¿Cuáles son los puntos de los materiales cerámicos avanzados a los que vale la pena prestar atención?

Los teléfonos inteligentes, televisores LCD, computadoras, automóviles y otros productos han aplicado muchas tecnologías avanzadas de vanguardia, y la cerámica también es indispensable. Por ejemplo, hay cientos o miles de condensadores cerámicos, un pequeño componente electrónico que se utiliza en un teléfono inteligente. Pero este tipo de cerámica no son las "baldosas de cerámica" y los "cuencos de porcelana" comunes en la vida de las personas, sino cerámicas avanzadas producidas con tecnología de alta precisión.

Entonces, ¿qué es la cerámica avanzada? ¿Cuáles son las características y aplicaciones?

La diferencia entre cerámica avanzada y cerámica tradicional

Los productos cerámicos se dividen en dos categorías de cerámica ordinaria y cerámica avanzada, una de las cerámicas avanzadas, también conocida como cerámica nueva, cerámica especial, cerámica fina, alta tecnología, etc., se refiere a la síntesis artificial ultrafina de alta pureza o seleccionada. Compuestos inorgánicos como materia prima, con composición química precisa, tecnología de fabricación de precisión y diseño de estructura, y tiene excelentes características mecánicas, de sonido, de luz, de calor, de electricidad y biológicas, en la industria aeroespacial, cerámica, información electrónica, biomedicina, fabricación de equipos de alta gama y otras tecnologías de alta gama se pueden ver en todas partes.

Las principales diferencias son las siguientes:

Clasificación y aplicación de cerámicas avanzadas.

La cerámica avanzada se divide en cerámica estructural y cerámica funcional. La cerámica estructural se refiere a la cerámica que se puede utilizar como material estructural de ingeniería, con las características de alta resistencia, alta dureza, alto módulo elástico, resistencia a altas temperaturas, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación, resistencia al calor y a los golpes, etc. Las cerámicas funcionales son un tipo de cerámica con características eléctricas, magnéticas, ópticas, térmicas, químicas y biológicas, y tienen la función de interconversión. Las cerámicas funcionales representan aproximadamente el 70% de la cuota de mercado de las cerámicas avanzadas y el resto son cerámicas estructurales.

Las piezas cerámicas avanzadas se aplican de la siguiente manera:

1.Productos electrónicos

Con el rápido desarrollo de la industria de la información y la industria del consumo electrónico, los productos electrónicos industriales y de consumo mantendrán una tendencia de rápido desarrollo y la demanda de cerámica electrónica es enorme. Se espera que la demanda mundial de cerámica electrónica supere los 40 mil millones de dólares estadounidenses para 2020. La cerámica electrónica es el producto técnico más maduro entre las cerámicas avanzadas y representa el 65% de la cuota de mercado de la cerámica avanzada. Se utiliza principalmente para chips, condensadores, embalajes de circuitos integrados, sensores, aisladores, ferroimanes, cerámicas piezoeléctricas, semiconductores, superconductores, etc. Los materiales principales son titanato de bario, óxido de zinc, circonato de plomo y titanio, niobato de litio, nitruro de aluminio, dióxido de circonio y alúmina, etc.

2. Cerámica biológica

Las biocerámicas se refieren a los materiales cerámicos que actúan directamente sobre el cuerpo humano o están relacionados con él. A grandes rasgos, se denominan biocerámicas a todos los materiales cerámicos que pertenecen a la ingeniería biológica. Como material biocerámico debe tener las siguientes funciones: reemplazar la parte enferma o dañada del cuerpo humano, como sustituto de la parte con defecto congénito, contribuir a la recuperación del tejido del cuerpo humano.

En la actualidad, los materiales biomédicos se han convertido en un punto caliente para la investigación y el desarrollo de los científicos en varios países. El 70% -80% de los materiales y productos biomédicos nacionales dependen de las importaciones y básicamente de la imitación. La cuota de mercado global de materiales biomédicos en China solo representa el 2% y el nivel de tecnología del producto se encuentra principalmente en la etapa primaria. Con el envejecimiento de la población social, para 2020, China necesitará 800.000 juegos de articulaciones artificiales al año, 1,6 millones de stents vasculares al año y lentes intraoculares al año, y la demanda de materiales biocerámicos aumentará sustancialmente.

Además de la medición, el diagnóstico y el tratamiento, las biocerámicas se utilizan principalmente como sustitutos del tejido duro biológico, que se pueden utilizar en ortopedia, cirugía plástica, cirugía bucal, cirugía cardiovascular, oftalmología, otorrinolaringología y cirugía general, entre otros aspectos.

3. Nanocerámicas

En los últimos años, la nanocerámica ha atraído mucha atención. Cuando las materias primas seleccionadas y los granos postformados alcancen la escala nanométrica, se producirán mutaciones en la ciencia de preparación, la cerámica, la tecnología cerámica y las propiedades materiales finales de los materiales cerámicos, a fin de abrir un uso más amplio de los materiales cerámicos.

