חומרים קרמיים הם מוצקים אנאורגניים, לא מתכתיים שהוכנו על ידי פעולת חימום וקירור לאחר מכן. חומרים קרמיים עשויים להיות בעלי מבנה גבישי או גבישי בחלקו, או עשויים להיות אמורפיים (כגון זכוכית). הקרמיקה הנפוצה ביותר היא גבישית. עבודתנו עוסקת בעיקר בקרמיקה טכנית, הידועה גם בשם קרמיקה הנדסית, קרמיקה מתקדמת או קרמיקה מיוחדת. דוגמאות ליישומים של קרמיקה טכנית הם כלי חיתוך, כדורי קרמיקה במיסבים כדוריים, חרירי מבערי גז, הגנה בליסטית, כדורי תחמוצת אורניום בדלק גרעיני, שתלים ביו-רפואיים, להבי טורבינת מנועי סילון וחרוטים של אף טילים. חומרי הגלם בדרך כלל אינם כוללים חימר. זכוכית לעומת זאת, למרות שאינה נחשבת קרמיקה, משתמשת באותם שיטות עיבוד וייצור ובדיקה זהות ודומות מאוד כמו קרמיקה.

באמצעות תוכנת עיצוב וסימולציה מתקדמת וציוד מעבדת חומרים AGS-Engineering מציעה:

• פיתוח פורמולציות קרמיות

• בחירת חומרי גלם

• עיצוב ופיתוח מוצרי קרמיקה (תלת מימד, עיצוב תרמי, עיצוב אלקטרומכני...)

• עיצוב תהליכים, זרימת מפעל ופריסות

• תמיכה בייצור בתחומים הכוללים קרמיקה מתקדמת

• בחירת ציוד, עיצוב ופיתוח ציוד בהתאמה אישית

• עיבוד אגרה, תהליכים יבשים ורטובים, ייעוץ ובדיקה של תומכים

• שירותי בדיקה של חומרים ומוצרים קרמיים

• שירותי עיצוב ופיתוח ובדיקות לחומרי זכוכית ומוצרים מוגמרים

• יצירת אב טיפוס ואב טיפוס מהיר של מוצרי קרמיקה או זכוכית מתקדמים

• ליטיגציה ועד מומחה

 

ניתן לסווג קרמיקה טכנית לשלוש קטגוריות חומרים נפרדות:

• תחמוצות: אלומינה, זירקוניה

• לא תחמוצות: קרבידים, בורידים, ניטרידים, סיליקידים

• חומרים מרוכבים: חלקיקים מחוזקים, שילובים של תחמוצות ולא תחמוצות.

 

כל אחת מהמעמדות הללו יכולה לפתח תכונות חומר ייחודיות הודות לעובדה שקרמיקה נוטה להיות גבישית. חומרים קרמיים הם מוצקים ואינרטיים, שבירים, קשים, חזקים בדחיסה, חלשים בגזירה ובמתח. הם עומדים בפני שחיקה כימית כאשר הם נתונים לסביבה חומצית או קאוסטית. קרמיקה בדרך כלל יכולה לעמוד בטמפרטורות גבוהות מאוד שנעות בין 1,000 מעלות צלזיוס ל-1,600 מעלות צלזיוס (1,800 מעלות צלזיוס עד 3,000 מעלות צלזיוס). חריגים כוללים חומרים אנאורגניים שאינם כוללים חמצן כגון סיליקון קרביד או סיליקון ניטריד.  אנשים רבים אינם מבינים שיצירת מוצר מקרמיקה טכנית מתקדמת היא מאמץ תובעני הדורש הרבה יותר עבודה מאשר מתכות או פולימרים. לכל סוג של קרמיקה טכנית יש תכונות תרמיות, מכניות וחשמליות ספציפיות שיכולות להשתנות באופן משמעותי בהתאם לסביבה שבה נמצא החומר ולתנאים שבהם הוא מעובד. אפילו תהליך הייצור של אותו סוג של חומר קרמי טכני יכול לשנות באופן דרסטי את תכונותיו.

 

כמה יישומים פופולריים של קרמיקה:

​

קרמיקה משמשת לייצור סכינים תעשייתיות. להבים של סכיני קרמיקה יישארו חדים הרבה יותר זמן מזה של סכיני פלדה, אם כי הם שבירים יותר וניתן לנעמם על ידי הפלתו על משטח קשה. 

 

בספורט מוטורי, סדרה של ציפויים מבודדים עמידים וקלים הפכו נחוצים, למשל על סעפות פליטה, העשויות מחומרים קרמיים.

 

קרמיקה כמו אלומינה ובורון קרביד שימשה באפודים משורינים בליסטיים כדי להדוף אש של רובה בקליבר גדול. לוחות כאלה ידועים בשם Small Arms Protective Inserts (SAPI). חומרים דומים משמשים להגנה על תא הטייס של כמה מטוסים צבאיים, בגלל המשקל הנמוך של החומר.

