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

Os materiais cerámicos e de vidro poden soportar condicións ambientais extremas sen degradación durante moitos anos, décadas e séculos

Deseño e Desenvolvemento e Probas de Materiais Cerámicos e Vidros

Os materiais cerámicos son sólidos inorgánicos e non metálicos preparados pola acción do quecemento e posterior arrefriamento. Os materiais cerámicos poden ter unha estrutura cristalina ou parcialmente cristalina, ou poden ser amorfos (como o vidro). As cerámicas máis comúns son cristalinas. O noso traballo trata principalmente de Cerámica Técnica, tamén coñecida como Cerámica de Enxeñería, Cerámica Avanzada ou Cerámica Especial. Exemplos de aplicacións da cerámica técnica son as ferramentas de corte, as bolas de cerámica en rodamentos de esferas, as boquillas de queimadores de gas, a protección balística, os pellets de óxido de uranio de combustible nuclear, os implantes biomédicos, as palas de turbinas de motores a reacción e os conos de nariz de mísiles. As materias primas xeralmente non inclúen arxilas. Pola súa banda, o vidro, aínda que non se considera unha cerámica, utiliza métodos de procesamento, fabricación e proba os mesmos e moi similares á cerámica.

Usando software avanzado de deseño e simulación e equipos de laboratorio de materiais, AGS-Engineering ofrece:

  • Desenvolvemento de formulacións cerámicas

  • Selección de materias primas

  • Deseño e desenvolvemento de produtos cerámicos (3D, deseño térmico, deseño electromecánico...)

  • Deseño de procesos, fluxo de plantas e esquemas

  • Apoio á fabricación en áreas que inclúen cerámica avanzada

  • Selección de equipos, deseño e desenvolvemento de equipos personalizados

  • Procesamento de peaxes, procesos secos e húmidos, consultoría e probas de proppant

  • Servizos de probas de materiais e produtos cerámicos

  • Servizos de deseño e desenvolvemento e probas de materiais de vidro e produtos acabados

  • Prototipado e prototipado rápido de produtos avanzados de cerámica ou vidro

  • Litixio e testemuña pericial

 

A cerámica técnica pódese clasificar en tres categorías distintas de materiais:

  • Óxidos: alúmina, circonio

  • Non-óxidos: Carburos, boruros, nitruros, siliciuros

  • Compostos: reforzados con partículas, combinacións de óxidos e non óxidos.

 

Cada unha destas clases pode desenvolver propiedades materiais únicas grazas ao feito de que a cerámica adoita ser cristalina. Os materiais cerámicos son sólidos e inertes, fráxiles, duros, fortes en compresión, débiles en corte e tensión. Soportan a erosión química cando se someten a ambientes ácidos ou cáusticos. A cerámica xeralmente pode soportar temperaturas moi altas que oscilan entre 1.000 °C e 1.600 °C (1.800 °F a 3.000 °F). As excepcións inclúen materiais inorgánicos que non inclúen osíxeno, como o carburo de silicio ou o nitruro de silicio.  Moita xente non se dá conta de que crear un produto con cerámicas técnicas avanzadas é un esforzo esixente que require moito máis traballo que metais ou polímeros. Cada tipo de cerámica técnica ten propiedades térmicas, mecánicas e eléctricas específicas que poden variar significativamente segundo o ambiente no que se atopa o material e as condicións nas que se procesa. Incluso o proceso de fabricación do mesmo tipo de material cerámico técnico pode cambiar drasticamente as súas propiedades.

 

Algunhas aplicacións populares da cerámica:

A cerámica utilízase na fabricación de coitelos industriais. As follas de coitelos de cerámica permanecerán afiadas durante moito máis tempo que as de coitelos de aceiro, aínda que son máis fráxiles e pódense romper deixando caer sobre unha superficie dura. 

 

Nos deportes de motor, fixéronse necesarias unha serie de revestimentos illantes duradeiros e lixeiros, por exemplo nos colectores de escape, feitos de materiais cerámicos.

