapat ditinggalkan dalam transformasi industri tradisional, industri baharu dan teknologi tinggi, dan mempunyai pelbagai aplikasi dalam bidang tenaga, angkasa lepas, jentera, kenderaan, elektronik, kimia dan lain-lain.

Keramik perindustrian ini mempunyai kekuatannya yang tersendiri dan digunakan secara meluas, seperti menggunakan keramik dengan kekerasan tinggi dan rintangan haus tinggi untuk menghasilkan komponen mekanikal, penutup, alat pemotong dan bahan-bahan lainnya, menggunakan keramik dengan kehausan tinggi, kekuatan tinggi dan kekenyalan tinggi untuk menghasilkan bahagian-bahagian tahan haus, ringan, bahagian tahan haba dan penebat haba, bilah turbin stim, kepala omboh dan sebagainya, serta menggunakan keramik dengan ketahanan kakisan tinggi dan kestabilan kimia yang baik apabila bersentuhan dengan enzim biologi untuk menghasilkan tanur untuk peleburan logam, penukar haba, bahan biologi dan sebagainya. Pelbagai bahan struktur dihasilkan dengan menggunakan keramik yang menangkap dan menyerap neutron. Aplikasi-aplikasi ini hanyalah sebahagian kecil daripada pelbagai aplikasi keramik perindustrian, dan kegunaan keramik perindustrian sangat meluas.

Sebagai bahan utama dalam pembuatan barangan berkualiti tinggi pada abad ke-21, kejayaan prestasi seramik industri sedang memacu inovasi dalam bidang tenaga, perubatan, semikonduktor dan lain-lain. Dengan kemajuan teknologi pembuatan dan perkembangan penyelidikan antara disiplin ilmu, seramik industri akan membebaskan potensi yang lebih besar dalam aplikasi persekitaran melampau, peranti miniatur dan bidang lain lagi, menjadi pemacu utama ke arah kejadian berkarbon neutral dan peningkatan industri.