top of page
Design & Development & Testing of Ceramic and Glass Materials

Keramické a skleněné materiály mohou odolat extrémním podmínkám prostředí bez degradace po mnoho roky, desetiletí a staletí

Design & Vývoj & Testování keramických a skleněných materiálů

Keramické materiály jsou anorganické, nekovové pevné látky připravené působením ohřevu a následného ochlazení. Keramické materiály mohou mít krystalickou nebo částečně krystalickou strukturu nebo mohou být amorfní (jako je sklo). Nejběžnější keramika je krystalická. Naše práce se zabývá převážně technickou keramikou, také známou jako Engineering Ceramic, Advanced Ceramic nebo Special Ceramic. Příklady aplikací technické keramiky jsou řezné nástroje, keramické kuličky v kuličkových ložiscích, trysky plynových hořáků, balistická ochrana, pelety oxidu uranu v jaderném palivu, biomedicínské implantáty, lopatky turbín tryskových motorů a čelní kužely střel. Suroviny obecně nezahrnují jíly. Sklo na druhé straně, i když není považováno za keramiku, používá stejné a velmi podobné metody zpracování, výroby a testování jako keramika.

Použití pokročilého softwaru pro návrh a simulaci a vybavení laboratoří materiálů AGS-Engineering nabízí:

  • Vývoj keramických receptur

  • Výběr surovin

  • Návrh a vývoj keramických výrobků (3D, tepelný design, elektromechanický design…)

  • Návrh procesu, tok závodu a uspořádání

  • Podpora výroby v oblastech, které zahrnují pokročilou keramiku

  • Výběr zařízení, návrh a vývoj zařízení na míru

  • Zpracování mýtného, suché a mokré procesy, Propant poradenství a testování

  • Služby testování keramických materiálů a výrobků

  • Design a vývoj a služby testování skleněných materiálů a hotových výrobků

  • Prototypování a rychlé prototypování pokročilých keramických nebo skleněných výrobků

  • Soudní spory a soudní znalec

 

Technickou keramiku lze rozdělit do tří různých kategorií materiálů:

  • Oxidy: Alumina, Zirkon

  • Neoxidy: karbidy, boridy, nitridy, silicidy

  • Kompozity: vyztužené částicemi, kombinace oxidů a neoxidů.

 

Každá z těchto tříd si může vyvinout jedinečné materiálové vlastnosti díky skutečnosti, že keramika má tendenci být krystalická. Keramické materiály jsou pevné a inertní, křehké, tvrdé, pevné v tlaku, slabé ve smyku a tahu. Odolávají chemické erozi, jsou-li vystaveny kyselému nebo žíravému prostředí. Keramika obecně odolá velmi vysokým teplotám v rozmezí od 1 000 °C do 1 600 °C (1 800 °F až 3 000 °F). Výjimkou jsou anorganické materiály, které neobsahují kyslík, jako je karbid křemíku nebo nitrid křemíku.  Mnoho lidí si neuvědomuje, že vytvoření produktu z pokročilé technické keramiky je náročný úkol, který vyžaduje podstatně více práce než kovy nebo polymery. Každý typ technické keramiky má specifické tepelné, mechanické a elektrické vlastnosti, které se mohou výrazně lišit v závislosti na prostředí, ve kterém se materiál nachází, a podmínkách, ve kterých je zpracováván. Dokonce i výrobní proces úplně stejného typu technického keramického materiálu může drasticky změnit jeho vlastnosti.

 

Některé oblíbené aplikace keramiky:

Keramika se používá při výrobě průmyslových nožů. Čepele keramických nožů zůstanou ostré mnohem déle než čepele ocelových nožů, i když jsou křehčí a lze je ulomit pádem na tvrdý povrch. 

 

V motoristickém sportu se stala nutností řada odolných a lehkých izolačních povlaků, například na výfukovém potrubí, vyrobených z keramických materiálů.

 

Keramiky jako oxid hlinitý a karbid boru byly použity v balistických pancéřových vestách k odpuzování palby z pušek velké ráže. Takové destičky jsou známé jako ochranné vložky malých zbraní (SAPI). Podobný materiál se používá k ochraně kokpitů některých vojenských letounů z důvodu nízké hmotnosti materiálu.

