Welche Punkte sind bei fortschrittlichen Keramikmaterialien zu beachten?

In Smartphones, LCD-Fernsehern, Computern, Autos und anderen Produkten kommen viele hochmoderne Technologien zum Einsatz, und auch Keramik ist unverzichtbar. Es gibt beispielsweise Hunderte oder Tausende von Keramikkondensatoren, einem winzigen elektronischen Bauteil, das in einem Smartphone verwendet wird. Bei dieser Art von Keramik handelt es sich jedoch nicht um die üblichen „Keramikfliesen“ und „Porzellanschalen“ im Leben der Menschen, sondern um fortschrittliche Keramik, die mit hochpräziser Technologie hergestellt wird.

Was ist also Hochleistungskeramik? Was sind die Eigenschaften und Anwendungen?

Der Unterschied zwischen Hochleistungskeramik und traditioneller Keramik

Keramische Produkte werden in zwei Kategorien unterteilt: gewöhnliche Keramik und fortschrittliche Keramik. Eine der fortschrittlichen Keramiken, auch bekannt als neue Keramik, Spezialkeramik, Feinkeramik, Hochtechnologie usw., bezieht sich auf hohe Reinheit, ultrafeine künstliche Synthese oder ausgewählte anorganische Verbindungen als Rohstoff mit präziser chemischer Zusammensetzung, präziser Fertigungstechnologie und Strukturdesign und hervorragenden mechanischen, akustischen, Licht-, Wärme-, Elektrizitäts- und biologischen Eigenschaften in der Luft- und Raumfahrt, Keramik, elektronischen Informationen, Biomedizin, Herstellung von High-End-Geräten usw Andere High-End-Technologie ist überall zu sehen.

Die Hauptunterschiede sind wie folgt:

Klassifizierung und Anwendung von Hochleistungskeramik

Hochleistungskeramik wird in Strukturkeramik und Funktionskeramik unterteilt. Strukturkeramik bezieht sich auf Keramik, die als technische Strukturmaterialien verwendet werden kann und die Eigenschaften hoher Festigkeit, hoher Härte, hohem Elastizitätsmodul, hoher Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Hitze- und Schockbeständigkeit usw. aufweist. Funktionskeramik ist eine Art Keramik mit elektrischen, magnetischen, optischen, thermischen, chemischen und biologischen Eigenschaften und hat die Funktion der gegenseitigen Umwandlung. Funktionskeramik macht etwa 70 % des Marktanteils in der Hochleistungskeramik aus, der Rest ist Strukturkeramik.

Hochentwickelte Keramikteile werden wie folgt angewendet:

1.Elektronische Produkte

Mit der rasanten Entwicklung der Informationsindustrie und der Elektronikverbrauchsindustrie werden Industrieelektronikprodukte und Unterhaltungselektronikprodukte einen rasanten Entwicklungstrend beibehalten, und die Nachfrage nach elektronischer Keramik ist enorm. Es wird erwartet, dass die weltweite Nachfrage nach Elektronikkeramik bis zum Jahr 2020 40 Milliarden US-Dollar überschreiten wird. Elektronikkeramik ist das ausgereifteste technische Produkt unter den Hochleistungskeramiken und macht 65 % des Marktanteils der Hochleistungskeramik aus. Wird hauptsächlich für Chips, Kondensatoren, Verpackungen für integrierte Schaltkreise, Sensoren, Isolatoren, Ferromagnete, piezoelektrische Keramiken, Halbleiter, Supraleiter usw. verwendet. Die Hauptmaterialien sind Bariumtitanat, Zinkoxid, Bleititanzirkonat, Lithiumniobat, Aluminiumnitrid, Zirkondioxid und Aluminiumoxid usw.

2. Biologische Keramik

Unter Biokeramik versteht man Keramikmaterialien, die direkt auf den menschlichen Körper einwirken oder mit ihm in Zusammenhang stehen. Im Großen und Ganzen werden alle keramischen Materialien, die zur Biotechnik gehören, zusammenfassend als Biokeramik bezeichnet. Als biokeramisches Material sollte es folgende Funktionen haben: den erkrankten oder beschädigten Teil des menschlichen Körpers ersetzen, den angeborenen Defekt ersetzen und zur Wiederherstellung des menschlichen Körpergewebes beitragen.

