آشنایی با سرامیک ، طبقه بندی و موارد مصرف آن
آشنایی با واژه سرامیک
شیدارک در این مقاله شما را با واژه سرامیک، ساختار آن، انواع سرامیک ها و کاربردهای کلی سرامیک در صنایع آشنا می کند. واژه سرامیک در حالت کلی به موادی گفته می شود که با استفاده از گرما شکل داده و تولید می شوند. کلمه سرامیک از لغت یونانی Keramicos به معنی ماده سوخته شده آمده است.
سرامیک از لحاظ شیمیایی، یک ترکیب معدنی (غیرآلی) بوده و می تواند عناصر فلز، غیر فلزی یا اتمهای فلزی را در خود داشته باشد که با پیوند شیمیایی به هم چسبیده اند. پیوند بین عناسر سرامیک یا به صورت یونی و یا ترکیبی از پیوندهای یونی و کووالانسی می باشد. واژه سرامیک از منظری دیگر، به 1) نام سرامیک اشاره دارد و 2) هم به مواد سرامیکی و 3) همچنین به هنر ساخت و استفاده ازمواد اینچنینی گفته می شود.
سرامیک ها یکی از قدیمی ترین صنایع شناخته شده توسط بشر می باشد. از همان زمان که بشر دریافت که با حفر خاک رس و شکل دادن آن با افزودن آب و سپس حرارت دادن می تواند اشیاء مختلف را بسازد، این صنعت به وجود آمد. جدول زیر به صورت خلاصه فرایند زمانی تولید و پیشرفت صنعت سرامیک را نشان می دهد:
| سال | شناخت و توصعه صنعت سرامیک |
| 24 هزارسال قبل از میلاد | استفاده از مجسمه های سرامیکی برای مراسم مذهبی |
| 14 هزارسال قبل از میلاد | اولین تایلهای سرامیکی در کنار رود فرات (بین ایران و عراق) و در هند ساخته شدند |
| 10-9 هزارسال قبل از میلاد | صنعت سفالگری شروع شد |
| 8-5 هزارسال قبل از میلاد | صنعت شیشه و لعاب گری در مصر شناخته شد |
| 1500 سال قبل از میلاد | اولین اشیاء لعابی تولید شدند |
| سال 1550 میلادی | مواد نسوز سرامیکی برای تولید آهن، شیشه، سرامیک و سیمان استفاده شدند |
| سالهای میانی 1880 میلادی | ساخت مواد عایق الکتریکی پرسلانی و لامپ رشته ای سرامیکی |
| 1920 میلادی | تولید مواد عایق مقاومت بالای پرسلانی، پنجره شیشه ای و پلاگهای جرقه ای آلومینا |
| 1940 میلادی | ساخت خازن ها و فریت های مغناطیسی |
| 1970 میلادی | آشنایی با سرامیک های سلولی توان بالا برای استفاده در مبدل های کاتالیستی و فیلترهای موتورهای دیزلی |
| 1980 میلادی | ابررساناهای با کارکرد در دمای بالا |
مشخصات فنی سرامیک
سرامیکها در حالت کلی دارای خواص زیر هستند، اما باید توجه داشت که این مشخصات برای همه سرامیک ها نمی باشد (با تغییر در فرایند تولید می توان برخی مشخصات آن را بهبود و یا تغییر داد)
– سرامیک ها سخت هستند
– مقاوم در برابر شرایط محیطی
– عایق الکتریسیته و حرارت
– از لحاظ شیمیایی پایدار هستند
– با دوام و دارای طول عمر بالا
– خاصیت مغناطیسی ندارند
– جزو مواد نسوز هستند
موارد مصرف سرامیک ها در صنعت
علاوه بر آنچه در بالا به آن اشاره شد و از سرامیک برای سفالگری، ساخت آجر و … استفاده می شود، سرامیک جزء مواد پرکاربرد در صنایع مختلف می باشد.