 

Cerámicas como a alúmina e o carburo de boro utilizáronse en chalecos blindados balísticos para repeler o lume de rifles de gran calibre. Tales placas coñécense como Small Arms Protective Inserts (SAPI). Empréganse materiais similares para protexer as cabinas dalgúns avións militares, debido ao baixo peso do material.

 

nalgúns rodamentos de esferas están a utilizarse bolas de cerámica. A súa maior dureza significa que son moito menos susceptibles ao desgaste e poden ofrecer máis do triplo de vida útil. Tamén se deforman menos baixo carga, o que significa que teñen menos contacto coas paredes de retención do rodamento e poden rodar máis rápido. En aplicacións de velocidade moi alta, a calor da fricción durante a laminación pode causar problemas para os rodamentos metálicos; problemas que se reducen co uso de cerámica. A cerámica tamén é máis resistente químicamente e pódese usar en ambientes húmidos onde os rodamentos de aceiro se oxidarían. Os dous principais inconvenientes do uso de cerámica son un custo significativamente maior e a susceptibilidade a danos baixo cargas de choque. En moitos casos, as súas propiedades eléctricamente illantes tamén poden ser valiosas nos rodamentos.

 

Os materiais cerámicos tamén se poderán utilizar en motores de automóbiles e equipos de transporte no futuro. Os motores cerámicos están feitos de materiais máis lixeiros e non requiren un sistema de refrixeración, o que permite unha importante redución de peso. A eficiencia do combustible do motor tamén é maior a temperaturas máis altas, como mostra o teorema de Carnot. Como desvantaxe, nun motor metálico convencional, gran parte da enerxía liberada do combustible debe ser disipada como calor residual para evitar a fusión das pezas metálicas. Non obstante, a pesar de todas estas propiedades desexables, os motores cerámicos non están en produción xeneralizada porque a fabricación de pezas cerámicas coa precisión e durabilidade necesarias é difícil. As imperfeccións nos materiais cerámicos provocan gretas, que poden provocar fallos potencialmente perigosos dos equipos. Estes motores foron demostrados en ambientes de laboratorio, pero a produción en masa aínda non é viable coa tecnoloxía actual.

 

Estase a traballar no desenvolvemento de pezas cerámicas para motores de turbina de gas. Actualmente, incluso as láminas fabricadas con aliaxes metálicas avanzadas utilizadas na sección quente dos motores requiren arrefriamento e limitar coidadosamente as temperaturas de funcionamento. Os motores de turbina feitos con cerámica poderían funcionar de forma máis eficiente, proporcionando aos avións unha maior autonomía e carga útil para unha cantidade determinada de combustible.

 

Para a produción de caixas de reloxos utilízanse materiais cerámicos avanzados. O material é favorecido polos usuarios polo seu peso lixeiro, resistencia aos arañazos, durabilidade, tacto suave e comodidade a temperaturas frías en comparación coas caixas metálicas.

 

As biocerámicas, como os implantes dentais e os ósos sintéticos son outra área prometedora. A hidroxiapatita, o compoñente mineral natural do óso, fíxose sintéticamente a partir de varias fontes biolóxicas e químicas e pódese formar en materiais cerámicos. Os implantes ortopédicos feitos con estes materiais únense facilmente ao óso e outros tecidos do corpo sen rexeitamento nin reaccións inflamatorias. Por iso, son de gran interese para a entrega de xenes e os soportes de enxeñería de tecidos. A maioría das cerámicas de hidroxiapatita son moi porosas e carecen de resistencia mecánica e, polo tanto, úsanse para recubrir dispositivos ortopédicos metálicos para axudar a formar unha unión ao óso ou só como recheos óseos. Tamén se usan como recheos para parafusos de plástico ortopédicos para axudar a reducir a inflamación e aumentar a absorción destes materiais plásticos. A investigación está en curso para producir materiais cerámicos de hidroxiapatita nanocristalina fortes e moi densas para dispositivos ortopédicos de soporte de peso, substituíndo os materiais ortopédicos plásticos e metálicos estraños por un mineral óseo sintético pero natural. En definitiva, estes materiais cerámicos poden utilizarse como substitutos óseos ou coa incorporación de coláxenos proteicos, podendo utilizarse como ósos sintéticos.

