Industrijska keramika je visokoperformantni tehnički materijal koji se proizvodi sinterovanjem neorganskih nemetalnih materijala na visokim temperaturama.
Индустријска керамика је високотехничка индустрија која се базира на неметалним неорганским материјалима и која производи високоперформансне структурне делове и функционалне уређаје са изузетном прилагођеношћу екстремним условима спољашње средине, коришћењем прецизног дизајна формула, обраде ултра финих порошка и технологије синтеровања на високим температурама. За разлику од традиционалне свакодневне керамике, њена основна вредност се састоји у креативној интеграцији науке о материјалима, инжењерске механике и хемијске стабилности, чиме се производима дају јединствена својства као што су изузетна отпорност на високе температуре, изузетна тврдоћа, отпорност на корозију и мала густина.
Индустријска керамика обухвата структурну керамику (као што су механички запушачи, алати за резање), електронску керамику (као што су полупроводничке подлоге, чипови сензора), биокерамику (као што су вештачке зглобове), нуклеарну енергетску керамику и керамику нових енергија (као што су сепаратори за чврсте батерије) и друге вишедимензионалне техничке гране, које представљају "скривене стубове" у областима модерног авиона, високотехнолошке опреме, електронских информација, нових енергија и медицинске технологије.
Суштина индустријске керамике је претварање крхких материјала у инжењерска решења која превазилазе границе перформанси између метала и полимера путем граничне контроле микроскопских граница зрна и фазног састава, а исто тако представља основну технологију одговорну за лаганост делова изложених високим температурама, минијатуризацију електронских компонената и дуготрајност хемијске опреме.
Duboka rekonstrukcija globalnog obrasca konkurencije. Napredovanjem inicijative "Pojas i put", kineske industrijske keramike su ubrzale raspored stranih tržišta. Održavajući izvozne prednosti tradicionalne građevinske keramike, visokotehničke elektronske keramike, specijalne keramike i drugih proizvoda sa visokom dodatom vrednošću postaju novi motor za rast izvoza. U isto vreme, konkurencija za tehničku saradnju u prekograničnim operacijama i pravo postavljanja standarda postaje sve žestokija, a preduzeća koja poseduju ključne tehnologije očekuju da zauzmu dominantan položaj u globalnoj industrijskoj lancu.
Кинеска индустрија техничке керамике се налази у критичном периоду трансформације и модернизације на раскрсници стратешких прилика. Од подршке модернизацији традиционалних индустрија до омогућавања пробоја у новим индустријама, стратешка вредност техничке керамике постаје све израженија. У будућности, индустрија мора да усвоји технолошку иновацију као основни покретач, да унапреди сарадњу између индустрије, универзитета и истраживачких института и да пробије кључне технологије; да усвоји зелену трансформацију као контекст одрживог развоја и изгради индустријску екологију која обухвата ефикасно коришћење ресурса; да проширење тржишта усвоји као растни пол и да дубоко унапреди међународну сарадњу и градњу бренда. Уз стално ослобађање повластица из политике и наставак унапређења тржишних захтева, кинеска индустрија техничке керамике неизбежно ће остварити скок од праћења до вођства и утиснути кинески печат на глобалну мапу нових материјала. Овај процес не односи се само на побољшање индустријске конкурентности, већ је и живописна пракса остваривања технолошке самосталности и промоције развоја високог квалитета.
Usled napretka nauci o materijalima i proizvodnim tehnologijama, industrijske keramike su postale nezamenjiv ključni materijal u modernoj industriji.
Industrijske keramike se uglavnom sastoje od metalnih oksida (kao što su Al₂O₃, ZrO₂), nitrida (kao što je Si₃N₄), karbida (kao što je SiC) i drugih nemetalnih jedinjenja, a njihove karakteristike su sledeće:
Visoka tvrdoća i otpornost na habanje: Industrijske keramike su obično tvrđe od metalnih materijala, na primer keramika od aluminijuma ima Mosevu skalu tvrdoće 9 (odmah iza dijamanata), što ih čini pogodnim za visoko opterećena okruženja.