به صورت مرسوم، سرامیک های پایه خاک رس و سیلیکا برای مصارف ساختمانی و کاربردهای مشابه استفاده می شوند. اما سرامیک دارای تکنولوژی مدرن امروزه در گروههای زیر نیز استفاده می شوند:
– صنعت نور و اپتیک (سرامیک های شفاف)
– صنعت الکترونیک (سنسورها، مبدل های پیزو الکتریک و …)
– صنعت مکانیک حرارت (موتورهای مکانیکی)
– روکش های مقاوم در برابر سایش ( تیغه ها و ابزار برنده)
برای توضیح گستردگی استفاده از سرامیک می توان به این نکته اشاره کرد که در آمریکا در سال 1974 بازار سرامیک ارزشی حدود 20 میلیون دلار داشت در حالیکه امروزه بازار سرامیک به ارزش بالای 500 بیلیون دلار رسیده است.
طبقه بندی سرامیکها براساس کاربرد و موارد مصرف
1) شیشه ها
براساس سیلیس SiO2 موجود در سرامیک با خواص خاص برای تولید: 1) شیشه های نوری 2) مصارف خانگی 3) کانتینرها و ظروف نگهدارنده
2) سرامیک های مدرن High-Performance
سرامیک های ویژه با سختی ارتقاء یافته، مقاومت سایشی، خواص الکتریکی برای تولید: 1) تیغه ها 2) سنسورها 3) لیزر 4) ابررساناها 5) یاتاقان ها
3) سرامیک های لعابی (کاربرد در صنعت ساختمان)
شامل تولیدات پایه رسی بشرح زیر هستند:
1) پرسلان ها
2) چینی آلات سرویسها
3) تایل های سرامیک
4) آجرها
5) مواد سرامیکی نسوز
همچنین برای سفالگری هم استفاده می شود و تولید آنها شبیه روش تولید سرامیکهایی است که 2000 سال قبل نیز بشر آن را تولید می کرد. فرایند آن شامل خیس کردن خاک رس (تبدیل به حالت خمیری) بوده که می توان آنها را به شکل دلخواه درآورد که بعدا خشک شده و در برابر حرارت کریستاله و لعابی می شوند.
در مقاله ای جداگانه به استفاده از سرامیک برای مصارف ساختمانی پرداخته خواهد شد.
4) سیمان و بتن
سرامیک های با ساختار پیچیده در فازهای مختلف با کاربردهای 1) سازه ای 2) کامپوزیتی
5) سرامیک های طبیعی
سنگ ها و مواد معدنی حاوی یخ و استخوان
طبقه بندی سرامیک ها براساس ساختار و ترکیب شیمیایی (این بخش برای آشنایی بیشتر علاقه مندان می باشد)
برای آشنایی شما علاقه مندان به تنوع طبقه بندی سرامیک ها، در اینجا به انواع گروه بندی آن اشاره می شود.
سرامیکهای سیلیکاتی – باتوجه به فاز شیشه ای در ساختار متخلخل سرامیک ها بوده و شامل گروههای زیر هستند:
– سرامیک رسی (دارای مولیت Mullite – 2Al2O3.2SiO2)
– سرامیک سیلیکا ( دارای کوردیریت Cordierite – 2MgO.2Al2O3.2SiO2)
سرامیک اکسیدی – فاز غالب کریستالی با فاز شیشه ای کوچک
– اکسید ساده (Al2O3)
– اکسید تقویت شده
– اکسید مخلوط و ترکیبی (مولیت و BaTiO3)
سرامیک غیراکسیدی– شامل گروهای کربن، SiC، BN، TiB2 و سیالون هستند.
سرامیک های شیشه ای- شیشه کریستاله شده شامل گروههای SiO2-Li2O، LAS، MAS هستند.
کتاب جامع آشنایی با سرامیک
جهت دریافت کتاب جامع آشنایی با سرامیک فرم زیر را تکمیل نمایید.
با ما همراه باشید.
جهت اطلاع از آخرین اخبار، مقالات، فیلم های آموزشی، محصولات و برندهای صنعت کفپوش در خبرنامه شیدارک عضو شوید.