Чем примечательна конструкционная керамика на основе диоксида циркония?

Сергей Денисевич Сергей Денисевич Грандмастер Опубликовано 7.08.2011      8     6225     Распечатать

Поликристаллические материалы, получаемые спеканием неметаллических порошков, называются керамикой. Похожи по свойствам на керамику бетоны и различные вяжущие. Монолитное тело в них также образуется из порошков, однако не за счет спекания, а в результате химических реакций гидратации.

Керамика превосходит другие материалы по твердости, модулю упругости и износостойкости. Поэтому она незаменима в качестве материала для изготовления абразивных и режущих инструментов. К преимуществам керамики относятся низкий коэффициент трения и стойкость к воздействию кислот и щелочей.

По диапазону свойств керамические материалы – рекордсмены. Техническая керамика работает в более широком, по сравнению с другими материалами, диапазоне температур.

Монолитная керамика обладает высокой удельной прочностью и стойкостью к окислению при повышенных температурах, но низкой ударной вязкостью, невысокой стойкостью к тепловым и механическим ударам, а также к распространению трещин. Хрупкость – главный недостаток керамики.

Обычную бытовую керамику получают путем обжига глины. Но есть и другая керамика, при изготовлении которой глину не используют, разве что в виде небольших примесей, облегчающих спекание. В свою очередь, такая керамика делится на две большие группы: керамику на основе оксидов металлов и керамику на основе алмазоподобных соединений – карбидов, нитридов, боридов и др.

Сегодня мы ознакомимся с конструкционной керамикой на основе диоксида циркония. Керамика на основе поликристаллического диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, механически прочна и обладает высокой вязкостью разрушения.

Диоксид церия также стабилизирует диоксид циркония, что повышает вязкость разрушения по сравнению с обычным диоксидом циркония. У этой керамики вязкость разрушения в среднем в 2,5 раза выше, чем у других видов керамики. Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) циркониевой керамики близок к ТКЛР чугуна, из нее изготавливают температуростойкие керамические накладки на чугунные поршни.

Керамику, пригодную для изготовления турбинных лопаток, получают из смеси оксидов циркония и алюминия. Из-за фазовых превращений оксида циркония и изменения в связи с этим его объема в зернах оксида алюминия возникает множество микротрещин, которые служат препятствием для разрастания разрушительных трещин, гасят напряжения, возникающие в лопатках при больших ударных нагрузках. В результате этого повышается прочность керамики, вязкость разрушения и сопротивление термической усталости.

К сожалению, доля нашей страны на мировом рынке технической керамики незначительна. Более двух третей ее производит Япония. О техническом уровне японских разработок в области конструкционной керамики можно судить по следующему примеру: из керамики, созданной на основе частично стабилизированного диоксида циркония, изготавливают пружины, применяемые в тех областях техники, где не могут быть использованы металлические. Такие пружины могут работать при высокой температуре, хорошо сопротивляются износу, легче, чем стальные, не магнитны и являются электроизоляторами.

Теги: глина, керамика, химия, техника, технология, строительство
8 комментариев (посмотреть последние комментарии)
Чем примечательна конструкционная керамика на основе диоксида циркония?(konmesa / Shutterstock.com)
konmesa / Shutterstock.com

Ссылки по теме

Рейтинг статьи Ваша оценка
Подробнее

Поделиться

Читайте статьи в рубрике «Техника и Интернет»

Обсуждение статьи «Чем примечательна конструкционная керамика на основе диоксида циркония?»

  • Татьяна Гусева Татьяна Гусева Дебютант 7 августа 2011 в 03:16   # Ответить 0 +1

    Автор, вы ничего не перепутали? Похоже, что списано из какого-то учебника. Только вот зачем?

    • Сергей Денисевич Сергей Денисевич Грандмастер 7 августа 2011 в 12:00   # Ответить 0 +1

      Татьяна Гусева, пишу популярно - попрекают, что слишком просто, просят конкретизировать. Пытаюсь сузить тему - попрекают, что слишком сложно. Пишу по зову души, попрекают, что статья заказная. Пишу не по специальности - попрекают в некомпетентности. Пишу, по специальности - спрашивают, а кому это надо. Вам не надо, а кому-то это школа жизни. А еще больше статья нужна редакции ШЖ, она на ней деньги зарабатывают, да и меня не обижает. А списано из моей собственной книги, написанной по результатам двадцатилетней работы со специальной керамикой. Вы тоже пишете по своей специальности? Неужели в моей статье нет, ну совершенно, ничего интересного? Ну, тогда почитайте другие мои статьи, они очень разнобразны.

    • Вячеслав Чермных Вячеслав Чермных Дебютант 9 августа 2011 в 22:24   # Ответить 0 +1

      Татьяна Гусева, а я технарь и мне интересно.

      Оценка статьи: 5

    • Люба Мельник Люба Мельник Модератор 9 августа 2011 в 23:04   # Ответить 0 +1

      Татьяна Гусева, вот на этой странице вы найдете статьи, которые могут показаться вам интересными. Химия, видимо, - просто не ваше, так и не надо грузить себя этой темой.

  • Юрий Лях Юрий Лях Читатель 8 августа 2011 в 20:33   # Ответить 0 +1

    Сергей Денисевич, Yes!! Из такой керамики сделать пружину затворной рамы и вкладыш ствола - и пластиковый пистолет Глок не будет обнаруживаться магнитной рамкой!!! Просто австрийцы расположены слишком далеко от Японии, чтоб такое сделать.
    Кстати, керамические пружины применяются в химпроме - в агрессивных средах.

  • Евгений Востриков Евгений Востриков Дебютант 1 сентября 2011 в 11:23   # Ответить 0 +1

    Сергей Денисевич, купил по случаю японский (привезли вроде оттуда) нож с клинком из диоксида циркония (белесоватый такой, слегка просвечивающийся и острый до невозможности). Так таким фуфлом оказался ентот керамический нож - остроту потерял через неделю от овощей и булочек, а видимые сколы на лезвии клинка стали заметны уже через пару недель.

    Комментарий отредактирован 1 сентября 2011 в 11:24

    • Сергей Денисевич Сергей Денисевич Грандмастер 1 сентября 2011 в 23:27   # Ответить 0 +1

      Евгений Востриков, а турецкое золото не пробовали покупать?

      • Евгений Востриков Евгений Востриков Дебютант 2 сентября 2011 в 16:16   # Ответить 0 +1

        Сергей Денисевич, я нет, а вот жена да. Потом возмущениям не было предела. Я в золоте как балерина в тракторе. А вот она у меня разборчивая в золоте и когда решила купить турецкое в Турции я подумал - и флаг в руки. Умного ведь учить только время зря тратить.

        Комментарий отредактирован 2 сентября 2011 в 16:18

Посмотреть все комментарии (8)

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт