Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1. Kerámiák Kerámiák szerepe és perspektívái a mérnöki gyakorlatban A földkéregben előforduló elemek egy részének kémiai állapota olyan, hogy mint vegyületek,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1. Kerámiák Kerámiák szerepe és perspektívái a mérnöki gyakorlatban A földkéregben előforduló elemek egy részének kémiai állapota olyan, hogy mint vegyületek,"— Előadás másolata:

1 1. Kerámiák Kerámiák szerepe és perspektívái a mérnöki gyakorlatban A földkéregben előforduló elemek egy részének kémiai állapota olyan, hogy mint vegyületek, kerámiának minősülnek. Kerámia: kristályos, szervetlen nemfémes jellegű anyag. A mérnöki gyakorlat által felhasznált műszaki kerámiák azonban nagymértékben átalakított anyagok.

2 Kerámiák Kerámia: a szó eredete: keramos  fazekasföld fazekas ősi foglalkozás: agyagedények, kőedények a későbbiekben: porcelántárgyak üvegedények, építőanyagok tűzálló anyagok Korszerű műszaki kerámiák: megfelelő angol elnevezés: advanced technical ceramics structural ceramics high performance ceramics úgynevezett tradicionális kerámiák

3

4 A kerámiák és fémek tulajdonságainak összevetése Tulajdonság Korszerű kerámia Fém Kerámia:fém tulajdonságarány AlakíthatóságNagyon kicsiNagy(0,001-0,01):1 SűrűségKicsiNagy0,5:1 Törési szívósságKicsiNagy(0,0-0,1):1 KeménységNagyKicsi(3-10):1 HőtágulásKicsiNagy(0,1-0,3):1 Hővezető- képesség KicsiNagy(0,05-0,2):1 Elektromos ellenállás NagyKicsi( ):1

5 Néhány példa kerámia alkatrészek felhasználásából származó előnyökre AlkalmazásElőnyKerámiai anyagok Hűtés nélküli, kis teljesítményű dízelmotor A fajlagos üzemanyag- fogyasztás 10-15%-kal csökken ZrO 2, Si 3 N 4, SiC, Al 2 O 3, Al 2 TiO 5 Nagyteljesítményű adiabatikus dízelmotorok A fajlagos üzemanyag- fogyasztás 20%-kal csökken ZrO 2, Si 3 N 4, SiC, Al 2 O 3, Al 2 TiO 5 Kisteljesítményű gázturbinák autókhoz A fajlagos üzemanyag- fogyasztás 27%-kal csökken Si 3 N 4, SiC, Li-Al-szilikátok Rúdkovácsoló kemencék rekuperálása Fajlagos energia- felhasználás 41%-kal csökken SiC Szürke nyersvas megmunkálása A termelékenység 220%- kal nő Si 3 N 4, SIALON Rézdróthúzás A termelékenység 200%- kal nő ZrO 2

6 A korszerű műszaki kerámiák piaci helyzete Alkalmazási terület Forgalom 1987 (10 6 USD) Forgalom 2000 (10 6 USD) Elektromángenes eszközök (nyomtatott áramköri elemek, termisztorok, varisztorok, félvezetők, mágneses anyagok, kondenzátorok, gyújtógyertyák, stb.) Szerszámok, mechanikai eszközök (szerszámok, szuperkemény alkatrészek, kopásálló anyagok, stb.) Hőtechnikai eszközök (magas hőmérsékleten kopásálló és korrózióálló anyagok, stb.) Vegyipari eszközök és biokerámiák (érzékelők, katalizátorok, biokerámiák, stb.) Optikai eszközök (optikai szálak, egyéb optikai eszközök) Egyéb alkalmazások (szupravezetők, stb.) Mesterséges gyémánt Összesen

7 Felhasználási területekAnyag megnevezése 1. Szerkezeti kerámiák 1.1 A fémfeldolgozás vágó- és alakítószerszámai pl. vágólapkák, szálhúzógyűrűk, terelőgörgők, hengerek Szilícium-nitrid Titán-karbid Titán-nitrid Titán-borid 1.2 Motorkerámiák: pl. dízel izzítógyertyák, dízel előégetőkamrák, turbótöltők, szelepek Szilícium-nitrid Szilícium-karbid 1.3 Kohászat és gyártástechnológia elemei: pl. tégelyek, elpárologtatók, golyósmalmok, hőcserélők Szilícium-nitrid Szilícium-karbid Alumínuim-nitrid Bór-nitrid Titán-borid 1.4 Kopó alkatrészek: pl. szivattyútömítések, forgórészek, homokszóró, fúvókák, golyóálló mellények Szilícium-nitrid Szilícium-karbid Bór-karbid Titán-borid Titán-karbid Nem oxidos, nagy teljesítményű különleges kerámiák alapanyagai

8 Felhasználási területekAnyag megnevezése 1.5 Precíziós gépalkatrészek: pl. golyóscsapágyak, turbinalapátok, géporsók, idomszerek Szilícium-nitrid Szilícium-karbid 2. Elektrokerámiák 2.1 Szubsztrátok integrált áramkörökhözAlumínium-nitrid Alumínium-karbid 2.2 MágnesfejekSzilícium-nitrid Titán-karbid 2.3 Szenzorok, gyújtókCirkon-borid Titán-nitrid Alumínium-nitrid Szilícium-karbid 2.4 EllenállásokTitán-nitrid Króm-nitrid Alumínium-nitrid Lantán-hexaborid 3. Különleges tűzálló anyagok pl. kádbélések, csapolónyílások, befúvatólándzsák porlasztói 4. Élkerámiák Bór-karbid Szilícium-karbid Bór-nitrid Szilícium-nitrid Titán-nitrid, gyémánt

9

10 Kovalens kötés -elektronpárok létesítik a kötést (X A, X B ~ ≥ 2,1), -kohéziós energia nagy (pl.: C, Si, Ge), -irányított jelleg (pl. C-H 4 ).

11

12 A kötések nem tisztán ionos, kovalens vagy fémes, hanem kevert jellegűek is lehetnek:

13 A kerámiákban előforduló kötéstípusok: ionos kötés kovalens kötés A kerámiákban előforduló alapvető kristályszerkezetek:

14

15

16

17 Rácshibák:

18

19 Diszlokációk:

20 A mikroszerkezet

21 Kerámiák termikus stabilitása

22 A kerámiák mechanikai tulajdonságai

23

24

25

26

27

28

29

30 A kerámiák optikai tulajdonságai Mivel dielektrikumok, az elektromágneses hullámokat a látható fény tartományában általában nem abszorbeálják, ezért optikai felhasználásuk jelentős (lencsék, szűrők, prizmák, ablaküvegek). Az abszorpciós tényező frekvenciafüggése különböző anyagokban: abszorpció kis hullámhosszú tartományban: az elektronok átgerjesztése másik (vezető) sávba abszorpció nagy hullámhosszú tartományban: rácsvibráció

31

32 A kerámiák elektromos vezetőképessége Az elektromos vezetés mechanizmusa különböző anyagokban: fémek, félvezetők, szigetelők:

33 A kerámiák elektromos ellenállása

34

35


Letölteni ppt "1. Kerámiák Kerámiák szerepe és perspektívái a mérnöki gyakorlatban A földkéregben előforduló elemek egy részének kémiai állapota olyan, hogy mint vegyületek,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések