همه چیز درباره مواد سرامیکی

مقدمه

احتمالاً با واژه “سرامیک” به انگلیسی Ceramic آشنایی دارید، اما این دسته از مواد فراتر از سفالگری است. در واقع، سرامیک‌ها به‌دلیل مزایای فراوانشان به‌طور گسترده‌ای برای ساخت قطعات در صنعت هوافضا مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مزایا شامل دوام، استحکام، سختی، مقاومت در برابر سایش، عایق‌بندی الکتریکی و حرارتی و همچنین پایداری شیمیایی می‌شود.
در ادامه، برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ماهیت دقیق سرامیک‌ها، انواع مختلف آن‌ها، خواصشان و نحوه استفاده از آن‌ها در صنایع هوافضا و چاپ سه‌بعدی، به مطالعه ادامه دهید.

سرامیک چیست؟

واژه «مواد سرامیکی» به دسته‌ای گسترده از مواد اشاره دارد که عمدتاً فاقد مواد آلی (موادی که بر پایه پیوندهای کربن و هیدروژن هستند) و عناصر فلزی هستند. در غیاب این اجزا، Ceramicها ممکن است شامل خاک رس، مواد معدنی، اکسیدها و ترکیبات دیگر باشند. به طور ساده، سرامیک‌ها موادی هستند که پس از حذف مواد آلی و فلزی باقی می‌مانند. سرامیک‌های رایج شامل کاشی‌ها، آجرها، بشقاب‌ها، شیشه و سنگ توالت‌ها می‌شوند.

سرامیک‌ها به عنوان مواد نسوز شناخته می‌شوند، به این معنی که آن‌ها بادوام و قادر به تحمل دماهای بالا هستند. همچنین در برابر فشارهای زیاد و اکثر ترکیبات شیمیایی مقاوم هستند و به طور کلی رسانایی الکتریکی ضعیفی دارند. بیشتر سرامیک‌ها غیرمغناطیسی هستند. برخی از Ceramicها به راحتی شکسته می‌شوند، در حالی که برخی دیگر بسیار سخت هستند.

سرامیک‌ها به دو دسته سنتی و مدرن تقسیم می‌شوند. سرامیک‌های سنتی شامل سفال و محصولات مشابه هستند، در حالی که سرامیک‌های مدرن مواد پیشرفته‌ای هستند که به‌طور ویژه برای داشتن خواص خاص طراحی شده‌اند. به عنوان مثال، بسیاری از آن‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که سخت و بادوام باشند. Ceramicها معمولاً در دماهای متوسط شکل داده می‌شوند و سپس در دماهای بالا حرارت داده می‌شوند تا مواد سخت و بادوامی ایجاد شوند که در برابر گرما، سایش و خوردگی مقاوم هستند.

تفاوت بین انحلال‌پذیری در آب و تخلخل در اینجا اهمیت دارد. برخی از سرامیک‌ها همچنان متخلخل هستند، به این معنی که آب را جذب می‌کنند، اما در آب حل نمی‌شوند. Ceramicها در محصولات و کاربردهای مختلفی مانند کاشی‌ها، آجرها، سرامیک‌های مهندسی برای دستگاه‌های الکترونیکی و قطعات هوافضا یافت می‌شوند.

سرامیک همان سفال نیست

اغلب این دو اصطلاح را به جای یکدیگر استفاده می‌کنند، اما باید توجه داشت که سفالگری تنها یک زیرمجموعه از Ceramicها است. اصطلاح “سرامیک” یک اصطلاح گسترده برای بسیاری از مواد و محصولات مختلف ساخته شده از مواد غیرفلزی و معدنی مانند آجر و سیمان است.

آیتم‌های رایج سفالگری شامل فنجان‌ها، لیوان‌ها، گلدان‌ها و کاسه‌ها یا هر نوع ظرف کاربردی ساخته شده از خاک رس است. همچنین می‌توانید مجسمه‌های سرامیکی و طرح‌های هنری دیگر را نیز در سفالگری پیدا کنید. اعتقاد بر این است که سفالگری قدیمی‌ترین شکل Ceramicها است و به همین دلیل به آن “سرامیک‌های سنتی” گفته می‌شود.

ترکیب Ceramic ها

سرامیک‌ها از مواد مختلفی ساخته می‌شوند و معمولاً ترکیبی از خاک رس، آب، پودرها و عناصر خاکی هستند. مواد و نسبت‌های آن‌ها بسته به محصول سرامیکی مورد نظر و ویژگی‌های مورد انتظار آن متفاوت است. به عنوان مثال، برخی از آن‌ها از خاک رس خالص ساخته می‌شوند، در حالی که برخی دیگر ممکن است شامل فلدسپار، سیلیس یا سایر افزودنی‌ها برای بهبود خواص آن‌ها باشند.