Derzeit sind biomedizinische Materialien in verschiedenen Ländern zu einem Brennpunkt für die Forschung und Entwicklung von Wissenschaftlern geworden. 70–80 % der inländischen biomedizinischen Materialien und Produkte sind auf Importe und im Wesentlichen auf Nachahmung angewiesen. Der Weltmarktanteil biomedizinischer Materialien in China beträgt nur 2 %, und das Produkttechnologieniveau befindet sich größtenteils im Primärstadium. Mit der Alterung der Gesellschaft wird China bis 2020 800.000 Sätze künstlicher Gelenke pro Jahr, 1,6 Millionen Gefäßstents pro Jahr und Intraokularlinsen pro Jahr benötigen, und die Nachfrage nach biokeramischen Materialien wird erheblich steigen.

Neben der Messung, Diagnose und Behandlung werden Biokeramiken hauptsächlich als Ersatz für biologisches Hartgewebe verwendet, das in der Orthopädie, der plastischen Chirurgie, der Oralchirurgie, der Herz-Kreislauf-Chirurgie, der Augenheilkunde, der HNO-Heilkunde, der allgemeinen Chirurgie und anderen Aspekten eingesetzt werden kann.

3. Nanokeramik

Nanokeramik hat in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit erregt. Wenn die ausgewählten Rohstoffe und die nachgeformten Körner die Nanometerskala erreichen, wird dies Veränderungen in der Herstellungswissenschaft, der Keramik, der Keramiktechnologie und den endgültigen Materialeigenschaften von Keramikmaterialien mit sich bringen, um eine breitere Verwendung von Keramikmaterialien zu ermöglichen.

Derzeit gibt es drei Arten von Nanokeramik-Herstellungsmethoden: physikalische Herstellungsmethode, Gasphasenmethode und nasschemische Methode. Die hergestellten Nanokeramikpulver sind: Al₂O₃, ZrO₂, SiO₂, Si₂N, SiC, BaTiO₃, TiO₂ usw. Die Entwicklung der Nanokeramik hat zur Entwicklung einiger neuer Schnellsintergeräte geführt, wie Vakuumsinterverfahren, Mikrowellensinterverfahren und PlasmasinternTechnologie (SPS).

4. Keramik mit geringer Ausdehnung

Das Material mit einem Absolutwert des Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als 210 ⁶ / ℃ wird als Material mit geringer Ausdehnung bezeichnet, und das Material mit einem Ausdehnungskoeffizienten nahe Null ist Material mit extrem geringer Ausdehnung. Keramiken mit geringer Ausdehnung, insbesondere Keramiken mit Nullausdehnung oder Keramiken mit negativer Ausdehnung, können als Haupttriebwerkskomponenten, Rotorblätter aus Luftfahrtmaterial, Ofendichtungen, Schaltkreissubstrat, Rohling und Radom für astronomische Spiegel, Hochtemperatur-Beobachtungsfenster, Präzisionsmessgeräte und andere Geräte verwendet werden , Träger und Filter, Immobilisierung nuklearer Abfälle, Dichtungsmaterialien und andere High-Tech-Materialien.

5. Hochleistungskeramik für Energieeinsparung, Umweltschutz und neue Energiefelder

Angesichts der rasanten wirtschaftlichen Entwicklung, des rasanten Anstiegs des Energiebedarfs und der enormen Menge an Industrie- und Haushaltsabfällen sind Energieeinsparung und Umweltschutz zu einem wichtigen Thema geworden, das der internationalen Gemeinschaft zunehmend Sorge bereitet. Im Falle von Energieknappheit und Umweltverschlechterung werden immer schwerwiegendere, fortschrittlichere, hocheffiziente, energiesparende und umweltschonende Technologien zur energiesparenden regenerativen thermischen Abfallverbrennung (RT0) und zur energiesparenden Wärmespeicherkammer der Schmelzindustrie mit Wabenkeramik, thermischer Gasreinigung und Wasser eingesetzt Behandlung mit Keramikfolien und -geräten, uhv-Wechselstromübertragungstechnologie und -geräte mit einer Reihe von Ultra-/uhv-Suspensionsporzellan-Isolatoren, Wärmespeicherung und Wärmeaustausch mit Siliziumkarbid-Keramikkomponenten, Photovoltaikindustrie mit einer Reihe von Keramikprodukten erhalten seltene Entwicklungsmöglichkeiten.