Otpornost na visoke temperature: Može da izdrži temperature iznad 1000°C, na primer keramika od silicijum karbida ostaje stabilna na 1600°C i često se koristi u komponentama avionskih motora.
Hemijska inertnost: industrijska keramika ima jaku otpornost na korozivne medije kao što su kiseline, baze i soli, na primer cirkonijum keramika može dugo da se koristi u sredinama sa jakim kiselinama.
Izolacija i dielektrik: Alumina, aluminijum nitrid, itd. su visokokvalitetni izolacioni materijali koji se široko koriste u elektronskim podlogama i pakovanjima.
Lagana težina: Samo 1/3-1/2 gustine metala, što smanjuje težinu opreme i poboljšava energetsku efikasnost.
Prema sastavu i upotrebi, industrijske keramike se mogu podeliti u sledeće kategorije:
1. Oksidne keramike
Aluminijumske keramike (Al₂O₃):
Najčešće korišćene industrijske keramike, sadržaj Al₂O₃ između 75% i 99,9%, visoka tvrdoća i dobra izolacija, koriste se za mehaničke zaptivače, elektronske podloge, alatke, itd.
Cirkonijumske keramike (ZrO₂):
Visoka žilavost (2-3 puta veća otpornost na lom u odnosu na aluminijumsku keramiku), otpornost na habanje, koriste se u dentalnim restauracijama, ležajevima, zadnjim pločama mobilnih telefona.
Berilijum-oksídne keramike (BeO):
Visoka termalna provodljivost, koristi se za hlađenje elektronskih uređaja visoke snage, ali treba obratiti pažnju na toksičnost.
2. Nenoksidna keramika
Keramika karbida silicijuma (SiC):
Otporna na visoke temperature i jak otporan na termički šok, koristi se za obloge visokotemperaturnih peći i opremu za proizvodnju poluprovodnika.
Keramika nitrida silicijuma (Si₃N₄):
Ima visoku čvrstoću i otpornost na termički šok, koristi se za turbine rotora, kuglice za ležajeve.
Keramika nitrida aluminijuma (AlN):
Izuzetna toplotna provodljivost i izolacija, najčešće se koristi za LED podloge i pakovanje integrisanih kola.
3. Ključne oblasti primene industrijske keramike
Industrijska keramika može imati mehaničke, termalne, hemijske i druge funkcije u primenama. Zbog otpornosti na visoke temperature, koroziju, habanje, eroziju i drugih prednosti, industrijska keramika može zameniti metalne i organske polimerne materijale u teškim radnim uslovima i postala je nezamenljiv materijal u transformaciji tradicionalnih industrija, novim industrijama i visokim tehnologijama, sa širokom primenom u oblastima energije, vazduhoplovstva, mašinstva, automobila, elektronike, hemije i drugih.
Ове индустријске керамике имају своја појачања и широко се користе, на пример коришћењем керамике са високом тврдоћом и високом отпорношћу на хабање за производњу машинских делова, заптивки, алата за резање и других материјала, коришћењем керамике са високом отпорношћу на хабање, високом чврстоћом и високом жилавошћу за производњу делова отпорних на хабање, лаганих делова, делова отпорних на високе температуре и топлотну изолацију, лопатица парних турбина, врхова клипова итд., и коришћењем керамике са високом отпорношћу на корозију и добром хемијском стабилношћу у контакту са биолошким ензимима за производњу тигљева за топљење метала, размењивача топлоте, биолошких материјала итд. Различити структурни материјали се производе коришћењем керамике које захвате и апсорбују неутроне. Ове примене су само неколико примера примене индустријске керамике, а употреба индустријске керамике је веома разноврсна.
Као основни материјал високотехнолошке производње у 21. веку, пробој у перформансама индустријске керамике потискује иновације у областима енергетике, медицинe, полупроводника и другим областима. Уз напредак технологије производње и продубљивање интердисциплинарних истраживања, индустријска керамика ће ослободити већи потенцијал у применама у екстремним условима, минијатурним уређајима и другим областима, постајући кључни чинилац у постизању карбонске неутралности и модернизацији индустрије.
EN
