top of page
Design & Development & Testing of Ceramic and Glass Materials

Keramiske og glassmaterialer tåler ekstreme miljøforhold uten forringelse i mange år, tiår og århundrer

Design og utvikling og testing av keramiske og glassmaterialer

Keramiske materialer er uorganiske, ikke-metalliske faste stoffer fremstilt ved påvirkning av oppvarming og påfølgende avkjøling. Keramiske materialer kan ha en krystallinsk eller delvis krystallinsk struktur, eller kan være amorfe (som glass). Mest vanlige keramikk er krystallinsk. Vårt arbeid omhandler hovedsakelig teknisk keramikk, også kjent som Engineering Ceramic, Advanced Ceramic eller Special Ceramic. Eksempler på bruksområder for teknisk keramikk er skjæreverktøy, keramiske kuler i kulelager, gassbrennerdyser, ballistisk beskyttelse, uranoksidpellets for kjernebrensel, biomedisinske implantater, turbinblader for jetmotorer og missilnesekjegler. Råvarene inkluderer generelt ikke leire. Glass på den annen side, selv om det ikke betraktes som en keramikk, bruker de samme og svært like prosess- og produksjons- og testmetoder som keramikk.

Ved å bruke avansert design- og simuleringsprogramvare og materiallabutstyr tilbyr AGS-Engineering:

  • Utvikling av keramiske formuleringer

  • Råvarevalg

  • Design og utvikling av keramiske produkter (3D, termisk design, elektromekanisk design...)

  • Prosessdesign, anleggsflyt og layouter

  • Produksjonsstøtte i områder som inkluderer avansert keramikk

  • Utvalg av utstyr, tilpasset utstyrsdesign og utvikling

  • Bompengebehandling, tørre og våte prosesser, proppemiddelrådgivning og testing

  • Testtjenester for keramiske materialer og produkter

  • Design & utvikling og testing av glassmaterialer og ferdige produkter

  • Prototyping og rask prototyping av avanserte keramiske eller glassprodukter

  • Prosedyre og sakkyndig vitne

 

Teknisk keramikk kan klassifiseres i tre forskjellige materialkategorier:

  • Oksider: Alumina, zirkonia

  • Ikke-oksider: Karbider, borider, nitrider, silicider

  • Kompositter: Partikkelforsterket, kombinasjoner av oksider og ikke-oksider.

 

Hver av disse klassene kan utvikle unike materialegenskaper takket være det faktum at keramikk har en tendens til å være krystallinsk. Keramiske materialer er solide og inerte, sprø, harde, sterke i kompresjon, svake i skjæring og spenning. De tåler kjemisk erosjon når de utsettes for surt eller kaustisk miljø. Keramikk tåler generelt svært høye temperaturer som varierer fra 1000 °C til 1600 °C (1800 °F til 3000 °F). Unntak inkluderer uorganiske materialer som ikke inkluderer oksygen som silisiumkarbid eller silisiumnitrid.  Mange mennesker innser ikke at å lage et produkt av avansert teknisk keramikk er en krevende innsats som krever betydelig mer arbeid enn metaller eller polymerer. Hver type teknisk keramikk har spesifikke termiske, mekaniske og elektriske egenskaper som kan variere betydelig avhengig av miljøet materialet er og forholdene det behandles under. Selv produksjonsprosessen av nøyaktig samme type teknisk keramisk materiale kan drastisk endre egenskapene.

 

Noen populære bruksområder for keramikk:

Keramikk brukes til fremstilling av industrielle kniver. Blader av keramiske kniver vil holde seg skarpe mye lenger enn knivene til stålkniver, selv om de er sprøere og kan kneppes ved å slippe den på en hard overflate. 

 

I motorsport har en serie slitesterke og lette isolerende belegg blitt nødvendig, for eksempel på eksosmanifolder, laget av keramiske materialer.