 

V některých kuličkových ložiskách se používají keramické kuličky. Jejich vyšší tvrdost znamená, že jsou mnohem méně náchylné na opotřebení a mohou nabídnout více než trojnásobnou životnost. Také se méně deformují pod zatížením, což znamená, že mají menší kontakt se stěnami držáku ložisek a mohou se rychleji odvalovat. Ve velmi vysokorychlostních aplikacích může teplo z tření během válcování způsobit problémy u kovových ložisek; problémy, které jsou redukovány použitím keramiky. Keramika je také chemicky odolnější a lze ji použít ve vlhkém prostředí, kde by ocelová ložiska rezavěla. Dvě hlavní nevýhody použití keramiky jsou výrazně vyšší náklady a náchylnost k poškození při rázovém zatížení. V mnoha případech mohou být u ložisek cenné také jejich elektricky izolační vlastnosti.

 

Keramické materiály mohou být v budoucnu použity také v motorech automobilů a dopravních zařízeních. Keramické motory jsou vyrobeny z lehčích materiálů a nevyžadují chladicí systém, což umožňuje výrazné snížení hmotnosti. Palivová účinnost motoru je také vyšší při vyšších teplotách, jak ukazuje Carnotův teorém. Nevýhodou u běžného kovového motoru je, že velká část energie uvolněné z paliva musí být rozptýlena jako odpadní teplo, aby se zabránilo roztavení kovových částí. Přes všechny tyto žádoucí vlastnosti však keramické motory nejsou v široké výrobě, protože výroba keramických dílů s požadovanou přesností a trvanlivostí je obtížná. Nedokonalosti keramických materiálů vedou k prasklinám, které mohou vést k potenciálně nebezpečnému selhání zařízení. Takové motory byly demonstrovány v laboratorních podmínkách, ale sériová výroba zatím není se současnou technologií proveditelná.

 

Probíhají práce na vývoji keramických dílů pro motory s plynovou turbínou. V současné době dokonce i lopatky vyrobené z pokročilých kovových slitin používaných v horké části motoru vyžadují chlazení a pečlivé omezování provozních teplot. Turbínové motory vyrobené z keramiky by mohly pracovat efektivněji a poskytnout letadlům větší dolet a užitečné zatížení při stanoveném množství paliva.

 

Pro výrobu pouzder hodinek se používají pokročilé keramické materiály. Tento materiál je uživateli oblíbený pro jeho nízkou hmotnost, odolnost proti poškrábání, trvanlivost, hladký dotek a pohodlí při nízkých teplotách ve srovnání s kovovými pouzdry.

 

Další slibnou oblastí je biokeramika, jako jsou zubní implantáty a syntetické kosti. Hydroxyapatit, přirozená minerální složka kosti, byl vyroben synteticky z řady biologických a chemických zdrojů a může být formován do keramických materiálů. Ortopedické implantáty vyrobené z těchto materiálů se snadno vážou na kost a další tkáně v těle bez odmítnutí nebo zánětlivých reakcí. Z tohoto důvodu jsou velmi zajímavé pro dodávání genů a skelety tkáňového inženýrství. Většina hydroxyapatitové keramiky je velmi porézní a postrádá mechanickou pevnost, a proto se používá k potahování kovových ortopedických pomůcek na pomoc při vytváření vazby na kost nebo pouze jako kostní výplně. Používají se také jako výplně pro ortopedické plastové šrouby, které pomáhají snížit zánět a zvyšují absorpci těchto plastových materiálů. Pokračuje výzkum výroby pevných a velmi hustých nanokrystalických hydroxyapatitových keramických materiálů pro ortopedická nosná zařízení, nahrazující cizí kovové a plastové ortopedické materiály syntetickým, ale přirozeně se vyskytujícím kostním minerálem. Nakonec mohou být tyto keramické materiály použity jako kostní náhrady nebo s inkorporací proteinových kolagenů, mohou být použity jako syntetické kosti.

