Промышленные керамические материалы

Керамика на основе оксида алюминия является наиболее широко используемым современным промышленным керамическим материалом. Благодаря прочной связи между ионными атомами оксид алюминия обладает хорошими показателями химической и термической стабильности, относительно высокой прочностью, а также тепло- и электроизоляционными свойствами при приемлемой цене. Благодаря широкому диапазону степеней чистоты и относительно низкой стоимости сырья для производства, оксид алюминия может использоваться в самых разных областях применения в различных отраслях промышленности по разумной цене.

В отличие от традиционной керамики на основе глины и кремнезема, современная алюминиево-оксидная керамика (или современная керамика, промышленная керамика) находит применение в различных областях благодаря своим превосходным механическим свойствам, коррозионной и окислительной стойкости, а также электрическим, оптическим и/или магнитным свойствам. Виды промышленного применения обусловлены её химическим составом и микроструктурой.

Современные промышленные керамические материалы, как правило, содержат “гибридные” связи — сочетание ковалентных, ионных и металлических связей, причем большинство из них представляют собой соединения металлов, металлоидов и неметаллов, такие как оксиды, нитриды и карбиды.

При добавлении соответствующих компонентов, таких как оксид магния (MgO), оксид иттрия (Y₂O₃) или оксид кальция (CaO), с целью контроля изначально разрушительного фазового превращения, диоксид циркония может стать идеальным материалом, обладающим высокой прочностью и вязкостью. Характеристики микроструктуры керамика из диоксида циркония что делает его предпочтительным инженерным материалом благодаря его износостойкости, коррозионной стойкости, а также устойчивости к повреждениям и деградации в самых разных областях применения.

Карбид кремния отличается высокой твёрдостью, высокой температурой плавления и высокой теплопроводностью. Он способен сохранять свою прочность при температуре до 1400 ℃ и обладает превосходной износостойкостью и устойчивостью к термическим ударам.

Благодаря низкому коэффициенту теплового расширения, хорошей термоударной стойкости, а также превосходной механической и химической стабильности в условиях повышенных температур этот материал нашел широкое и прочное применение в промышленности в качестве носителей для катализаторов и фильтров для горячих газов или расплавленного металла.

Кордиерит обладает превосходной термоударной стойкостью благодаря своему низкому собственному коэффициенту теплового расширения (CET) в сочетании с относительно высокой огнеупорностью и высокой химической стойкостью. Поэтому он часто используется в высокотемпературных промышленных применениях, таких как теплообменники для газотурбинных двигателей и сотовые носители катализаторов в системах выхлопа автомобилей.

Муллит встречается в природе крайне редко, поскольку образуется только в условиях высоких температур и низкого давления, поэтому в качестве промышленного минерала муллит приходится получать путём синтеза.

Муллит является одним из наиболее перспективных материалов для производства высокотехнологичной керамики, используемой в промышленных процессах, благодаря своим благоприятным термическим и механическим свойствам: низкому тепловому расширению, низкой теплопроводности, превосходной стойкости к ползучести, достаточной прочности при высоких температурах и исключительной стабильности в агрессивных химических средах.