 

Keramikk som alumina og borkarbid har blitt brukt i ballistiske panservester for å avvise rifleild med stor kaliber. Slike plater er kjent som Small Arms Protective Inserts (SAPI). Lignende materiale brukes til å beskytte cockpitene til noen militære fly, på grunn av materialets lave vekt.

 

Keramiske kuler brukes i noen kulelager. Deres høyere hardhet betyr at de er mye mindre utsatt for slitasje og kan tilby mer enn trippel levetid. De deformeres også mindre under belastning, noe som betyr at de har mindre kontakt med lagerets holdevegger og kan rulle raskere. I applikasjoner med svært høy hastighet kan varme fra friksjon under rulling forårsake problemer for metalllagre; problemer som reduseres ved bruk av keramikk. Keramikk er også mer kjemisk motstandsdyktig og kan brukes i våte miljøer hvor stållagre vil ruste. De to store ulempene ved å bruke keramikk er en betydelig høyere kostnad og mottakelighet for skade under sjokkbelastninger. I mange tilfeller kan deres elektrisk isolerende egenskaper også være verdifulle i lagre.

 

Keramiske materialer kan også brukes i motorer til biler og transportutstyr i fremtiden. Keramiske motorer er laget av lettere materialer og krever ikke et kjølesystem, og tillater dermed en betydelig vektreduksjon. Drivstoffeffektiviteten til motoren er også høyere ved høyere temperaturer, som vist av Carnots teorem. Som en ulempe, i en konvensjonell metallmotor, må mye av energien som frigjøres fra drivstoffet forsvinne som spillvarme for å forhindre nedsmelting av metalldelene. Til tross for alle disse ønskelige egenskapene er imidlertid ikke keramiske motorer i utbredt produksjon fordi produksjonen av keramiske deler med nødvendig presisjon og holdbarhet er vanskelig. Ufullkommenhet i de keramiske materialene fører til sprekker, som kan føre til potensielt farlig utstyrssvikt. Slike motorer har blitt demonstrert under laboratorieinnstillinger, men masseproduksjon er ennå ikke mulig med dagens teknologi.

 

Det jobbes med å utvikle keramiske deler til gassturbinmotorer. For tiden krever selv blader laget av avanserte metallegeringer som brukes i motorens varme seksjon avkjøling og nøye begrensende driftstemperaturer. Turbinmotorer laget med keramikk kunne fungere mer effektivt, og gi fly større rekkevidde og nyttelast for en bestemt mengde drivstoff.

 

Avanserte keramiske materialer brukes til å produsere urbokser. Materialet er foretrukket av brukere for sin lette vekt, ripebestandighet, holdbarhet, glatte berøring og komfort ved kalde temperaturer sammenlignet med metalldeksler.

 

Biokeramikk, som tannimplantater og syntetiske bein, er et annet lovende område. Hydroxyapatite, den naturlige mineralkomponenten i bein, er laget syntetisk fra en rekke biologiske og kjemiske kilder og kan formes til keramiske materialer. Ortopediske implantater laget av disse materialene binder seg lett til bein og annet vev i kroppen uten avstøtning eller betennelsesreaksjoner. På grunn av dette er de av stor interesse for genlevering og vevsteknologiske stillaser. De fleste hydroksyapatittkeramiske materialer er svært porøse og mangler mekanisk styrke og brukes derfor til å belegge ortopediske metallanordninger for å hjelpe til med å danne en binding til bein eller kun som benfyllstoffer. De brukes også som fyllstoffer for ortopediske plastskruer for å hjelpe til med å redusere betennelse og øke absorpsjonen av disse plastmaterialene. Det pågår forskning for å produsere sterke og svært tette nanokrystallinske hydroksyapatittkeramiske materialer for ortopediske vektbærende enheter, og erstatte fremmede metall- og plastortopediske materialer med et syntetisk, men naturlig forekommende benmineral. Til syvende og sist kan disse keramiske materialene brukes som benerstatninger eller med inkorporering av proteinkollagener, kan de brukes som syntetiske bein.

