新しい無機ポリマー材料ツアー - 高度なセラミック

April 11, 2023

高度なセラミックは、原材料やプロセスの従来のセラミックとは異なります。それらは通常、高純度と超微細な材料で作られています。それらは、優れた組成と構造の設計と正確な化学量論と新しい準備技術を備えたセラミック材料で作られています。近年、高度なセラミックの重要性が高まっており、生産と生活で徐々に広く使用されています。中国は1950年代に高度なセラミックを研究し始め、実り多い結果を達成しました。表1 20世紀初頭に中国で高度な陶器を研究するプロセス

基本理論の研究から、今日の主要分野での科学技術研究まで、中国の理論的研究と最先端のハイテクセラミックの実験レベルは、世界の先進産業にあります。 IC基質、セラミック誘電体コンデンサ、抵抗器、インダクタ、磁気材料、ブザー、フィルターなどの通常の電子セラミックおよび構造セラミック。ピエゾ電気セラミック無線周波数コンポーネント、中アルミニウム磁器、高アルミニウム磁器、株式磁器、皮肉、テキスタイル磁器、融合した石英、融合したコランダムなどは、中国で大量生産でき、製品の品質は安定しており、特定の国際市場を占有することができます。それにもかかわらず、先進国と比較して、中国は技術と工業化の点で明らかなギャップを持っています。数千億ドルの高度なセラミックの世界的な年間売上では、中国の販売はわずか1％から2％を占めています。開発の余地がたくさんあります。たとえば、中国の携帯電話市場で使用されるチップ圧電セラミックフィルターはほとんどすべて輸入されており、市場は非常に大きいです。

図1 2000年の世界の高度な陶器市場の構造表2さまざまな国の高度なセラミック産業の市場規模と成長率

中国の高度なセラミックの欠点は、主に次の側面に反映されています。1。企業の規模は一般的に小さい2.専門分割の分割は不十分です。不十分。さらに、ハイテクのパフォーマンスはより完全であり、アプリケーションの範囲はますます広く、世界で最もダイナミックなセラミック産業になります。高度なセラミック製品は、マイクロエレクトロニクス技術、自動化機器、自動車エンジン、敏感なセンサー、新しいエネルギー源などで広く使用されており、市場のクライマックスと激しい市場競争を形成しています。材料科学の開発と製造プロセスの改善により、セラミックの内部構造がより洗練され、高密度化され、材料特性が大幅に改善され、新しい特別な機能が生まれました。その開発の過程で、多数の多機能高性能高度セラミックが生まれました。日常生活、私たちは日常生活に関連する例を挙げます - セラミックノンスティックパン

図2のセラミックコーティングの表面は、ほとんどメチル官能基が豊富であり、その表面張力は通常21〜23ダイン/cmです。また、染みが良く、フッ素を含む物質よりも安全です。 Teflonの露出後、多数の無煙ポット会社が主要なプロモーションポイントの1つとして無機セラミックコーティングを使用しました。加工業界で最も広く使用されている加工業界は、セラミックツールの出現です。金属切断が一般に、高硬度、高耐摩耗性、高強度と高骨折の靭性、高熱硬度、良好な熱衝撃耐性、侵食抵抗、切削工具材料の抗付着など、より大きな課題に直面している場合、セラミックナイフが出現しました高速切断条件下での高強度、硬度、耐摩耗性、長いサービス寿命の結果として。

図3 1970年代初頭のスーパーハードツールのターニング、米国で生産された多結晶ダイヤモンドツールと多結晶キュービックホウ素窒化物ツールが市場に出てきました。彼らの優れた硬度と耐摩耗性は、すぐに世界の注目を集めました。しかし、合成ダイヤモンドと立方体の窒化キュービックの製造プロセスは複雑で高価であったため、広く使用されていませんでした。スーパーハード材料製造技術の成熟と製造プロセスの継続的な進歩により、スーパーハードツール材料が急速に開発され、製造業の技術的進歩が促進されました。自動車産業向けの高性能構造セラミック材料は、密度が低く、熱伝導率が低く、高温抵抗、耐摩耗性、耐食性があるため、製造エンジンに理想的な材料です。

図4自動車用セラミック部品1940年代には、一部の人々は金属の代わりにセラミックを使用して、実験用のエンジン燃焼チャンバー成分を作りました。このような研究は1950年代後半にブームに達しましたが、当時の歴史的条件と技術レベルに限定されました。成功。 1970年代、世界の石油危機と省エネの問題により、セラミック材料を使用してエンジン部品を作る研究が再び人々の注目を集めました。一方、環境保護に対する人々の認識の増加は、セラミックエンジンの研究プロセスも加速しています。軍事応用中国の繊維強化セラミックマトリックス複合材料は戦略的ミサイルに巧妙に適用されていますが、軍事戦略家はこの高度なセラミック素材にも注意を向けています。

5タンクタンクマップを備えた5赤外線セラミックエンジンは、赤外線検出器と根本原因を破壊するための赤外線誘導兵器であることがわかり、それによって重要なアスペクトタンク赤外線放射とステルス技術の開発も減少します。高効率と断熱セラミックエンジンの低熱損失を伴う歩兵車両は、タンクの赤外線放射を減らすことができ、赤外線検出器によって検出され、赤外線誘導兵器によって破壊されることが困難になります。航空宇宙

図6：大気を通過するときにスペースシャトルによって発生する熱の変化

図7：ソリッドロケットモーターノズルスペースシャトルが再び大気に入ると、高速、高熱流束密度、深刻な気流の洗掘、および空力外部圧力により、キャビン自体と空気摩擦が高温になります。最大1400°C。宇宙シャトルの胴体の耐熱性は、絶対確実でなければなりません。セラミック複合材料で作られた熱挿入タイルは、この問題を非常にうまく解決し、スペースシャトルが宇宙で行き来できるようにするために使用できるのはこの種の尺度です。さらに、セラミックマトリックス複合材料は、固体エンジンC/Cノズルと燃焼器ケースの間に熱構造的な接続を行うのに理想的な材料でもあります。グローバルな観点から、高度なセラミックの発展には、技術の進歩、グローバリゼーション、着実な成長という3つの異なる傾向があります。米国は高度なセラミックの研究開発で世界で最初にランクされていますが、日本は航空宇宙産業以外の他のアプリケーションをリードしています。米国の特許は基本的な知識において革新的である傾向がありますが、日本の特許は、より多くのエンジニアリングアプリケーションを持つことを期待して、既存の技術の改善に基づいている傾向があります。グローバリゼーションは、ランキンディドと米国の非義務との間の協力、フランスのサンゴバインによるノルツーの買収など、国際的な協力と合併に現れています。高度なセラミックは成長を続け、構造セラミックと電子セラミックは着実に成長し、セラミックの複合材料とコーティングは2桁低いレベルで成長します。

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