Co to jest ceramika techniczna?

Ceramika techniczna to dowolna mieszanka ceramiczna opracowana w celu wykazania bardzo specyficznych właściwości odpowiadających wyjątkowym potrzebom wymagających zastosowań. Należą do nich materiały ceramiczne stosowane w lotnictwie, biomedycynie i wysokowydajnych zastosowaniach mechanicznych. Powszechnie spotykane cechy szczególne obejmują wysoki poziom odporności na ekstremalne temperatury i ścieranie osiągane przez dodanie tlenków i tlenków węgla, takich jak tlenek glinu, tlenek ceru i borek, do konwencjonalnych baz ceramicznych. W niektórych przypadkach kompozyty ceramiczne w postaci cząstek i wzmacniane włóknami mogą być również stosowane jako techniczne związki ceramiczne. Techniczne materiały ceramiczne mogą być stosowane do produkcji litych, jednoczęściowych odlewów lub mogą być nakładane na istniejące produkty jako powłoki o wysokiej wydajności.

Ceramika jest jednym z najstarszych materiałów wytworzonych przez człowieka, a przedmioty z ceramiki sięgają 27 000 lat, dając pewien obraz długowieczności związku człowieka z tym materiałem. Zasadniczo ceramika to nieorganiczne związki o krystalicznej lub amorficznej naturze powstałe w wyniku wystawienia surowców na działanie ekstremalnego ciepła, a następnie naturalnego, niewymuszonego procesu chłodzenia. Chociaż ceramika występuje w niezliczonych formach, od filiżanek kawy po płytki podłogowe, istnieją cztery powszechnie akceptowane klasyfikacje tego materiału. Są to ceramika strukturalna, taka jak rury i płytki, ceramika ogniotrwała, w tym wykładziny piecowe, zastawa stołowa, taka jak naczynia stołowe, oraz ceramika techniczna o wysokiej wydajności.

Z tych grup ceramika techniczna jest najbardziej zaawansowana i stosowana w najbardziej wymagających zastosowaniach. Zastosowania obejmują płytki osłony powrotnej promu kosmicznego, stożki nosowe pocisków balistycznych oraz powłoki łopat turbin w silnikach odrzutowych. Łożyska, palniki gazowe i niektóre kamizelki kuloodporne są również wykonane z ceramiki technicznej. Implanty biomedyczne, takie jak mosty dentystyczne, są kolejnym popularnym miejscem dla tych zaawansowanych technologicznie materiałów ceramicznych. Te wysoce obciążające zastosowania wymagają, aby związki ceramiczne posiadały ekstremalny poziom integralności mechanicznej, pozostając jednocześnie sterylnym i strukturalnie stabilnym.

Większość technicznych związków ceramicznych zaczyna się jako konwencjonalne podstawy ceramiczne i są nasycone ich ostatecznymi specjalistycznymi właściwościami poprzez dodanie innych pierwiastków. Należą do nich tlenki, takie jak tlenek glinu, tlenek cyrkonu i cer, lub tlenki, w tym węglik, borek i azotek. Techniczne materiały ceramiczne można również wytwarzać przez formowanie kompozytów z tradycyjnej ceramiki ze wzmocnieniem w postaci cząstek lub włókien. Te dodatki i elementy kompozytowe skutecznie tworzą określone grupy krystalicznych struktur ceramicznych w materiale podstawowym, które nadają produktom końcowym ich wyjątkową wydajność. Elementy wymagające unikalnych właściwości ceramiki technicznej mogą być wykonane jako odlewy pełne lub pokryte warstwą materiału ceramicznego.