سـرامیک‌های مهندسـی پیشرفته
اصطلاح سرامیک پیشرفته از سال 1970 برای مواد جدید مهندسی برگزیده شد. از آن زمان رشد فوق العاده‌ای در پیشرفت فنی این مواد وجود داشته است. گزارشی پیش بینی کرده است که بازار سرامیک پیشرفته تا سال 2021 به 10.4 میلیارد دلار برسد. این رشد به دلیل استفاده روز افزون از مواد سرامیکی پیشرفته به عنوان جایگزین برای فلزات و پلاستیک‌ها در صنایع پزشکی، الکترونیک و حمل و نقل است.
سرامیک‌های پیشرفته جزء جدایی ناپذیر از فناوری مدرن است. گزارش‌هایی وجود دارند که ثابت کرده‌اند هزینه تولید مواد سرامیکی در مقایسه با مواد فلزی کمتر می‌باشد و ذخایر مواد اولیه سرامیک‌ها به وفور یافت می‌شود. منبع تولید فلزات و آلیاژهای آنها در حال کاهش است و تقاضای مداوم بر محصولات مهندسی، نیاز به شناسایی مواد دیگری دارد. در چند دهه گذشته سرامیک‌های پیشرفته کاربردهای مهمی در زندگی روزمره داشته‌اند. به عنوان مثال بدون شمع‌های ساخته شده از سرامیک آلومینا (AL2O3)، فناوری خودرو چندان پیشرفته نخواهد بود، علاوه بر این متالوژی بدون مواد نسوز چندان قابل اعتماد نخواهد بود. اگرچه سرامیک‌ها به علت ترکیب منحصر به فرد خواصشان نقش مهمی در تعدادی از تکنولوژی‌ها دارند، اما به عنوان مواد سازه‌ای، هنوز با رقابت سخت فلزات، آلیاژها و کامپوزیت‌های ارزان روبه‌رو هستند. بنابراین موانع عمده برای کاربرد گسترده مواد سرامیکی پیشرفته عبارتند از فقدان مشخصات و پایگاه داده، هزینه‌ها در مقیاس بالا و عدم وجود روش تعمیر. با این حال در طول سال‌ها پیشرفت‌های زیادی برای کاهش این موارد حاصل شده است.
دامنه محصولات سراميك‌هاي پيشرفته مهندسي بسيار گسترده است و اين سراميك‌ها مي‌توانند در محيط‌هاي خاص مانند محيط‌هاي خورنده، دماي بالا، ميزان سايش زياد، تنش‌هاي بالا، نياز به ثبات ابعادي، شوك‌هاي حرارتي زياد و عبور جريان‌هاي الكتريكي بالا عملكرد مطلوبي داشته باشند. اين سراميك‌ها به دو دسته كلي تقسيم مي‌شوند:
سراميك‌هاي چگال (dense ceramics): پوشش‌هاي محافظتي، نازل‌هاي اسپري، عايق‌هاي الكتريكي، قطعات نفت،گاز و پتروشيمي، گلوله‌هاي بال ميل، لاينر و …
سراميك‌هاي متخلخل (porous ceramics): كاتاليست‌هاي پتروشيمي، فيلترها، غشاهاي فوق تصفيه و …
ريز ساختار سراميك‌هاي مهندسي پيشرفته و خواص نهايي آنها به موارد زير وابسته است:
- خواص پودر: (اندازه دانه، توزيع اندازه دانه، سطح ويژه، pH ، اضافه شونده‌ها و نحوه خردايش)
- روش شكل دهي: (پرس، ريخته‌گري دوغابي، ريخته‌گري ژله‌اي، اكستروژن، تزريق قالب، ريخته گري نواري)
- پارامترهاي زينترينگ: (دماي پخت، اتمسفر كوره)
برخي از اين كاربردها در جدول زير آورده شده است:
| كد محصول آلومينا | ||||
| FC2 | FC60 | FCG-60 | ||
| √ | √ | سراميك‌هاي مقاومت به سايش: ساينده‌ها و لاينرها، گلوله‌هاي سراميكي
سمباده‌ها |
||
| √ | سرامیک‌های دی الکتریک | |||