مواد السيراميك هي مواد صلبة غير عضوية وغير معدنية يتم تحضيرها بفعل التسخين والتبريد اللاحق. قد تحتوي مواد السيراميك على هيكل بلوري أو بلوري جزئيًا ، أو قد تكون غير متبلورة (مثل الزجاج). السيراميك الأكثر شيوعًا هو بلوري. يتعامل عملنا في الغالب مع السيراميك التقني ، المعروف أيضًا باسم السيراميك الهندسي أو السيراميك المتقدم أو السيراميك الخاص. أمثلة لتطبيقات السيراميك التقني هي أدوات القطع ، والكرات الخزفية في المحامل الكروية ، وفوهات حرق الغاز ، والحماية الباليستية ، وكريات أكسيد اليورانيوم بالوقود النووي ، والغرسات الطبية الحيوية ، وشفرات توربينات المحرك النفاث ، ومخاريط أنف الصواريخ. المواد الخام بشكل عام لا تشمل الطين. من ناحية أخرى ، يستخدم الزجاج ، على الرغم من عدم اعتباره سيراميك ، نفس طرق المعالجة والتصنيع والاختبار المتشابهة جدًا مثل السيراميك.

باستخدام برامج التصميم والمحاكاة المتقدمة ومعدات معمل المواد ، تقدم AGS-Engineering:

• تطوير تركيبات السيراميك

• اختيار المواد الخام

• تصميم وتطوير منتجات السيراميك (ثلاثي الأبعاد ، تصميم حراري ، تصميم كهروميكانيكي ...)

• تصميم العملية وتدفق المصنع والتخطيطات

• دعم التصنيع في المجالات التي تشمل السيراميك المتقدم

• اختيار المعدات وتصميم وتطوير المعدات المخصصة

• معالجة الرسوم والعمليات الجافة والرطبة والاستشارات والاختبار Proppant

• خدمات اختبار لمواد ومنتجات السيراميك

• خدمات تصميم وتطوير واختبار المواد الزجاجية والمنتجات النهائية

• النماذج الأولية والنماذج الأولية السريعة لمنتجات السيراميك أو الزجاج المتقدمة

• التقاضي والشاهد الخبير

 

يمكن تصنيف السيراميك الفني إلى ثلاث فئات مادية متميزة:

• أكاسيد: ألومينا ، زركونيا

• غير أكاسيد: كربيدات ، بوريدات ، نيتريد ، مبيدات السيليكات

• المركبات: الجسيمات المقواة ، مجموعات الأكاسيد وغير الأكاسيد.

 

يمكن لكل فئة من هذه الفئات تطوير خصائص مادية فريدة بفضل حقيقة أن السيراميك يميل إلى أن يكون بلوريًا. مواد السيراميك صلبة وخاملة ، وهشة ، وقاسية ، وقوية في الانضغاط ، وضعيفة في القص والتوتر. إنها تتحمل التآكل الكيميائي عند تعرضها لبيئة حمضية أو كاوية. يمكن أن يتحمل السيراميك عمومًا درجات حرارة عالية جدًا تتراوح من 1000 درجة مئوية إلى 1600 درجة مئوية (1800 درجة فهرنهايت إلى 3000 درجة فهرنهايت). تشمل الاستثناءات المواد غير العضوية التي لا تحتوي على الأكسجين مثل كربيد السيليكون أو نيتريد السيليكون.   كثير من الناس لا يدركون أن إنشاء منتج من السيراميك التقني المتقدم هو مسعى شاق يتطلب عملاً أكثر بكثير من المعادن أو البوليمرات. يحتوي كل نوع من أنواع السيراميك التقني على خصائص حرارية وميكانيكية وكهربائية محددة يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على البيئة التي تعيش فيها المادة والظروف التي تتم معالجتها في ظلها. حتى عملية تصنيع نفس النوع الدقيق من مادة السيراميك التقنية يمكن أن تغير خصائصها بشكل جذري.

 

بعض التطبيقات الشائعة للسيراميك:

​

يستخدم السيراميك في صناعة السكاكين الصناعية. ستبقى شفرات سكاكين السيراميك حادة لفترة أطول بكثير من سكاكين الصلب ، على الرغم من أنها أكثر هشاشة ويمكن قطعها عن طريق إسقاطها على سطح صلب.  

 

في رياضة السيارات ، أصبحت سلسلة من الطلاءات العازلة المتينة وخفيفة الوزن ضرورية ، على سبيل المثال على مشعبات العادم المصنوعة من مواد السيراميك.

 

تم استخدام السيراميك مثل الألومينا وكربيد البورون في السترات الباليستية المدرعة لصد نيران البنادق ذات العيار الكبير. تُعرف هذه اللوحات بإدراج حماية الأسلحة الصغيرة (SAPI). وتستخدم مواد مماثلة لحماية قمرات القيادة في بعض الطائرات العسكرية ، بسبب الوزن الخفيف للمادة.