 

Cerámica cristalina

Os materiais cerámicos cristalinos non son susceptibles a unha gran variedade de procesamento. Existen principalmente dous métodos xenéricos de procesamento: poñer a cerámica na forma desexada, mediante reacción in situ ou "formando" os pos na forma desexada, e despois sinterizando para formar un corpo sólido. As técnicas de conformación de cerámica inclúen a conformación manual (ás veces inclúe un proceso de rotación chamado "lanzamento"), fundición deslizante, fundición de cinta (utilizada para facer condensadores cerámicos moi finos, etc.), moldeado por inxección, prensado en seco e outras variacións._cc781905-5cde -3194-bb3b-136bad5cf58d_ Outros métodos usan un híbrido entre os dous enfoques.

 

Cerámica non cristalina

As cerámicas non cristalinas, sendo vidros, fórmanse a partir de fundidos. O vidro ten forma cando está totalmente fundido, por fundición ou cando está nun estado de viscosidade similar ao caramelo, mediante métodos como o sopro nun molde. Se os tratamentos térmicos posteriores fan que este vidro se volva parcialmente cristalino, o material resultante coñécese como vitrocerámica.

 

As tecnoloxías técnicas de procesamento de cerámica nas que teñen experiencia os nosos enxeñeiros son:

  • Morre prensando

  • Prensado en quente

  • Prensado isostático

  • Prensado isostático en caliente

  • Fundición de deslizamento e fundición de drenaxe

  • Fundición de cinta

  • Formación por extrusión

  • Moldeo por inxección de baixa presión

  • Mecanizado verde

  • Sinterización e Cocción

  • Esmerilado de diamante

  • Ensamblaxes de materiais cerámicos como a montaxe hermética

  • Operacións de fabricación secundaria en cerámica como metalización, chapado, revestimento, acristalamento, unión, soldadura, soldadura

 

As tecnoloxías de procesamento de vidro que coñecemos inclúen:

  • Preme e Sopla / Sopla e Sopla

  • Soplado de vidro

  • Formación de tubos e varillas de vidro

  • Procesamento de vidro de folla e vidro flotado

  • Moldeo de vidro de precisión

  • Fabricación e probas de compoñentes ópticos de vidro (moenda, lapeado, pulido)

  • Procesos secundarios sobre vidro (como grabado, pulido á chama, pulido químico...)

  • Ensamblaxe de compoñentes de vidro, unión, soldadura, soldadura, contacto óptico, fixación e curado de epoxi

 

As capacidades de proba do produto inclúen:

  • Probas de ultrasóns

  • Inspección de penetrantes de colorantes visibles e fluorescentes

  • Análise de raios X

  • Microscopía de inspección visual convencional

  • Profilometría, Proba de rugosidade superficial

  • Ensaio de redondez e medición de cilindricidade

  • Comparadores ópticos

  • Máquinas de medición de coordenadas (CMM) con capacidades multisensor

  • Probas de cor e diferenzas de cor, brillo e bruma

  • Probas de rendemento eléctrico e electrónico (propiedades de illamento... etc.)

  • Ensaios mecánicos (tracción, torsión, compresión...)

  • Probas físicas e caracterización (densidade... etc.)

  • Ciclismo ambiental, envellecemento, probas de choque térmico

  • Proba de resistencia ao desgaste

  • XRD

  • Ensaios químicos húmidos convencionais (como ambientes corrosivos…..etc.) así como probas analíticas instrumentais avanzadas.

 

Algúns principais materiais cerámicos nos que teñen experiencia os nosos enxeñeiros inclúen:

  • Alúmina

  • Cordierita

  • Forsterita

  • MSZ (Zirconio estabilizado con magnesio)

  • Lava de grao "A".

  • Mullita

  • Esteatita

  • YTZP (Zirconio estabilizado con itria)

  • ZTA (Alumina Endurecida con Zirconia)

  • CSZ (Ceria Stabilized Zirconia)

  • Cerámica porosa

  • Carburos

  • Nitruros

 

Se estás máis interesado nas nosas capacidades de fabricación en lugar das de enxeñería, recomendámosche que visites o noso sitio de fabricación personalizado.http://www.agstech.net

bottom of page