 

Krystalická keramika

Krystalické keramické materiály nejsou vhodné pro velký rozsah zpracování. Existují především dva generické způsoby zpracování - dát keramiku do požadovaného tvaru, reakcí in situ, nebo "formováním" prášků do požadovaného tvaru a poté slinováním do pevného tělesa. Techniky tvarování keramiky zahrnují ruční tvarování (někdy včetně procesu rotace zvaného „házení“), lití skluzu, odlévání pásky (používané pro výrobu velmi tenkých keramických kondenzátorů atd.), vstřikování, lisování za sucha a další varianty._cc781905-5cde -3194-bb3b-136bad5cf58d_ Jiné metody používají hybrid mezi těmito dvěma přístupy.

 

Nekrystalická keramika

Nekrystalická keramika, tedy skla, se vyrábí z tavenin. Sklo se tvaruje, když je buď úplně roztavené, odléváním, nebo když je ve stavu viskozity podobné karamelu, způsoby, jako je vyfukování do formy. Pokud pozdější tepelné zpracování způsobí, že toto sklo částečně zkrystalizuje, výsledný materiál se nazývá sklokeramika.

 

Technologické technologie zpracování keramiky, se kterými mají naši inženýři zkušenosti, jsou:

  • Lisování matrice

  • Lisování za tepla

  • Izostatické lisování

  • Izostatické lisování za tepla

  • Slip Casting a Drain Casting

  • Odlévání pásky

  • Vytlačování

  • Nízkotlaké vstřikování

  • Zelené obrábění

  • Slinování a vypalování

  • Diamantové broušení

  • Sestavy z keramických materiálů, jako je Hermetic Assembly

  • Sekundární výrobní operace na keramice, jako je metalizace, pokovování, povlakování, glazování, spojování, pájení, pájení

 

Technologie zpracování skla, které známe, zahrnují:

  • Stiskněte a foukejte / Foukněte a foukejte

  • Foukání skla

  • Tvarování skleněných trubek a tyčí

  • Zpracování tabulového skla a plaveného skla

  • Přesné lisování skla

  • Výroba a testování optických součástí (broušení, lapování, leštění)

  • Sekundární procesy na skle (jako je leptání, leštění plamenem, chemické leštění…)

  • Montáž skleněných komponent, spojování, pájení, pájení, optické kontaktování, epoxidové připevňování a vytvrzování

 

Možnosti testování produktu zahrnují:

  • Ultrazvukové testování

  • Viditelná a fluorescenční kontrola penetrantu barviva

  • Rentgenová analýza

  • Konvenční vizuální kontrolní mikroskopie

  • Profilometrie, Test drsnosti povrchu

  • Testování kruhovitosti a měření válcovitosti

  • Optické komparátory

  • Souřadnicové měřicí stroje (CMM) s více senzory

  • Testování barev a barevných rozdílů, lesk, testy zákalu

  • Elektrické a elektronické výkonnostní testy (izolační vlastnosti….atd.)

  • Mechanické zkoušky (tah, kroucení, komprese…)

  • Fyzikální testování a charakterizace (hustota….atd.)

  • Environmentální cyklování, stárnutí, testování tepelného šoku

  • Test odolnosti proti opotřebení

  • XRD

  • Konvenční mokré chemické testy (jako je korozivní prostředí…..atd.), stejně jako pokročilé instrumentální analytické testy.

 

Některé hlavní keramické materiály, se kterými mají naši inženýři zkušenosti, zahrnují:

  • Alumina

  • Cordierit

  • Forsterit

  • MSZ (Zirkon stabilizovaný hořčíkem)

  • Stupeň "A" Lava

  • mullit

  • Steatit

  • YTZP (Yttria Stabilized Zirconia)

  • ZTA (zirkonem tvrzený oxid hlinitý)

  • CSZ (Ceria Stabilized Zirconia)

  • Porézní keramika

  • Karbidy

  • Nitridy

 

Pokud vás zajímají především naše výrobní možnosti místo inženýrských schopností, doporučujeme vám navštívit naše stránky zakázkové výrobyhttp://www.agstech.net

bottom of page