 

يتم استخدام كرات السيراميك في بعض الكرات. صلابتها العالية تعني أنها أقل عرضة للارتداء ويمكن أن توفر أكثر من عمر ثلاث مرات. كما أنها أقل تشوهًا تحت الحمل مما يعني أنها أقل تلامسًا مع جدران التجنيب الحاملة ويمكن أن تتدحرج بشكل أسرع. في التطبيقات عالية السرعة ، يمكن أن تسبب الحرارة الناتجة عن الاحتكاك أثناء التدحرج مشاكل للمحامل المعدنية ؛ المشاكل التي يتم تقليلها باستخدام السيراميك. السيراميك أيضًا أكثر مقاومة كيميائيًا ويمكن استخدامه في البيئات الرطبة حيث تصدأ المحامل الفولاذية. العيبان الرئيسيان لاستخدام السيراميك هما التكلفة المرتفعة بشكل ملحوظ ، والقابلية للتلف تحت أحمال الصدمات. في كثير من الحالات ، قد تكون خصائص العزل الكهربائي الخاصة بهم ذات قيمة أيضًا في المحامل.

 

يمكن أيضًا استخدام مواد السيراميك في محركات السيارات ومعدات النقل في المستقبل. المحركات الخزفية مصنوعة من مواد أخف ولا تتطلب نظام تبريد ، مما يسمح بإنقاص الوزن بشكل كبير. تكون كفاءة الوقود في المحرك أعلى أيضًا في درجات الحرارة المرتفعة ، كما هو موضح في نظرية كارنو. كعيب ، في المحرك المعدني التقليدي ، يجب تبديد الكثير من الطاقة المنبعثة من الوقود على شكل حرارة مهدرة من أجل منع انصهار الأجزاء المعدنية. ومع ذلك ، على الرغم من كل هذه الخصائص المرغوبة ، لا تنتشر محركات السيراميك على نطاق واسع لأن تصنيع أجزاء السيراميك بالدقة المطلوبة والمتانة أمر صعب. تؤدي العيوب في مواد السيراميك إلى حدوث تشققات ، مما قد يؤدي إلى تعطل محتمل للمعدات. تم إثبات مثل هذه المحركات في ظروف معملية ، لكن الإنتاج الضخم غير ممكن بعد باستخدام التكنولوجيا الحالية.

 

يجري العمل على تطوير الأجزاء الخزفية لمحركات التوربينات الغازية. حاليًا ، حتى الشفرات المصنوعة من السبائك المعدنية المتطورة المستخدمة في القسم الساخن للمحركات تتطلب التبريد وتقليل درجات حرارة التشغيل بعناية. يمكن للمحركات التوربينية المصنوعة من السيراميك أن تعمل بكفاءة أكبر ، مما يمنح الطائرات نطاقًا وحمولةًا أكبر لكمية محددة من الوقود.

 

تُستخدم مواد خزفية متقدمة لإنتاج علب الساعات. يفضل المستخدمون هذه المادة لوزنها الخفيف ، ومقاومتها للخدش ، وقوة تحملها ، ولمسها السلس وراحتها في درجات الحرارة الباردة مقارنة بالحالات المعدنية.

 

تعتبر السيراميك الحيوي ، مثل زراعة الأسنان والعظام الاصطناعية مجالًا واعدًا آخر. هيدروكسيباتيت ، المكون المعدني الطبيعي للعظام ، تم تصنيعه صناعياً من عدد من المصادر البيولوجية والكيميائية ويمكن تشكيله في مواد خزفية. ترتبط غرسات العظام المصنوعة من هذه المواد بسهولة بالعظام والأنسجة الأخرى في الجسم دون رفض أو تفاعلات التهابية. وبسبب هذا ، فإنهم يتمتعون باهتمام كبير في توصيل الجينات وسقالات هندسة الأنسجة. معظم سيراميك الهيدروكسيباتيت مسامي للغاية ويفتقر إلى القوة الميكانيكية ، وبالتالي يتم استخدامه لتغليف أجهزة تقويم العظام المعدنية للمساعدة في تكوين رابطة للعظام أو كمواد مالئة للعظام فقط. كما أنها تستخدم كمواد مالئة للبراغي البلاستيكية لتقويم العظام للمساعدة في تقليل الالتهاب وزيادة امتصاص هذه المواد البلاستيكية. الأبحاث جارية لإنتاج مواد سيراميك هيدروكسيباتيت متبلورة قوية وكثيفة جدًا لأجهزة تقويم العظام ، لتحل محل المعادن الغريبة والمواد البلاستيكية لتقويم العظام بمعدن عظمي اصطناعي ، ولكنه يحدث بشكل طبيعي. في نهاية المطاف ، يمكن استخدام هذه المواد الخزفية كبديل للعظام أو مع دمج الكولاجين البروتيني ، ويمكن استخدامها كعظام اصطناعية.