 

כדורי קרמיקה נמצאים בשימוש בחלק מהמיסבים. הקשיות הגבוהה יותר שלהם פירושה שהם הרבה פחות רגישים לבלאי ויכולים להציע יותר משלושה חיים. הם גם מתעוותים פחות תחת עומס, כלומר יש להם פחות מגע עם קירות התומך של המיסבים ויכולים להתגלגל מהר יותר. ביישומים במהירות גבוהה מאוד, חום מחיכוך במהלך גלגול יכול לגרום לבעיות עבור מיסבי מתכת; בעיות המופחתות על ידי שימוש בקרמיקה. קרמיקה גם עמידה יותר מבחינה כימית וניתן להשתמש בה בסביבות רטובות שבהן מיסבי פלדה יחלידו. שני החסרונות העיקריים בשימוש בקרמיקה הם עלות גבוהה משמעותית, ורגישות לנזק תחת עומסי הלם. במקרים רבים מאפייני הבידוד החשמלי שלהם עשויים להיות בעלי ערך גם במיסבים.

 

חומרים קרמיים עשויים לשמש גם במנועים של מכוניות וציוד תחבורה בעתיד. מנועי קרמיקה עשויים מחומרים קלים יותר ואינם דורשים מערכת קירור, ובכך מאפשרים הפחתה משמעותית במשקל. יעילות הדלק של המנוע גבוהה יותר גם בטמפרטורות גבוהות יותר, כפי שמוצג במשפט קרנו. כחסרון, במנוע מתכתי רגיל, חלק ניכר מהאנרגיה המשתחררת מהדלק חייב להתפזר כפסולת חום על מנת למנוע התכה של החלקים המתכתיים. עם זאת, למרות כל התכונות הרצויות הללו, מנועי קרמיקה אינם נמצאים בייצור נרחב מכיוון שהייצור של חלקי קרמיקה בדיוק ובעמידות הנדרשים הוא קשה. פגמים בחומרים הקרמיים מובילים לסדקים, שעלולים להוביל לכשל בציוד שעלול להיות מסוכן. מנועים כאלה הוכחו בהגדרות מעבדה, אך ייצור המוני אינו אפשרי עדיין עם הטכנולוגיה הנוכחית.

 

מתבצעת עבודה בפיתוח חלקים קרמיים למנועי טורבינת גז. נכון לעכשיו, אפילו להבים העשויים מסגסוגות מתכת מתקדמות המשמשות בחלק החם של המנועים דורשים קירור והגבלת טמפרטורות הפעלה בזהירות. מנועי טורבינה עשויים קרמיקה יכולים לפעול ביעילות רבה יותר, ולהעניק למטוסים טווח ומטען רב יותר עבור כמות דלק מוגדרת.

 

חומרים קרמיים מתקדמים משמשים לייצור מארזי שעונים. החומר מועדף על המשתמשים בשל משקלו הקל, עמידות בפני שריטות, עמידות, מגע חלק ונוחות בטמפרטורות קרות בהשוואה למארזי מתכת.

 

ביו-קרמיקה, כמו שתלים דנטליים ועצמות סינתטיות הם תחום מבטיח נוסף. הידרוקסיאפטיט, המרכיב המינרלי הטבעי של העצם, נוצר באופן סינתטי ממספר מקורות ביולוגיים וכימיים וניתן ליצור אותו לחומרים קרמיים. שתלים אורטופדיים העשויים מחומרים אלו נקשרים בקלות לעצם ולרקמות אחרות בגוף ללא דחייה או תגובות דלקתיות. בגלל זה, הם מעניינים מאוד עבור מסירת גנים ופיגומים להנדסת רקמות. רוב הקרמיקה הידרוקסיאפטית נקבוביות מאוד וחסרות חוזק מכני ולכן משמשות לציפוי מכשירים אורטופדיים ממתכת כדי לסייע ביצירת קשר לעצם או כממלאי עצם בלבד. הם משמשים גם כחומרי מילוי לברגי פלסטיק אורטופדיים כדי לסייע בהפחתת הדלקת והגברת הספיגה של חומרים פלסטיים אלו. מחקר נמשך לייצור חומרים קרמיים ננו-גבישים ננו-גבישים חזקים וצפופים מאוד עבור מכשירים אורטופדיים נושאי משקל, תוך החלפת חומרים אורטופדיים זרים ממתכת ופלסטיק במינרל עצם סינתטי, אך קיים באופן טבעי. בסופו של דבר חומרים קרמיים אלה עשויים לשמש כתחליף עצם או עם שילוב של קולגנים חלבוניים, הם עשויים לשמש כעצמות סינתטיות.

