На рынке наиболее распространены специальные керамические материалы: карбид кремния, оксид алюминия, диоксид циркония, нитрид кремния. Проанализируем рыночный спрос и преимущества этих различных видов материалов.
Карбид кремния обладает преимуществами относительно низкой цены, хорошей стойкости к эрозии, высокой прочности, но его главный недостаток — легкость окисления и трудности спекания. Оксид алюминия является самым дешевым, а процесс получения порошкового сырья хорошо отработан, в то время как диоксид циркония и оксид азота кремния имеют в этом отношении очевидные недостатки, что также является одним из узких мест, ограничивающих развитие последних двух. Нитрид кремния, в частности, является самым дорогим.
С точки зрения характеристик, хотя прочность, ударная вязкость и другие механические свойства нитрида кремния и диоксида циркония значительно превосходят показатели оксида алюминия, и, казалось бы, соотношение цены и качества является приемлемым, на самом деле существует множество проблем. Во-первых, диоксид циркония обладает высокой ударной вязкостью благодаря наличию стабилизатора, но эта высокая вязкость зависит от времени, его нельзя использовать при высоких температурах, а высокая ударная вязкость при комнатной температуре серьезно ограничивает развитие окисления, поэтому он является самым хрупким из трех материалов на рынке. Нитрид кремния, также популярный керамический материал последних двадцати лет, обладает хорошей износостойкостью, термостойкостью и другими комплексными характеристиками, но его рабочая температура ниже, чем у двух других материалов; процесс получения нитрида кремния также сложнее, чем у оксида алюминия, и хотя применение фазы нитрида кремния значительно лучше, чем у диоксида циркония, в целом он все еще уступает оксиду алюминия.
Недорогая, стабильная и разнообразная по своим характеристикам керамика на основе оксида алюминия получила свое первое применение и используется до настоящего времени в качестве специальной керамики.
Дата публикации: 22 января 2022 г.