En la actualidad, existen tres tipos de métodos de preparación de nanocerámicas: método de preparación física, método en fase gaseosa y método de química húmeda. Los polvos nanocerámicos preparados son: Al ₂ O ₃, ZrO ₂, SiO ₂, Si ₂ N, SiC, BaTiO₃, TiO ₂, etc. El desarrollo de las nanocerámicas ha llevado al desarrollo de algunos nuevos equipos de sinterización rápida, como el proceso de sinterización al vacío, el proceso de sinterización por microondas y la sinterización por plasmatecnología (PSS).

4. Cerámica de baja expansión

El material con un valor absoluto del coeficiente de expansión térmica inferior a 210 ⁶ / ℃ se denomina material de baja expansión, y el material con un coeficiente de expansión cercano a cero es un material de expansión ultrabaja. Las cerámicas de baja expansión, especialmente las cerámicas de expansión cero o las cerámicas de expansión negativa, se pueden utilizar como componentes principales del motor, aspas de material de aviación, juntas de estufa, sustrato de circuito, espejo astronómico en blanco y radomo, ventana de observación de alta temperatura, medición de precisión y otros dispositivos. , portadores y filtros, inmovilización de residuos nucleares, materiales de sellado y otros materiales de alta tecnología.

5. Cerámica avanzada utilizada en conservación de energía, protección del medio ambiente y nuevos campos energéticos.

Con el rápido desarrollo económico, el rápido aumento de la demanda de energía y la enorme cantidad de producción de desechos industriales y domésticos, la conservación de energía y la protección del medio ambiente se han convertido en una cuestión importante que preocupa cada vez más a la comunidad internacional. En el caso de escasez de energía y deterioro ambiental cada vez más grave, tecnología avanzada, de alta eficiencia, ahorro de energía y protección ambiental del incinerador de residuos térmico regenerativo (RT0) de ahorro de energía y cámara de almacenamiento de calor de ahorro de energía de la industria de fundición con cerámica de panal, purificación térmica de gas y agua. tratamiento con película y equipo cerámicos, tecnología de transmisión uhv ac y equipo con una serie de aisladores de porcelana de suspensión ultra / uhv, almacenamiento de calor e intercambio de calor con componentes cerámicos de carburo de silicio, la industria fotovoltaica con una serie de productos cerámicos obtendrá una oportunidad de desarrollo única.

6. Cerámica aeroespacial

La aplicación incluye principalmente cerámica blindada a prueba de balas para helicópteros, materiales para discos de freno de aviones, materiales cerámicos para diafragmas para baterías de satélites, revestimientos infrarrojos invisibles (camuflaje), cojinetes cerámicos, materiales cerámicos para radomos de misiles, etc. En la actualidad, la investigación de aplicaciones en el sector aeroespacial se centra principalmente en los materiales resistentes al calor de las boquillas de cohetes, baldosas aislantes del calor de naves espaciales, materiales cerámicos de ingeniería compuestos y revestimientos de ventanas de observación de naves espaciales, etc., especialmente en la investigación y el desarrollo de fibra cerámica con ligera resistencia al calor, resistencia a la corrosión y alto punto de fusión. alta resistencia.

Apoyo a la política industrial relacionada con el país

En 2014, el plan nacional de propulsión para el desarrollo de la industria de circuitos integrados esbozó la impresión de la nueva política de notificación del plan de acción de desarrollo de innovación de la industria de pantallas 2014-2016, promovió vigorosamente el desarrollo independiente de las empresas de fabricación de circuitos integrados y de las empresas de paneles de pantalla, y guió la cadena industrial ascendente y descendente. empresas para fortalecer la cooperación, mejorar integralmente el nivel de localización de la cadena de suministro.

En el período "Opciones mucho más duras y consecuencias más graves", la cerámica avanzada como una parte importante de nuevos materiales ha entrado en las industrias estratégicas emergentes directorio de orientación de productos y servicios clave "industrial" de cuatro bases "directorio de desarrollo" guía de desarrollo de tecnología genérica clave de la industria "La clasificación estratégica de industrias emergentes y el catálogo de orientación para el ajuste de la estructura industrial se convierten en una parte importante de la planificación nacional de desarrollo de la industria emergente. La cerámica avanzada y otros materiales nuevos han proporcionado la capacidad de apoyo básica para el desarrollo y la expansión de industrias emergentes estratégicas en China, como tecnología de la información de nueva generación, equipos de alta gama, nuevos materiales, biología, vehículos de nueva energía, nueva energía, conservación de energía y protección del medio ambiente, creatividad digital, etc.

Durante el período del XIV Plan Quinquenal, China continuó promoviendo el desarrollo de tecnología industrial de cerámica avanzada y otros nuevos materiales a un nivel líder internacional. El Esquema del Decimocuarto Plan Quinquenal para el Desarrollo Económico y Social Nacional de la República Popular China y la Visión 2035 propone que para 2025, la tecnología general y la aplicación de nuevos materiales clave se sincronizarán con el nivel internacional; la proporción de productos de gama media y alta aumentará considerablemente; el nivel y la capacidad de soporte independiente de los materiales clave mejoran significativamente y el problema de los materiales clave de tablas cortas se aliviará de manera efectiva. La cerámica avanzada se considerará parte de la planificación estratégica nacional en el futuro, seguirá recibiendo un fuerte apoyo político, acelerará los avances en campos tecnológicos clave y ayudará al desarrollo de un tipo de industrias estratégicas emergentes en China.

Este artículo está reimpreso de IACECHINA.