 

سيراميك بلوري

لا تخضع مواد السيراميك البلورية لمجموعة كبيرة من المعالجة. هناك طريقتان رئيسيتان للمعالجة - وضع السيراميك بالشكل المطلوب ، عن طريق التفاعل في الموقع ، أو عن طريق "تشكيل" المساحيق في الشكل المطلوب ، ثم التلبيد لتشكيل جسم صلب. تتضمن تقنيات تشكيل السيراميك التشكيل يدويًا (يتضمن أحيانًا عملية دوران تسمى "الرمي") ، والصب المنزلق ، وصب الشريط (يستخدم في صنع مكثفات السيراميك الرقيقة جدًا ، وما إلى ذلك) ، والقولبة بالحقن ، والضغط الجاف ، وأشكال أخرى ._cc781905-5cde -3194-bb3b-136bad5cf58d_ تستخدم الطرق الأخرى خليطًا بين الطريقتين.

 

سيراميك غير بلوري

الخزف غير البلوري ، كونه زجاج ، يتكون من الذوبان. يتشكل الزجاج عندما يذوب بالكامل ، عن طريق الصب ، أو عندما يكون في حالة لزوجة تشبه الحلوى ، بطرق مثل النفخ في قالب. إذا تسببت المعالجات الحرارية اللاحقة في أن يصبح هذا الزجاج متبلورًا جزئيًا ، فإن المادة الناتجة تُعرف باسم السيراميك الزجاجي.

 

تقنيات معالجة السيراميك الفنية التي يتمتع بها مهندسونا من ذوي الخبرة هي:

• يموت الضغط

• الضغط الساخن

• الضغط المتساوي الساكن

• الضغط الساخن المتوازنة الساكن

• صب الانزلاق وصب الصرف

• صب الشريط

• تشكيل البثق

• صب حقن الضغط المنخفض

• الآلات الخضراء

• التكلس والحرق

• طحن الماس

• تجميعات مواد السيراميك مثل التجميع المحكم

• عمليات التصنيع الثانوية على السيراميك مثل المعدنة والطلاء والطلاء والتزجيج والربط واللحام واللحام بالنحاس

 

تشمل تقنيات معالجة الزجاج المألوفة لدينا ما يلي:

• اضغط ونفخ ونفخ ونفخ

• نفخ الزجاج

• تشكيل الأنبوب الزجاجي والقضيب

• معالجة ألواح الزجاج والزجاج المسطح

• صب الزجاج الدقيق

• تصنيع واختبار المكونات الزجاجية الضوئية (الطحن ، اللف ، التلميع)

• العمليات الثانوية على الزجاج (مثل النقش ، والتلميع باللهب ، والتلميع الكيميائي ...)

• تجميع مكونات الزجاج ، الربط ، اللحام ، اللحام بالنحاس ، الاتصال البصري ، ربط الإيبوكسي والمعالجة

 

تشمل قدرات اختبار المنتج ما يلي:

• اختبار بالموجات فوق الصوتية

• فحص نفاذية الصبغة المرئية والفلورية

• تحليل الأشعة السينية

• الفحص المجهري البصري التقليدي

• قياس الملامح ، اختبار خشونة السطح

• اختبار الاستدارة وقياس الأسطوانة

• مقارنات بصرية

• تنسيق آلات القياس (CMM) مع إمكانيات أجهزة الاستشعار المتعددة

• اختبار اللون واختلاف اللون واختبارات اللمعان والضباب

• اختبارات الأداء الكهربائية والإلكترونية (خصائص العزل ... إلخ)

• الاختبارات الميكانيكية (الشد ، الالتواء ، الضغط ...)

• الاختبارات الفيزيائية والتوصيف (الكثافة ... إلخ.)

• ركوب الدراجات البيئية ، والشيخوخة ، واختبار الصدمة الحرارية

• اختبار مقاومة التآكل

• XRD

• الاختبارات الكيميائية الرطبة التقليدية (مثل البيئات المسببة للتآكل ... إلخ) وكذلك الاختبارات التحليلية الآلية المتقدمة.

 

تشمل بعض المواد الخزفية الرئيسية التي يتمتع بها مهندسونا الخبرة ما يلي:

• الألومينا

• كورديريت

• فورستريت

• MSZ (زركونيا المغنيسية المستقرة)

• حمم الدرجة "أ"

• موليت

• الحجر الصخري

• YTZP (زركونيا استقرت Yttria)

• ZTA (زركونيا تشديد الألومينا)

• CSZ (Ceria Stabilized Zirconia)

• سيراميك مسامي

• كربيدات

• نيتريد

 

إذا كنت مهتمًا في الغالب بقدراتنا التصنيعية بدلاً من القدرات الهندسية ، فإننا نوصيك بزيارة موقع التصنيع المخصص لديناhttp://www.agstech.net