Richtlijnen voor het gebruik van keramiek
Dankzij zijn grote vermogen en zijn diverse eigenschappen wordt keramiek in een hele reeks uiteenlopende toepassingen gebruikt, waar het materiaal voldoet aan traditionele industriële vereisten en ook aan de behoeften van de hoogtechnologische industrieën.
Keramiek wordt toegepast in de mechanica voor de vervaardiging van mechanische onderdelen wanneer de technische vereisten heel grote prestaties opleggen.
| Keramiek |
Materiaal |
|---|---|
| Slijtvastheid | Allemaal maar vooral Si 4N 3, ZrO 2 |
| Hoge temperatuur | AL 2O 3--> 1700 °C |
| Buigsterkte | AIN |
| Thermische stabiliteit | Si 4N 3 |
| Hardheid | SiC |
Keramiek wordt in de elektronica gebruikt voor haar elektrische en thermische eigenschappen.
| Keramiek | Eigenschappen | Materialen | Toepassingen |
|---|---|---|---|
| Isolatie | Grote elektrische en thermische weerstand |
Al 2O 3 |
Micro-elektronica
|
| Diëlektricum | Diëlektrische stijfheid Permittiviteit Diëlektrische constante |
BaTiO 3, SrTiO 3, CaTiO 3, Al 2O 3 Cordierite |
Condensators Substraten Elektroden |
| Thermistor | Vermindering van elektrische weerstand naar gelang van temperatuur | BaTiO 3 | Temperatuursensoren |
| Varistor | Toename van elektrische weerstand naar gelang van temperatuur | SiC, ZnO | Veiligheidsinterval |
| Verwarmings- elementen |
Groot elektrisch geleidingsvermogen | SiC, MoSi 2, LaCr 2O 3 | Weerstanden |
| Chemische sensor | Groot iongeleidingsvermogen | Al 2O 3,, ZrO 2, TiO | Vochtigheidscaptor, van gas |
Keramiek wordt in de luchtvaart en ruimtevaart gebruikt voor haar thermisch-structurele eigenschappen:
- Vuurvastheid: weerstand tegen temperaturen > 1000 °C
- Weerstand tegen bepaalde atmosfeer
- Weerstand tegen mechanische betrouwbaarheid
Door de keramische versterking met vezels, de C.M.C. (Ceramic-Matrix Composite), is dit materiaal te gebruiken voor de vervaardiging van allerhande complexe onderdelen:
- Turbine-elementen
- Verbrandingskamer
- Thermische bescherming
- Thermisch scherm
Keramiek wordt gebruikt in de metallurgie en in de vervaardiging van vuurvaste producten, voor deze eigenschappen:
- Mechanische weerstand bij hoge temperatuur
- Thermische-impactweerstand
- Weerstand tegen chemische shocks
Er bestaan in feite drie grote groepen vuurvast keramiek:
- De zure vuurvaste producten, van aluminiumoxide-silica
- De basische vuurvaste producten, van magnesia-dolomiet-chromiet
- De speciale of neutrale vuurvaste producten: koolstof, carbide, nitride, enz.
De vuurvaste keramische materialen worden gebruikt in de metallurgie, voor de vervaardiging van kernen, schaalvormen, enz.
| Vuurvaste producten | Eigenschappen | Materialen | Toepassingen |
|---|---|---|---|
| ZUREN | |||
| Silicaat | Lage kruip Thermische slagvastheid >800°C |
SiO 2 > 93% | Kroon, glaswarenfusie |
| Klei | Groot thermisch uitzettings- en geleidingsvermogen | 20% < Al 2O 3 < 45% | Uitvoering van ovens |
| Aluminiumoxide | Grote corrosievastheid | Al 2O 3 > 45% | Hoogoven |
| Uiterst vuurvast Heel goede corrosieweerstand |
MgO Cr 2O 3 |
Non-ferrometaalfusie Elektrische ovens | |
| NEUTRAAL bijv.: koolstof |
Lage uitzettingscoëfficiënt Uitstekende chemische weerstand | Koolstof |
Dichting elektrolysepot Kroesovens |
| Materialen | Eigenschappen | Vormingstechnologie | Toepassingen |
|---|---|---|---|
| Yttria-gestabiliseerd zirkonium | Ionengeleiding door O2-ionen |
|
|
| Gevormd met perovskietstructuur | Gemengde-basis geleiding (ionengeleiding en elektronische geleiding door O2-ionen) Protongeleiding (door H+) |
|
|
De technische keramiek is heel belangrijk op milieuvlak, vanwege:
- Beheerste poreuze structuur
- Uitstekende thermische eigenschappen
Keramiek wordt gebruikt voor de vervaardiging van:
- Gasdetectiesensoren:
-
- Materialen: oxide met zeldzame aardmaterialen of overgangselementen
- Katalysator
-
- Materialen: cordieriet, SiC
- Filters voor agro-voedingsmiddelen en waterzuivering
-
- Buisvorming poreuze materialen, multikanalen of plan
- Roetfilters voor dieselmotoren
- Afvalbehandeling: afvalverglazing
