Перспективные керамические материалы. Характерные свойства керамики и возможности ее использования

Страницы работы

Содержание работы

Перспективные керамические материалы

Объединенные этим названием неметаллические и неполимерные материалы обладают высокими твердостью, теплостойкостью и химостойкостью, их можно модифицировать с целью получения специальных электрических свойств.

Научные исследования сосредоточены на преодолении их основного недостатка — склонности к хрупкому разрушению


Г. КЕНТ БОУЭН

            СПОЛЬЗОВАНИЕ глины      са-

также в качестве кристаллов, генери-

мого древнего обрабатывае-

Рующих лазерное излучение, ядерно-

мого керамического материа-

го топлива и имплантатов — замени-

ла — в качестве первичного сырья для

телей костной ткани. Разнообразное

изготовления гончарных изделий,

применение керамики делает ее мате-

кирпича и черепицы насчитывает ты-

риалом не только привычным, но и

сячи лет. Поэтому неудивительно,

совершенно незаменимым в совре-

что у многих людей представления о

менной жизни.

керамике связаны именно с этими не-

Основными ценными качествами

замысловатыми предметами,

керамики, использующимися во всех

     Ученые-материаловеды,       однако,

областях ее применения, являются

обычно считают керамическим лю-

химо- и теплостойкость. Эти свойст-

бой твердый материал, если он не по-

ва керамических материалов обуслов-

лимер и не металл (хотя он может со-

лены сильными химическими связями

держать полимеры и металлы как со-

между атомами. Природа этих же

ставные части или добавки). Глина —

связей определяет, однако, и решаю-

далеко не единственный вид сырья

щий недостаток керамики — ее хруп-

для изготовления керамики; для ее

кость. Хрупкий материал под дейст-

производства используют многие

вием нагрузки не деформируется, и

разнообразные материалы, которые

поэтому, — что может подтвердить

часто в природе не встречается. Для

каждый, кому случалось уронить фар-

керамики характерно разнообразие

форовое изделие,      слишком легко

форм: она может представлять собой

трескается и разрушается. Из-за это-

стекло, монолитный кристалл, кон-

го нежелательного свойства керами-

гломерат мелких кристаллов и раз-           

ческие материалы чрезвычайно чувст-

личные сочетания этих форм. Ее ис-

вительны к малейшим нарушениям

пользуют для изготовления абразив-

микроструктуры, которые становят-

ных материалов и режущих инстру-

ся источниками зарождения трещин.

ментов, тепло- и электроизоляции, а

Поэтому основные усилия ученых на-

ДВА ТИПА ЗЕРЕН, или мелких кристаллов, видны под микроскопом в поляризованном свете (увеличение приблизительно в 400 раз) в образце стеклокерамического материала, приготовленного из шлака, — отхода металлургической промышленности. На поверхности материала образовались колоннообразные зерна, которые проросли внутрь материала, где основной является перистая форма кристаллов. Стеклокерамика представляет новый тип керамического материала, в котором сочетается простота получения, свойственная некристаллической керамике или стеклам, с износостойкостью и теплостойкостью кристаллической керамики. Для изготовления стеклокерамического материала исходное сырье расплавляют до вязкой стеклообразной массы; из этой пластичной массы формуют изделие и в уже сформованном изделии происходит образование кристаллических зерен. Кристаллизации в стеклокерамике способствуют зародышеобразующие агенты, введенные в расплав, и специальный термический режим. Стеклокерамика на основе диоксида кремния Si02, оксида кальция СаО и некоторых других оксидов металлов используется в качестве износостойкой плитки. Микрофотографию сделали Р. Эндрюс и М. Флетчер из Университета шт. Алабамы в Бирмингеме.

111

правлены на разработку новых технологических методов получения материалов, которые позволили бы свести к минимуму число таких дефектов, а также на получение новых композиций и микроструктур, способных подавлять рост трещин.

Достижения последнего времени в этой области позволили не только частично решить проблему хрупкости, но и обеспечили регулирование состава и микроструктуры, определяющих другие физические свойства материала. Это дает возможность изготовлять керамические материалы, отвечающие специальным требованиям к химическим, термическим, механическим и электрическим свойствам, которым не удовлетворяет ни один другой материал. В развитии новых видов техники, таких, как компьютеры и системы телекоммуникации, решаЮЩУЮ роль сыграли именно керамические материалы, и в технологиях будущего им отводится столь же важная роль.

Похожие материалы

Информация о работе