Industriële keramiek is een hoogwaardig ontworpen materiaal dat wordt gemaakt door sintern van anorganische niet-metalen materialen bij hoge temperaturen.
De industrie van industriële keramiek is een high-tech industrie die is gebaseerd op niet-metalen anorganische materialen en die hoogwaardige constructieonderdelen en functionele apparaten produceert met extreme omgevingsbestendigheid door precisie formuleontwerp, ultra-fijn poederbewerking en hoge-temperatuursinteringstechnologie. In tegenstelling tot traditionele dagelijkse keramiek ligt de kernwaarde ervan in de creatieve integratie van materiaalkunde, werktuigbouwkunde en chemische stabiliteit, waardoor producten unieke prestatiespectrums krijgen zoals ultra-hoge temperatuurbestendigheid, ultra-hoge hardheid, corrosiebestendigheid en lage dichtheid.
De industrie van industriële keramiek omvat structurele keramiek (zoals mechanische afdichtingen, sneedgereedschap), elektronische keramiek (zoals halfgeleidersubstraten, sensorenchips), biokeramiek (zoals kunstgewrichten), keramiek voor kernenergie en nieuwe energie (zoals scheidingsmembraan voor vaste batterijen) en andere multidimensionale technologische takken, die de "verborgen pijlers" zijn in de sectoren van moderne lucht- en ruimtevaart, hoogwaardige apparatuur, elektronische informatietechnologie, nieuwe energie en medische technologie.
De essentie van industriële keramiek is het omvormen van brosse materialen tot ingenieursoplossingen die de prestatiegrenzen tussen metalen en polymeren verleggen via limietcontrole van microscopische korrelgrenzen en fasensamenstelling. Het is de onderliggende technologie die verantwoordelijk is voor de verlichting van onderdelen die bestand zijn tegen hoge temperaturen, de miniaturisering van elektronische componenten en de langdurige levensduur van chemische installaties.
De diepe reconstructie van het mondiale concurrentiepatroon. Met de vooruitgang van de 'Gordel en Weg' initiatief, hebben de industriële keramieken uit China het tempo van de uitbreiding naar buitenlandse markten versneld. Terwijl het exportvoordeel van traditionele bouwkeramiek wordt behouden, ontwikkelen hoogwaardige elektronische keramieken, speciaalkeramieken en andere producten met een hoge toegevoegde waarde zich tot een nieuwe groeimotor voor export. Tegelijkertijd wordt de concurrentie rond technische samenwerking en het vaststellen van standaarden steeds heviger, en ondernemingen die de kern-technologieën beheersen, zullen waarschijnlijk een dominante positie innemen in de mondiale industriële keten.
De industriële keramiekindustrie van China verkeert in een kritieke periode van transformatie en modernisering op het kruispunt van strategische kansen. Van het ondersteunen van de modernisering van traditionele industrieën tot het stimuleren van doorbraken in opkomende industrieën, neemt de strategische waarde van industriële keramiek steeds meer toe. In de toekomst dient de industrie technologische innovatie als de kerndrijfveer te beschouwen, de samenwerkingsinnovatie tussen bedrijfsleven, universiteiten en onderzoeksinstituten te versterken en de sleuteltechnologieën te doorbreken; de groene transformatie als achtergrond voor duurzame ontwikkeling aannemen en een industriële ecologie opbouwen met efficiënt gebruik van grondstoffen; de marktexpansie als groeipool beschouwen en de internationale samenwerking en merkontwikkeling verdiepen. Met de voortdurende uitrol van beleidsvoordelen en de voortdurende modernisering van marktvraag, zal de industriële keramiekindustrie van China zeker een sprong maken van volgen naar leiden, en de Chinese merkteken op de wereldkaart van nieuwe materialen inlijsten. Dit proces staat niet enkel in het teken van de verbetering van de industriële concurrentiekracht, maar is ook een levendige praktijk om technologische zelfstandigheid te bereiken en hoogwaardige ontwikkeling te bevorderen.
Met de vooruitgang van de materiaalkunde en de fabricage-technologie zijn industriële keramieken een onmisbaar sleutelmateriaal geworden in de moderne industrie.
Industriële keramieken bestaan voornamelijk uit metalenoxiden (zoals Al₂O₃, ZrO₂), nitriden (zoals Si₃N₄), carbiden (zoals SiC) en andere niet-metalen verbindingen, en hun prestatiekenmerken zijn als volgt:
Hoge hardheid en slijtvastheid: Industriële keramieken zijn meestal harder dan metalen materialen. Aluminiumoxide-keramiek heeft bijvoorbeeld een Mohshardheid van 9 (tweede plaats, na diamant), waardoor het geschikt is voor toepassing in omgevingen met veel slijtage.
