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
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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.