Τα κεραμικά υλικά είναι ανόργανα, μη μεταλλικά στερεά που παρασκευάζονται με τη δράση της θέρμανσης και της επακόλουθης ψύξης. Τα κεραμικά υλικά μπορεί να έχουν κρυσταλλική ή εν μέρει κρυσταλλική δομή ή μπορεί να είναι άμορφα (όπως το γυαλί). Τα πιο κοινά κεραμικά είναι κρυσταλλικά. Η δουλειά μας αφορά κυρίως την Τεχνική Κεραμική, γνωστή και ως Μηχανική Κεραμική, Προηγμένη Κεραμική ή Ειδική Κεραμική. Παραδείγματα εφαρμογών τεχνικών κεραμικών είναι εργαλεία κοπής, κεραμικές σφαίρες σε ρουλεμάν, ακροφύσια καυστήρα αερίου, βαλλιστική προστασία, σφαιρίδια οξειδίου του ουρανίου πυρηνικού καυσίμου, βιοϊατρικά εμφυτεύματα, πτερύγια τουρμπίνας κινητήρα αεριωθουμένων και κώνοι μύτης πυραύλων. Οι πρώτες ύλες γενικά δεν περιλαμβάνουν άργιλο. Το γυαλί από την άλλη, παρόλο που δεν θεωρείται κεραμικό, χρησιμοποιεί τις ίδιες και πολύ παρόμοιες μεθόδους επεξεργασίας και κατασκευής και δοκιμών με το κεραμικό.

Χρησιμοποιώντας προηγμένο λογισμικό σχεδίασης και προσομοίωσης και εξοπλισμό εργαστηρίου υλικών Η AGS-Engineering προσφέρει:

• Ανάπτυξη κεραμικών σκευασμάτων

• Επιλογή πρώτης ύλης

• Σχεδιασμός & ανάπτυξη κεραμικών προϊόντων (3D, θερμικός σχεδιασμός, ηλεκτρομηχανολογικός σχεδιασμός…)

• Σχεδιασμός διαδικασίας, ροή και διαρρύθμιση εγκαταστάσεων

• Υποστήριξη κατασκευής σε τομείς που περιλαμβάνουν προηγμένα κεραμικά

• Επιλογή εξοπλισμού, σχεδιασμός και ανάπτυξη προσαρμοσμένου εξοπλισμού

• Επεξεργασία διοδίων, ξηρές και υγρές διεργασίες, συμβουλευτικές υπηρεσίες και δοκιμές Proppant

• Υπηρεσίες δοκιμών για κεραμικά υλικά και προϊόντα

• Υπηρεσίες σχεδίασης και ανάπτυξης και δοκιμών για υλικά γυαλιού και τελικά προϊόντα

• Πρωτοτυποποίηση & Ταχεία Πρωτοτυποποίηση Προηγμένων Προϊόντων Κεραμικής ή Γυαλιού

• Δίκη και πραγματογνώμονας

 

Τα τεχνικά κεραμικά μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις διαφορετικές κατηγορίες υλικών:

• Οξείδια: Αλουμίνα, ζιρκόνιο

• Μη οξείδια: Καρβίδια, βορίδια, νιτρίδια, πυριτικά

• Σύνθετα: Ενισχυμένα με σωματίδια, συνδυασμοί οξειδίων και μη οξειδίων.

 

Κάθε μία από αυτές τις κατηγορίες μπορεί να αναπτύξει μοναδικές ιδιότητες υλικού χάρη στο γεγονός ότι τα κεραμικά τείνουν να είναι κρυσταλλικά. Τα κεραμικά υλικά είναι στερεά και αδρανή, εύθραυστα, σκληρά, ισχυρά στη συμπίεση, αδύναμα σε διάτμηση και τάση. Αντέχουν στη χημική διάβρωση όταν εκτίθενται σε όξινο ή καυστικό περιβάλλον. Τα κεραμικά γενικά μπορούν να αντέξουν πολύ υψηλές θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 1.000 °C έως 1.600 °C (1.800 °F έως 3.000 °F). Εξαιρέσεις περιλαμβάνουν ανόργανα υλικά που δεν περιλαμβάνουν οξυγόνο, όπως καρβίδιο του πυριτίου ή νιτρίδιο του πυριτίου.  Πολλοί άνθρωποι δεν συνειδητοποιούν ότι η δημιουργία ενός προϊόντος από προηγμένα τεχνικά κεραμικά είναι μια απαιτητική προσπάθεια που απαιτεί πολύ περισσότερη δουλειά από τα μέταλλα ή τα πολυμερή. Κάθε τύπος τεχνικού κεραμικού έχει συγκεκριμένες θερμικές, μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες που μπορεί να διαφέρουν σημαντικά ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται το υλικό και τις συνθήκες κάτω από τις οποίες υφίσταται επεξεργασία. Ακόμη και η διαδικασία κατασκευής του ίδιου ακριβώς τύπου τεχνικού κεραμικού υλικού μπορεί να αλλάξει δραστικά τις ιδιότητές του.

