pengenalan
Dengan perkembangan pesat industri seperti peralatan semikonduktor, kenderaan tenaga baharu, jentera ketepatan, peranti perubatan dan automasi, batasan bahan logam tradisional dari segi rintangan haus, penebat, rintangan kakisan dan kestabilan suhu tinggi semakin ketara. Oleh itu, semakin banyak syarikat menggunakan seramik struktur berketepatan tinggi untuk menggantikan logam atau plastik kejuruteraan dalam pembuatan komponen teras berprestasi tinggi. Jadi, apakah klasifikasi seramik struktur berketepatan tinggi? Dan apakah senario aplikasi yang sesuai untuk bahan seramik yang berbeza? Artikel ini akan memberikan analisis yang sistematik.
1. Apakah seramik struktur berketepatan tinggi?
Seramik struktur berketepatan tinggi merujuk kepada bahan seramik kejuruteraan yang diperbuat daripada bahan mentah ketulenan tinggi, proses pembentukan dan pensinteran termaju, dan teknologi pemesinan ketepatan. Ia digunakan terutamanya untuk fungsi struktur seperti galas beban, rintangan haus, penebat, pengedap, panduan, dan penghantaran.
Berbanding dengan seramik biasa, ia mempunyai kelebihan berikut:
Kekerasan yang tinggi
Kekuatan tinggi
Ketepatan tinggi
Ketahanan pakai
Rintangan suhu tinggi
Rintangan kakisan
Penebat elektrik atau fungsi khas
Digunakan secara meluas dalam pembuatan peralatan mewah.
2. Klasifikasi Biasa Seramik Struktur Ketepatan Tinggi (mengikut Sistem Bahan)
1. Seramik struktur alumina (Al₂O₃)
Seramik kejuruteraan yang paling banyak digunakan dan kos efektif.
Ciri-ciri utama:
Kekerasan yang tinggi
Ciri-ciri penebat elektrik yang sangat baik
Ketahanan pakai
Kos yang agak rendah
Teknologi matang dan stabil
Aplikasi biasa:
sesendal seramik
Bahagian penebat
Rel panduan dan peluncur
Substrat seramik
Cincin pengedap
? Sesuai untuk kebanyakan komponen struktur industri umum
2. Seramik struktur zirkonia (ZrO₂)
Seramik struktur yang paling berdaya tahan.
Ciri-ciri Utama:
Kekuatan tinggi
Keliatan tinggi
Rintangan hentaman tinggi
Ciri penggilap permukaan yang sangat baik
Tahan haus dan kakisan
Aplikasi biasa:
Pelocok
Teras injap
Bebola galas
Komponen perubatan
Bahagian bergerak ketepatan
? Sesuai untuk aplikasi berimpak tinggi, berketepatan tinggi dan tahan lama
3. Seramik struktur silikon nitrida (Si₃N₄)
Seramik berstruktur dengan prestasi keseluruhan yang optimum.
Ciri-ciri Utama:
Kekuatan tinggi
Rintangan kejutan haba yang sangat baik
Prestasi suhu tinggi yang sangat baik
Pekali geseran yang rendah
Ringan
Aplikasi biasa:
Bola galas berkelajuan tinggi
Alat ganti automotif
Bahagian peralatan semikonduktor
Komponen pengecas turbo
? Sesuai untuk keadaan berkelajuan tinggi, suhu tinggi dan beban tinggi
4. Seramik nitrida aluminium (AlN)
Ia mempunyai kedua-dua kekonduksian haba yang tinggi dan sifat penebat elektrik.
Ciri-ciri Utama:
Kekonduksian haba yang tinggi
Prestasi penebat elektrik yang sangat baik
Pekali pengembangan haba hampir dengan silikon
Aplikasi biasa:
Substrat modul kuasa
Substrat pelesapan haba LED
Pembungkusan semikonduktor
? Sesuai untuk aplikasi pelesapan haba elektronik
5. Seramik struktur silikon karbida (SiC)
Wakil bahan tahan haus kekerasan ultra tinggi.
Ciri-ciri utama:
Kekerasan ultra tinggi
Rintangan kakisan yang sangat kuat
Kekonduksian haba yang tinggi
Rintangan suhu tinggi
Aplikasi biasa:
Cincin pengedap
muncung
Komponen pam
Bahagian peralatan kimia
? Sesuai untuk haus melampau dan persekitaran yang menghakis
3. Dikelaskan mengikut fungsi dan tujuan
Selain dikelaskan mengikut bahan, seramik struktur berketepatan tinggi juga boleh dikategorikan mengikut aplikasi:
1. Bahagian seramik yang tahan haus
Lengan, muncung, pelocok, rel panduan
2. Penebat bahagian seramik
Lengan penebat, komponen struktur elektronik, substrat
3. Mengedap bahagian seramik
Cincin pengedap, muka penghujung meterai mekanikal
4. Bahagian struktur suhu tinggi
Komponen relau, bahagian peralatan rawatan haba
5. Ketepatan bahagian bergerak
Bola galas, panduan, peluncur, komponen kedudukan
4. Bagaimana untuk memilih bahan seramik struktur yang sesuai?
Bahan yang berbeza digunakan untuk aplikasi yang berbeza:
| Keperluan penggunaan | Bahan yang disyorkan |
|---|---|
| Tahan haus kegunaan umum + kawalan kos | alumina |
| Kekuatan tinggi + keliatan tinggi | Zirkonia |
| Kelajuan tinggi + suhu tinggi | silikon nitrida |
| Pelesapan haba + penebat | Aluminium nitrida |
| Rintangan kakisan yang kuat + sangat tahan haus | silikon karbida |