Endüstriyel Seramik Malzemeler

Alümina seramikleri, en yaygın olarak kullanılan gelişmiş endüstriyel seramik malzemelerdir. İyonik atomlar arasındaki son derece güçlü bağ sayesinde alümina, makul bir fiyata kimyasal ve termal kararlılık, nispeten iyi mukavemet ile termal ve elektriksel yalıtım özellikleri açısından iyi bir performans sunar. Hammaddesinin yüksek saflık derecesi ve nispeten düşük üretim maliyeti sayesinde alümina, çeşitli endüstrilerde geniş bir uygulama yelpazesinde makul bir fiyata kullanılabilir.

Kil ve silikaya dayalı geleneksel seramiklerin aksine, gelişmiş alümina seramikleri (ya da modern seramikler, endüstriyel seramikler), mükemmel mekanik özellikleri, korozyon/oksidasyon direnci veya elektriksel, optik ve/veya manyetik özellikleri nedeniyle çeşitli nedenlerle endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu özellikler, kimyasal bileşimi ve mikroyapısının bir sonucudur.

Gelişmiş endüstriyel seramik malzemeler genellikle “hibrit” bağlarla birleştirilir; bu bağlar, kovalent bağlar, iyonik bağlar ve metalik bağların birleşiminden oluşur ve bunların çoğu, oksitler, nitrürler ve karbürler gibi metal, metaloid ve ametal bileşiklerdir.

Başlangıçta tahrip edici olan faz dönüşümünü kontrol altına almak için magnezyum oksit (MgO), itriyum oksit (Y₂O₃) veya kalsiyum oksit (CaO) gibi uygun bileşenler eklendiğinde, zirkonyum oksit yüksek mukavemet ve yüksek tokluk açısından ideal bir malzeme olabilir. Mikroyapı özellikleri zirkonya seramikleri Bu özellikleri, onu çeşitli uygulamalarda aşınma direnci, korozyon direnci, hasar ve bozulmaya karşı direnç açısından tercih edilen bir mühendislik malzemesi haline getirir.

Silikon karbür, sertliği, yüksek erime noktası ve yüksek ısı iletkenliği ile öne çıkar. 1400 ℃’ye varan yüksek sıcaklıklarda bile mukavemetini koruyabilir ve mükemmel aşınma direnci ile termal şok direnci sunar.

Düşük ısıl genleşme katsayısı, iyi termal şok direnci ve yüksek sıcaklıklı ortamlarda sergilediği mükemmel mekanik ve kimyasal kararlılık sayesinde, katalizör taşıyıcıları ile sıcak gaz veya erimiş metal filtreleri olarak köklü ve yaygın endüstriyel uygulamalara sahiptir.

Kordierit, doğal olarak düşük termal genleşme katsayısı (CET) ile birleşen nispeten yüksek ateş dayanıklılığı ve yüksek kimyasal kararlılığı sayesinde üstün bir termal şok direncine sahiptir. Bu nedenle, gaz türbini motorları için ısı eşanjörleri ve otomobil egzoz sistemlerindeki petek şekilli katalizör taşıyıcıları gibi yüksek sıcaklıklı endüstriyel uygulamalarda sıklıkla kullanılır.

Mullit, yalnızca yüksek sıcaklık ve düşük basınç koşullarında oluştuğu için doğada çok nadir bulunur; bu nedenle endüstriyel bir mineral olarak mullit, sentetik alternatiflerle temin edilmek zorundadır.

Mullit, düşük termal genleşme, düşük termal iletkenlik, mükemmel sünme direnci, uygun yüksek sıcaklık mukavemeti ve zorlu kimyasal ortamlarda olağanüstü kararlılık gibi elverişli termal ve mekanik özellikleri sayesinde, endüstriyel süreçlerdeki ileri düzey seramikler için güçlü bir aday malzemedir.