 

Μερικές δημοφιλείς εφαρμογές κεραμικών:

​

Τα κεραμικά χρησιμοποιούνται στην κατασκευή βιομηχανικών μαχαιριών. Οι λεπίδες των κεραμικών μαχαιριών θα παραμείνουν αιχμηρές για πολύ περισσότερο από εκείνο των χαλύβδινων μαχαιριών, αν και είναι πιο εύθραυστες και μπορούν να κοπούν ρίχνοντάς τις σε μια σκληρή επιφάνεια. 

 

Στον μηχανοκίνητο αθλητισμό, μια σειρά από ανθεκτικές και ελαφριές μονωτικές επιστρώσεις έχουν καταστεί απαραίτητες, για παράδειγμα σε πολλαπλές εξάτμισης, κατασκευασμένες από κεραμικά υλικά.

 

Κεραμικά όπως η αλουμίνα και το καρβίδιο του βορίου έχουν χρησιμοποιηθεί σε βαλλιστικά θωρακισμένα γιλέκα για να αποκρούσουν τα πυρά τουφεκιού μεγάλου διαμετρήματος. Τέτοιες πλάκες είναι γνωστές ως Small Arms Protective Inserts (SAPI). Παρόμοιο υλικό χρησιμοποιείται για την προστασία των πιλοτηρίων ορισμένων στρατιωτικών αεροπλάνων, λόγω του μικρού βάρους του υλικού.

 

Σε ορισμένα ρουλεμάν χρησιμοποιούνται κεραμικές μπάλες. Η υψηλότερη σκληρότητά τους σημαίνει ότι είναι πολύ λιγότερο επιρρεπή στη φθορά και μπορούν να προσφέρουν περισσότερες από τριπλάσιες ζωές. Επίσης παραμορφώνονται λιγότερο υπό φορτίο που σημαίνει ότι έχουν λιγότερη επαφή με τα τοιχώματα συγκράτησης ρουλεμάν και μπορούν να κυλήσουν πιο γρήγορα. Σε εφαρμογές πολύ υψηλής ταχύτητας, η θερμότητα από την τριβή κατά την κύλιση μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στα μεταλλικά ρουλεμάν. προβλήματα που μειώνονται με τη χρήση κεραμικών. Τα κεραμικά είναι επίσης πιο χημικά ανθεκτικά και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υγρά περιβάλλοντα όπου τα χαλύβδινα ρουλεμάν θα σκουριάσουν. Τα δύο κύρια μειονεκτήματα στη χρήση κεραμικών είναι το σημαντικά υψηλότερο κόστος και η ευαισθησία σε ζημιές υπό κρουστικά φορτία. Σε πολλές περιπτώσεις οι ηλεκτρικά μονωτικές τους ιδιότητες μπορεί επίσης να είναι πολύτιμες στα ρουλεμάν.

 

Τα κεραμικά υλικά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε κινητήρες αυτοκινήτων και εξοπλισμό μεταφοράς στο μέλλον. Οι κεραμικοί κινητήρες είναι κατασκευασμένοι από ελαφρύτερα υλικά και δεν απαιτούν σύστημα ψύξης, επιτρέποντας έτσι σημαντική μείωση βάρους. Η απόδοση καυσίμου του κινητήρα είναι επίσης υψηλότερη σε υψηλότερες θερμοκρασίες, όπως φαίνεται από το θεώρημα του Carnot. Ως μειονέκτημα, σε έναν συμβατικό μεταλλικό κινητήρα, μεγάλο μέρος της ενέργειας που απελευθερώνεται από το καύσιμο πρέπει να διαχέεται ως απορριπτόμενη θερμότητα προκειμένου να αποφευχθεί η τήξη των μεταλλικών μερών. Ωστόσο, παρά όλες αυτές τις επιθυμητές ιδιότητες, οι κεραμικοί κινητήρες δεν παράγονται ευρέως επειδή η κατασκευή κεραμικών εξαρτημάτων με την απαιτούμενη ακρίβεια και αντοχή είναι δύσκολη. Οι ατέλειες στα κεραμικά υλικά οδηγούν σε ρωγμές, οι οποίες μπορεί να οδηγήσουν σε δυνητικά επικίνδυνη βλάβη του εξοπλισμού. Τέτοιοι κινητήρες έχουν αποδειχθεί σε εργαστηριακές ρυθμίσεις, αλλά η μαζική παραγωγή δεν είναι ακόμη δυνατή με την τρέχουσα τεχνολογία.