6. Luft- und Raumfahrtkeramik

Die Anwendung umfasst hauptsächlich kugelsichere Panzerkeramik für Hubschrauber, Bremsscheibenmaterialien für Flugzeuge, Keramikmembranmaterialien für Satellitenbatterien, Infrarot-Tarnbeschichtungen, Keramiklager, Keramikradommaterialien für Raketen usw. Derzeit konzentriert sich die Anwendungsforschung hauptsächlich auf die Luft- und Raumfahrt über hitzebeständige Materialien für Raketendüsen, Wärmedämmfliesen von Raumfahrzeugen, technische Verbundkeramikmaterialien und Beobachtungsfensterbeschichtungen von Raumfahrzeugen usw., insbesondere über die Forschung und Entwicklung von Keramikfasern mit geringer Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohem Schmelzpunkt hohe Festigkeit.

Inlandsbezogene industriepolitische Unterstützung

Im Jahr 2014 gab der nationale Vorstoß zur Entwicklung integrierter Schaltkreise einen Überblick über den Druck des neuen Aktionsplans für die Innovationsentwicklung der Display-Industrie 2014–2016, förderte energisch die Unternehmen zur Herstellung integrierter Schaltkreise und die unabhängige Entwicklung von Display-Panel-Unternehmen und leitete die vor- und nachgelagerte Industriekette Unternehmen sollen die Zusammenarbeit stärken und den Grad der Lokalisierung der Lieferkette umfassend verbessern.

„Viel strengere Entscheidungen – und schwerwiegendere Konsequenzen“ – Hochentwickelte Keramik als wichtiger Bestandteil neuer Materialien ist in das Verzeichnis der strategischen Schlüsselprodukte und -dienstleistungen für aufstrebende Industrien eingetreten „Die strategische Klassifikation der aufstrebenden Industrien, der Katalog der Leitlinien zur Anpassung der Industriestruktur, ist zu einem wichtigen Bestandteil der nationalen Entwicklungsplanung für aufstrebende Industrien geworden. Hochleistungskeramik und andere neue Materialien haben die grundlegende Unterstützungskapazität für Chinas Entwicklung und Expansion strategischer aufstrebender Industrien wie z. B. bereitgestellt Informationstechnologie der neuen Generation, High-End-Ausrüstung, neue Materialien, Biologie, neue Energiefahrzeuge, neue Energie, Energieeinsparung und Umweltschutz, digitale Kreativität und so weiter.

Während der Periode des 14. Fünfjahresplans trieb China die Entwicklung der Industrietechnologie für Hochleistungskeramik und andere neue Materialien weiter voran und erreichte damit ein international führendes Niveau. Der Entwurf des vierzehnten Fünfjahresplans für die nationale wirtschaftliche und soziale Entwicklung der Volksrepublik China und die Vision 2035 schlagen vor, dass bis 2025 die gesamte Technologie und Anwendung wichtiger neuer Materialien mit der internationalen Ebene synchronisiert werden soll; der Anteil an Mittel- und High-End-Produkten wird stark erhöht; Das Niveau und die unabhängige Unterstützungsfähigkeit wichtiger Materialien werden erheblich verbessert, und das Problem wichtiger Kurzplatinenmaterialien wird wirksam gemildert. Hochleistungskeramik wird in Zukunft als eine der nationalen strategischen Planungen angesehen, wird weiterhin starke politische Unterstützung erhalten, Durchbrüche in Schlüsseltechnologiefeldern beschleunigen und die Entwicklung einer Art strategischer aufstrebender Industrien in China unterstützen.

Dieser Artikel wurde von IACECHINA nachgedruckt.