Kõrgtehnoloogiline keraamika – leidke tootjaid ja tarnijaid

Mis on kõrgtehnoloogiline keraamika ja kuidas seda valmistatakse?

Teised terminid kõrgtehnoloogilise keraamika kohta on tehniline keraamika, tööstuskeraamika, insenerkeraamika või tööstuskeraamika. Kõrgtehnoloogiline keraamika on eriline materjal, mis on optimeeritud tööstuslikele nõuetele. Seda iseloomustab mõõtmete stabiilsus, mehaaniline tugevus ja kuumakindlus. Pidev koormus, kõrged temperatuurid, termilised šokid on vaid mõned nõuded, mis on suunatud nendele tehnilistele materjalidele. Kasutusvaldkonnad on seadmetes, süsteemides ja masinates, nagu tsentreerimispoldid, lõiketööriistad, laagrid või pihustid jne.
Tööstuskeraamika saab oma omadused alles tootmisprotsessi, "paagutamise", kaudu. Algmaterjalideks on alumiiniumoksiid, räninitriid ja tsirkooniumoksiid.

Seda tüüpi keraamika tootmiseks on vaja kõigepealt põhipulbrit. Seda toodetakse termilise protsessi abil, mille eesmärk on võimaldada sihipärast osakeste kujundamist. See võimaldab saavutada toote omadusi vastavalt vajadusele.

Pulbri tootmise protsessiparameetrid on järgmised:

• homogeenne ja etteantud reguleeritav seisuaeg 100 ms kuni 10 s
• reguleeritav gaasikeskkond hapnikuvaba või oksüdeeriv atmosfäär
• pulseeriva kuuma gaasivoo reguleeritav sagedus ja amplituud
• homogeenne protsessitemperatuur vahemikus 200 kuni 900 °C
• Tooraine: tahked ained, lahused või suspensioonid.

Nii saab tehnilise keraamika lähtepulbri omadusi sihipäraselt saavutada.

Alumiiniumnitriid (AIN) - materjal tööstuskeraamika jaoks

Selle lähteaine eripära on väga hea elektriisolatsioonivõime ja väga kõrge soojusjuhtivus.

Selle materjali omadused on järgmised:

• Väga kõrge soojusjuhtivus (>200 W/mK)
• Kõrge elektriisolatsioon (>1.1012 Ωcm)
• Tugevus vastavalt topeltrõngameetodile >320 MPa (kahesuunaline tugevus)
• Madal soojuspaisumine 4 kuni 6x10-6K-1 (vahemikus 20-1000 °C)
• Väga hea metallitatavus

Alumiiniumnitriid sobib seetõttu eriti hästi mikroelektroonika ja jõuelektroonika jaoks. Mõned rakendused on näiteks LED-valgustustehnoloogias kasutatavad soojusalvestid, pooljuhtide konstruktsioonis kasutatavad vooluahelakandjad või kõrgtehnoloogiline elektroonika.

Täiendavad rakendusvõimalused on järgmised:

• põletuslapid
• Kahepoolne jahutus
• vedelikjahutus
• Ekstrudeeritud keraamika
• soojusalvestus
• soojuse hajutamine
• Laserdatud põhimikud (keraamika)
• Pressitud põhimikud (keraamika)
• Läbimurtud substraadid (keraamika)
• LED-tehnoloogia / LED-keraamika
• Trükkplaadid, keraamilised
• Metalliseeritud alumiiniumnitriidkeraamika
• Suure jõudlusega keraamikast valmistatud torud
• Torud erirakenduste jaoks
• Sandwich-jahuti
• setterplaadid
• paagutamise aluskihid
• substraadid
• Soojusjuhtimine.

Ränialumiiniumnitriidist (SiAlON) valmistatud kõrgtehnoloogiline keraamika

See on tehnilise keraamika uusim põlvkond ja kuulub räninitriidide rühma. Seda tüüpi tehniline keraamika koosneb faasidest α-SiAlON, β-SiAlON ja poolkristalsest või amorfsest tera piirifaasist. Sellele materjalile on iseloomulik palju suurem kõvadus, samas kui räninitriidil on sama sitkus. Need kolm faasi tagavad suure ja sihipärase kohandatavuse erinevate rakenduste nõueteprofiilidele.

Teatud tingimustel on võimalik gradientmaterjali tootmine. Pinnal on α-SiAlONi osakaal suurem kui sisemuses. See on eriti kasulik väga kulumiskindlate lõikekeraamikatoodete puhul, mis on mõeldud metallide lõikamiseks. Selle tulemuseks on väga kõrge kulumiskindlus. Sisemine pragude taluvus saavutab seega väga kõrge taseme. Seda tüüpi keraamikat kasutatakse peamiselt paberitööstuses triboloogiliselt kõrgelt pingestatud ehituskomponentides.

Selle keraamilise materjali baasil valmistatud tooted on järgmised:

• Keraamilised lõikematerjalid
• kõrgtehnoloogilised lõikematerjalid
• lõikeplaadid
• lõikematerjalid
• lõikekeraamika
• lõikamistehnoloogia
• indekseeritavad plaadid

Kus kasutatakse kõrgtehnoloogilist keraamikat?

Tehnilist keraamikat kasutatakse peamiselt kõrgtemperatuurilises tehnoloogias, masinaehituses, pinnatöötluses ja elektrotehnikas. Just selle materjaliga saab väga hästi rakendada kliendispetsiifilisi komponente. Uuenduslik insener, ise väljatöötatud materjalid, laialdased taustateadmised ning aastatepikkune kogemus võimaldavad suurepäraseid eritellimusel põhinevaid tooteid pidevaks tööstuslikuks kasutamiseks.

Elektrotehnika valdkonnas kasutatakse tehnilist keraamikat järgmistel eesmärkidel

• Vedelike isoleerivateks torudeks,
• Ülikõrge vaakum ja gaasid,
• Tugiisolaatorid,
• Kiirendustehnoloogia komponendid,
• Temperatuuriandurite komponendid,
• rõhu ja hapnikusisalduse ja
• Kõrgsurvejuhid avamere-/maantehnoloogia jaoks

väga edukalt kasutatud.

Kokkuvõte

Täiustatud keraamika on teine termin tehnilise keraamika, tööstuskeraamika ja insenerkeraamika jaoks. Sõltuvalt lähtematerjalist on sellel äärmiselt kvaliteetsel lähtematerjalil erilised omadused, nii et lõpptooted saab valmistada täpselt vastavalt kliendi nõuetele. Kulumiskindlus, sitkus, kuumakindlus ja mõõtmete stabiilsus on vaid mõned kõrged nõuded, millele see materjal peab vastama. Selle tehnilise materjali pikaealisus on silmapaistev ja hoiab ära kõrged kulumiskulud, mis tekiksid eriti kõrgete nõudmistega pidevas töös.