 

Γίνονται εργασίες για την ανάπτυξη κεραμικών εξαρτημάτων για κινητήρες αεριοστροβίλων. Επί του παρόντος, ακόμη και οι λεπίδες από προηγμένα κράματα μετάλλων που χρησιμοποιούνται στο θερμό τμήμα των κινητήρων απαιτούν ψύξη και προσεκτικό περιορισμό των θερμοκρασιών λειτουργίας. Οι στροβιλοκινητήρες κατασκευασμένοι με κεραμικά θα μπορούσαν να λειτουργήσουν πιο αποτελεσματικά, δίνοντας στα αεροσκάφη μεγαλύτερη εμβέλεια και ωφέλιμο φορτίο για μια καθορισμένη ποσότητα καυσίμου.

 

Για την παραγωγή θηκών ρολογιών χρησιμοποιούνται προηγμένα κεραμικά υλικά. Το υλικό προτιμάται από τους χρήστες για το μικρό του βάρος, την αντοχή στις γρατσουνιές, την ανθεκτικότητα, την ομαλή αφή και την άνεση σε χαμηλές θερμοκρασίες σε σύγκριση με τις μεταλλικές θήκες.

 

Τα βιοκεραμικά, όπως τα οδοντικά εμφυτεύματα και τα συνθετικά οστά είναι ένας άλλος πολλά υποσχόμενος τομέας. Ο υδροξυαπατίτης, το φυσικό ορυκτό συστατικό των οστών, έχει κατασκευαστεί συνθετικά από διάφορες βιολογικές και χημικές πηγές και μπορεί να μορφοποιηθεί σε κεραμικά υλικά. Τα ορθοπεδικά εμφυτεύματα που κατασκευάζονται από αυτά τα υλικά συνδέονται εύκολα με τα οστά και άλλους ιστούς του σώματος χωρίς απόρριψη ή φλεγμονώδεις αντιδράσεις. Εξαιτίας αυτού, παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον για τη μεταφορά γονιδίων και τα ικριώματα μηχανικής ιστών. Τα περισσότερα κεραμικά υδροξυαπατίτη είναι πολύ πορώδη και στερούνται μηχανικής αντοχής και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται για την επίστρωση μεταλλικών ορθοπεδικών συσκευών για να βοηθήσουν στο σχηματισμό δεσμού με τα οστά ή μόνο ως πληρωτικά οστών. Χρησιμοποιούνται επίσης ως πληρωτικά για ορθοπεδικές πλαστικές βίδες για να βοηθήσουν στη μείωση της φλεγμονής και στην αύξηση της απορρόφησης αυτών των πλαστικών υλικών. Η έρευνα συνεχίζεται για την παραγωγή ισχυρών και πολύ πυκνών κεραμικών υλικών νανο-κρυσταλλικού υδροξυαπατίτη για ορθοπεδικές συσκευές που φέρουν βάρος, αντικαθιστώντας τα ξένα μεταλλικά και πλαστικά ορθοπεδικά υλικά με ένα συνθετικό, αλλά φυσικώς απαντώμενο, ορυκτό οστών. Τελικά αυτά τα κεραμικά υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υποκατάστατα οστών ή με την ενσωμάτωση πρωτεϊνικών κολλαγόνων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως συνθετικά οστά.

 

Κρυσταλλική κεραμική

Τα κρυσταλλικά κεραμικά υλικά δεν υπόκεινται σε μεγάλο εύρος επεξεργασίας. Υπάρχουν κυρίως δύο γενικές μέθοδοι επεξεργασίας - βάλτε το κεραμικό στο επιθυμητό σχήμα, με αντίδραση in situ ή "σχηματίζοντας" σκόνες στο επιθυμητό σχήμα και στη συνέχεια πυροσυσσωμάτωση για να σχηματιστεί ένα στερεό σώμα. Οι τεχνικές μορφοποίησης κεραμικών περιλαμβάνουν τη διαμόρφωση με το χέρι (μερικές φορές συμπεριλαμβανομένης μιας διαδικασίας περιστροφής που ονομάζεται "ρίψη"), χύτευση ολίσθησης, χύτευση ταινίας (χρησιμοποιείται για την κατασκευή πολύ λεπτών κεραμικών πυκνωτών κ.λπ.), χύτευση με έγχυση, ξηρή πίεση και άλλες παραλλαγές._cc781905-5cde -3194-bb3b-136bad5cf58d_ Άλλες μέθοδοι χρησιμοποιούν ένα υβρίδιο μεταξύ των δύο προσεγγίσεων.