 

קרמיקה קריסטלית

חומרים קרמיים גבישיים אינם ניתנים למגוון גדול של עיבודים. קיימות בעיקר שתי שיטות עיבוד גנריות - לשים את הקרמיקה בצורה הרצויה, על ידי תגובה במקום, או על ידי "יצירת" אבקות לצורה הרצויה, ולאחר מכן סינטר ליצירת גוף מוצק. טכניקות יצירת קרמיקה כוללות עיצוב ביד (לפעמים כולל תהליך סיבוב הנקרא "זריקה"), יציקת החלקה, יציקת קלטת (המשמש לייצור קבלים קרמיים דקים מאוד וכו'), הזרקה, כבישה יבשה וגרסאות אחרות._cc781905-5cde. -3194-bb3b-136bad5cf58d_ שיטות אחרות משתמשות בהכלאה בין שתי הגישות.

 

קרמיקה לא גבישית

קרמיקה לא גבישית, בהיותה כוסות, נוצרת מהמסה. הזכוכית מעוצבת כשהיא מותכת לחלוטין, על ידי יציקה או במצב של צמיגות דמוי טופי, על ידי שיטות כמו ניפוח לתבנית. אם טיפולי חום מאוחרים יותר גורמים לזכוכית זו להיות גבישית בחלקה, החומר המתקבל ידוע כזכוכית-קרמיקה.

 

הטכנולוגיות הטכניות לעיבוד קרמי שהמהנדסים שלנו מנוסים בהן הן:

• לחיצת מתים

• כבישה חמה

• לחיצה איזוסטטית

• לחיצה איזוסטטית חמה

• יציקת החלקה ויציקת ניקוז

• ליהוק קלטות

• היווצרות שחול

• הזרקה בלחץ נמוך

• עיבוד ירוק

• סינטרה וירי

• טחינת יהלום

• הרכבות של חומרים קרמיים כגון הרכבה הרמטית

• פעולות ייצור משני של קרמיקה כגון מתכת, ציפוי, ציפוי, זיגוג, חיבור, הלחמה, הלחמה

 

טכנולוגיות עיבוד זכוכית שאנו מכירים כוללות:

• לחץ ונשיפה / נשיפה ונשיפה

• ניפוח זכוכית

• יצירת צינורות ומוט מזכוכית

• גליונות זכוכית ועיבוד זכוכית ציפה

• דפוס זכוכית מדויק

• ייצור ובדיקה של רכיבים אופטיים מזכוכית (שחזה, חיכוך, ליטוש)

• תהליכים משניים על זכוכית (כגון תחריט, ליטוש להבה, ליטוש כימי...)

• הרכבת רכיבי זכוכית, חיבור, הלחמה, הלחמה, מגע אופטי, הצמדה ואשפרה של אפוקסי

 

יכולות בדיקת המוצר כוללות:

• בדיקת אולטרסאונד

• בדיקת חודר צבע ניאון גלוי וניאון

• ניתוח רנטגן

• מיקרוסקופ בדיקה חזותית קונבנציונלית

• פרופילומטריה, בדיקת חספוס פני השטח

• בדיקת עגולות ומדידת גליליות

• השוואות אופטיות

• מכונות מדידת תיאום (CMM) עם יכולות ריבוי חיישנים

• בדיקות צבע והבדל צבע, מבריק, בדיקות אובך

• מבחני ביצועים חשמליים ואלקטרוניים (מאפייני בידוד... וכו')

• בדיקות מכניות (מתיחה, פיתול, דחיסה...)

• בדיקה גופנית ואפיון (צפיפות... וכו')

• רכיבה על אופניים סביבתית, הזדקנות, בדיקות הלם תרמי

• בדיקת עמידות בפני שחיקה

• XRD

• בדיקות כימיות רטובות קונבנציונליות (כגון סביבות קורוזיביות... וכו') וכן בדיקות אנליטיות אינסטרומנטליות מתקדמות.

 

כמה חומרים קרמיים עיקריים שהמהנדסים שלנו מנוסים בהם כוללים:

• אלומינה

• קורדירייט

• פורסטריט

• MSZ (זירקוניה מיוצבת במגנזיה)

• כיתה א' לבה

• מולייט

• סטאטייט

• YTZP (Ytria Stabilized Zirconia)

• ZTA (Zirconia Toughened Alumina)

• CSZ (Ceria Stabilized Zirconia)

• קרמיקה נקבובית

• קרבידים

• ניטרידים

 

אם אתה מתעניין בעיקר ביכולות הייצור שלנו במקום ביכולות ההנדסיות, אנו ממליצים לך לבקר באתר הייצור המותאם אישית שלנוhttp://www.agstech.net