Hittebestendigheid: Het kan temperaturen boven de 1000°C verdragen, zoals siliciumcarbide-keramiek dat stabiel blijft bij 1600°C en vaak wordt gebruikt in componenten van luchtvaartmotoren.
Chemische inertie: Industriële keramiek heeft een sterke weerstand tegen corrosieve media zoals zuren, basen en zouten. Zirkoniumoxide-keramiek kan bijvoorbeeld nog lange tijd worden gebruikt in omgevingen met sterke zuren.
Isolatie en diëlektricum: Alumina, aluminium nitride, enzovoort zijn kwalitatief hoogwaardige isolatiematerialen die breed worden gebruikt in elektronische substraatmateria-len en verpakkingen.
Lichtgewicht: Slechts 1/3-1/2 van de dichtheid van metaal, waardoor het gewicht van de apparatuur wordt verlaagd en de energie-efficiëntie wordt verbeterd.
Volgens samenstelling en gebruik kan industriële keramiek worden ingedeeld in de volgende categorieën:
1. Oxidekeramiek
Aluminiumoxidekeramiek (Al₂O₃):
De meest gebruikte industriële keramiek, Al₂O₃-gehalte tussen 75% en 99,9%, hoge hardheid en goede isolatie-eigenschappen, wordt gebruikt voor mechanische afdichtingen, elektronische substraatmaterialen, gereedschap, enzovoort.
Zirkoniumoxidekeramiek (ZrO₂):
Hoge taaiheid (2-3 keer meer breuktaaiheid dan alumina), slijtvastheid, wordt gebruikt in tandheelkundige restauraties, lagers, achterplaten van mobiele telefoons.
Berylliumoxidekeramiek (BeO):
Hoge thermische geleidbaarheid, wordt gebruikt voor warmteafvoer van hoog vermogen elektronische apparatuur, maar let op de toxiciteit.
2. Non-oxide keramiek
Siliciumcarbide-keramiek (SiC):
Hoog temperatuur- en thermische schokweerstand, gebruikt in hoogtemperatuur ovenbinnenbekleding en halfgeleiderproductieapparatuur.
Siliciumnitride-keramiek (Si₃N₄):
Het heeft zowel hoge sterkte als thermische schokweerstand, en wordt gebruikt in turbine-rotoren, lagers en kogels.
Aluminiumnitride-keramiek (AlN):
Met hoge thermische geleidbaarheid en isolatie-eigenschappen, is het het meest geschikte materiaal voor LED-substraten en verpakkingsmaterialen voor integratieschakelingen.
3. De kern toepassingsgebieden van industriële keramiek
Industriële keramiek kan in toepassingen mechanische, thermische, chemische en andere functies vervullen. Dankzij de hoge temperatuurbestendigheid, corrosiebestendigheid, slijtvastheid, erosiebestendigheid en andere voordelen kan industriële keramiek metalen en organische polymeermaterialen vervangen in zware omstandigheden, en is het onmisbaar geworden in de modernisering van traditionele industrieën, opkomende industrieën en high-tech. Het kent een brede toepassing in energie, lucht- en ruimtevaart, machines, auto's, elektronica en chemische sectoren.
Deze industriële keramiekmaterialen hebben elk hun eigen sterktes en worden breed toegepast. Bijvoorbeeld: het gebruik van keramiek met hoge hardheid en hoge slijtvastheid voor de productie van mechanische onderdelen, pakkingen, snijgereedschappen en andere materialen; het gebruik van keramiek met hoge slijtvastheid, hoge sterkte en hoge taaiheid voor de productie van slijtvaste, lichte onderdelen, hittebestendige en thermisch isolerende onderdelen, stoomturbineschoepen, zuigerkoppen, enzovoort; en het gebruik van keramiek met hoge corrosiebestendigheid en goede chemische stabiliteit bij contact met biologische enzymen voor de productie van smeltkruiken voor het smelten van metalen, warmtewisselaars, biologische materialen, enzovoort. Verschillende constructiematerialen worden geproduceerd met behulp van keramiek die neutronen kan opvangen en absorberen. Deze toepassingen zijn slechts enkele voorbeelden van het gebruik van industriële keramiek, en de toepassingsgebieden van industriële keramiek zijn zeer uitgebreid.
Als kernmateriaal van high-end manufacturing in de 21e eeuw, drijft de doorbraak in de prestaties van industriële keramiek innovatie op het gebied van energie, medische technologie, halfgeleiders en andere sectoren. Met de vooruitgang in productietechnologie en de verdieping van interdisciplinair onderzoek, zullen industriële keramieken groter potentieel onthullen op het gebied van toepassingen in extreme omgevingen, miniaturisatie van apparaten en andere sectoren, en zullen zij een sleuteldrijfveer worden voor koolstofneutraliteit en industriële modernisering.
EN