 

Μη κρυσταλλικά κεραμικά

Τα μη κρυσταλλικά κεραμικά, ως γυαλιά, σχηματίζονται από τήγματα. Το γυαλί διαμορφώνεται όταν είτε είναι πλήρως λιωμένο, με χύτευση ή όταν βρίσκεται σε κατάσταση ιξώδους που μοιάζει με καραμέλα, με μεθόδους όπως εμφύσηση σε καλούπι. Εάν μεταγενέστερες θερμικές επεξεργασίες κάνουν αυτό το γυαλί να γίνει μερικώς κρυσταλλικό, το υλικό που προκύπτει είναι γνωστό ως υαλοκεραμικό.

 

Οι τεχνικές τεχνολογίες επεξεργασίας κεραμικών στις οποίες έχουν εμπειρία οι μηχανικοί μας είναι:

• Die Pressing

• Hot Pressing

• Ισοστατική πίεση

• Ζεστή ισοστατική πίεση

• Slip Casting και Drain Casting

• Χύτευση ταινίας

• Διαμόρφωση Εξώθησης

• Χύτευση με έγχυση χαμηλής πίεσης

• Πράσινη Μηχανική

• Πυροσυσσωμάτωση & όπτηση

• Τρίψιμο διαμαντιών

• Συναρμολογήσεις Κεραμικών Υλικών όπως Ερμητική Συναρμολόγηση

• Δευτερεύουσες κατασκευαστικές εργασίες σε κεραμικά όπως επιμετάλλωση, επιμετάλλωση, επίστρωση, υάλωμα, ένωση, συγκόλληση, συγκόλληση

 

Οι τεχνολογίες επεξεργασίας γυαλιού που γνωρίζουμε περιλαμβάνουν:

• Πατήστε και φυσήξτε / Blow and Blow

• Φύσημα γυαλιού

• Σχηματισμός γυάλινων σωλήνων και ράβδων

• Επεξεργασία λαμαρίνας & Float Glass

• Χύτευση γυαλιού ακριβείας

• Κατασκευή και δοκιμή γυάλινων οπτικών εξαρτημάτων (λείανση, λείανση, στίλβωση)

• Δευτερεύουσες διεργασίες στο γυαλί (όπως χάραξη, στίλβωση με φλόγα, χημική στίλβωση…)

• Συναρμολόγηση εξαρτημάτων γυαλιού, ένωση, συγκόλληση, συγκόλληση, οπτική επαφή, εποξειδική προσάρτηση και σκλήρυνση

 

Οι δυνατότητες δοκιμής προϊόντος περιλαμβάνουν:

• Δοκιμή υπερήχων

• Έλεγχος ορατής και φθορίζουσας διεισδυτικής βαφής

• ανάλυση ακτίνων Χ

• Συμβατικό μικροσκόπιο οπτικής επιθεώρησης

• Προφιλομετρία, Δοκιμή τραχύτητας επιφάνειας

• Δοκιμή στρογγυλότητας & μέτρηση κυλινδρικότητας

• Οπτικοί συγκριτές

• Μηχανές μέτρησης συντεταγμένων (CMM) με δυνατότητες πολλαπλών αισθητήρων

• Δοκιμή χρώματος & Διαφορά χρώματος, Γυαλάδα, Δοκιμές θολότητας

• Ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές δοκιμές απόδοσης (Ιδιότητες μόνωσης… κ.λπ.)

• Μηχανικές δοκιμές (εφελκυσμός, στρέψη, συμπίεση…)

• Φυσικός Έλεγχος & Χαρακτηρισμός (Πυκνότητα... κ.λπ.)

• Περιβαλλοντική Ποδηλασία, Γήρανση, Δοκιμές Θερμικού Σοκ

• Δοκιμή αντοχής στη φθορά

• XRD

• Συμβατικές Υγρές Χημικές Δοκιμές (όπως Διαβρωτικά Περιβάλλοντα…..κ.λπ.) καθώς και Προηγμένες Ενόργανες Αναλυτικές Δοκιμές.

 

Μερικά κύρια κεραμικά υλικά στα οποία έχουν εμπειρία οι μηχανικοί μας περιλαμβάνουν:

• Αλουμίνα

• Κορδιερίτης

• Forsterite

• MSZ (Σταθεροποιημένη Ζιρκονία Μαγνησίας)

• Λάβα Βαθμού "Α".

• Mullite

• Στεατίτης

• YTZP (Yttria Stabilized Zirconia)

• ZTA (Ζιρκονία σκληρυμένη αλουμίνα)

• CSZ (Ceria Stabilized Zirconia)

• Πορώδη Κεραμικά

• Καρβίδια

• Νιτρίδια

 

Εάν ενδιαφέρεστε κυρίως για τις κατασκευαστικές μας δυνατότητες αντί για τις μηχανολογικές δυνατότητες, σας συνιστούμε να επισκεφτείτε τον ιστότοπο προσαρμοσμένης κατασκευής μαςhttp://www.agstech.net