 

Krystallinsk keramikk

Krystallinske keramiske materialer er ikke mottagelig for et stort utvalg av prosessering. Det er hovedsakelig to generiske metoder for bearbeiding - sett keramikken i ønsket form, ved reaksjon in situ, eller ved å "forme" pulver til ønsket form, og deretter sintring for å danne en solid kropp. Keramiske formingsteknikker inkluderer forming for hånd (noen ganger inkludert en rotasjonsprosess kalt "kasting"), glidestøping, tapestøping (brukes til å lage veldig tynne keramiske kondensatorer, etc.), sprøytestøping, tørrpressing og andre varianter._cc781905-5cde -3194-bb3b-136bad5cf58d_ Andre metoder bruker en hybrid mellom de to tilnærmingene.

 

Ikke-krystallinsk keramikk

Ikke-krystallinsk keramikk, som er glass, dannes av smelter. Glasset formes når det enten er helt smeltet, ved støping, eller når det er i en tilstand av fløtekaramell-lignende viskositet, ved metoder som å blåse til en form. Hvis senere varmebehandlinger fører til at dette glasset blir delvis krystallinsk, er det resulterende materialet kjent som en glasskeramikk.

 

De tekniske keramiske prosesseringsteknologiene våre ingeniører har erfaring med er:

  • Die pressing

  • Varmpressing

  • Isostatisk pressing

  • Varm isostatisk pressing

  • Slipstøping og avløpsstøping

  • Tape støping

  • Ekstrudering

  • Lavtrykksprøytestøping

  • Grønn maskinering

  • Sintring og fyring

  • Diamantsliping

  • Sammenstillinger av keramiske materialer som hermetisk montering

  • Sekundær produksjon av keramikk som metallisering, plating, belegg, glassering, skjøting, lodding, lodding

 

Glassbehandlingsteknologier vi er kjent med inkluderer:

  • Trykk og blås / Blås og blås

  • Glassblåsing

  • Forming av glassrør og stang

  • Plateglass og flytende glassbehandling

  • Presisjonsglassstøping

  • Produksjon og testing av optiske glasskomponenter (sliping, lapping, polering)

  • Sekundære prosesser på glass (som etsing, flammepolering, kjemisk polering ...)

  • Montering av glasskomponenter, sammenføyning, lodding, lodding, optisk kontakt, epoksyfesting og herding

 

Produkttestfunksjoner inkluderer:

  • Ultralydtesting

  • Synlig og fluorescerende fargepenetrantinspeksjon

  • Røntgenanalyse

  • Konvensjonell visuell inspeksjonsmikroskopi

  • Profilometri, overflateruhetstest

  • Rundhetstesting og sylindrisitetsmåling

  • Optiske komparatorer

  • Koordinerte målemaskiner (CMM) med multi-sensor evner

  • Fargetesting og fargeforskjell, glans, uklarhetstester

  • Elektriske og elektroniske ytelsestester (isolasjonsegenskaper...osv.)

  • Mekaniske tester (strekk, torsjon, kompresjon ...)

  • Fysisk testing og karakterisering (tetthet ... osv.)

  • Miljøsykling, aldring, termisk sjokktesting

  • Test av slitestyrke

  • XRD

  • Konvensjonelle våtkjemiske tester (som korrosive miljøer …..osv.) samt avanserte instrumentelle analytiske tester.

 

Noen viktige keramiske materialer ingeniørene våre har erfaring med inkluderer:

  • Alumina

  • Cordieritt

  • Forsteritt

  • MSZ (Magnesia-Stabilized Zirconia)

  • Klasse "A" Lava

  • Mullite

  • Steatitt

  • YTZP (Yttria Stabilized Zirconia)

  • ZTA (Zirconia Toughened Alumina)

  • CSZ (Ceria Stabilized Zirconia)

  • Porøs keramikk

  • Karbider

  • Nitrider

 

Hvis du er mest interessert i våre produksjonsevner i stedet for tekniske evner, anbefaler vi deg å besøke vår tilpassede produksjonssidehttp://www.agstech.net

bottom of page