به طور کلی، برای ساخت Ceramicها، مواد ترکیب شده و سپس به شکل دلخواه قالب‌ریزی می‌شوند. سپس آن‌ها در یک کوره یا تجهیزات خاص دیگر برای تکمیل پخته می‌شوند. سرامیک‌های پیشرفته که برای کاربردهای تخصصی در نظر گرفته شده‌اند ممکن است از مواد عجیب و غریب مانند کاربید تنگستن یا زیرکونیا ساخته شوند.

خواص سرامیک‌ها

خواص Ceramicها، مانند هر ماده دیگری، به نوع اتم‌هایی که در آن‌ها وجود دارد، پیوندهای بین آن‌ها و آرایش آن‌ها بستگی دارد. به این ساختار اتمی ماده می‌گویند که مشخص‌کننده ویژگی‌های آن است. مواد سرامیکی عموماً دارای این ویژگی‌ها هستند:

• سخت‌تر و شکننده‌تر از فلزات
• مقاوم در برابر سایش
• دیرگداز
• عایق حرارتی و الکتریکی خوب
• غیر مغناطیسی
• مقاوم در برابر اکسیداسیون
• پایدار از نظر شیمیایی

در ادامه، خواص مکانیکی و شیمیایی Ceramicها را با جزئیات بیشتری بررسی می‌کنیم.

خواص مکانیکی سرامیک‌ها

خواص مکانیکی Ceramicها عبارتند از:

• مقاومت ضربه ضعیف
• مقاومت فشاری بالا
• ساختار بسیار سفت و صلب با تسلیم کم یا بدون تسلیم
• وجود میکروترک‌ها می‌تواند باعث تمرکز تنش محلی و شکست شکننده شود.
• سختی و استحکام در فشار، با دمای نرم شدن بالا
• مقاومت ضعیف در برابر شوک حرارتی
• ماهیت شکننده

خواص شیمیایی Ceramic ها

در مقایسه با اکثر مواد مهندسی، اکثر سرامیک‌ها از نظر شیمیایی بسیار پایدار هستند. آنها به طور ذاتی در برابر واکنش‌های شیمیایی و خوردگی مقاومت می‌کنند. Ceramicها نیز معمولاً بی اثر هستند و با اسیدها یا بازها واکنش نمی‌دهند. با این حال، خواص شیمیایی سرامیک‌ها می‌تواند بسته به نوع و ترکیب آنها متفاوت باشد.

برای مثال، برخی ممکن است در شرایط خاص مستعد خوردگی یا تخریب باشند، در حالی که برخی دیگر می‌توانند از حمله شیمیایی جان سالم به در ببرند. همچنین سرامیک‌هایی با خواص شیمیایی غیرمعمول مانند توانایی هدایت الکتریسیته یا عمل به عنوان کاتالیزور وجود دارند. رفتار شیمیایی Ceramicها را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:

• عمدتاً مقاوم در برابر حملات شیمیایی (یعنی توسط گازها، مایعات و حتی ذوب‌های با دمای بالا)
• معمولاً بی اثر و غیر واکنشی با اسیدها یا بازها.

انواع Ceramicها

همانطور که به طور مختصر اشاره شد، سرامیک‌ها معمولاً به دو دسته سنتی و پیشرفته تقسیم می‌شوند. Ceramicهای سنتی از مواد طبیعی مانند فلدسپار، کوارتز و خاک رس، در یک فرآیند قالب‌گیری مرطوب ساخته می‌شوند. هر یک از این سرامیک‌ها به دلیل توانایی خود در خدمت اهداف خاص، مانند نفوذپذیری، مغناطیس، عایق‌بندی و هدایت، شناخته شده‌اند. ساختار آن‌ها به ترکیب خاک رس بستگی دارد. این بدان معنی است که آن‌ها به اندازه Ceramicهای پیشرفته که دارای ریزساختار یکنواخت هستند، ساختار کاملی ندارند. سرامیک‌های سنتی عمدتاً در وسایل خانگی روزمره مانند پارچ، گلدان، گلدان‌ها، کاشت‌کننده‌ها، آشپزخانه و ظروف غذاخوری، و همچنین مصالح ساختمانی استفاده می‌شوند.

اکنون سرامیک‌های پیشرفته یک بازی کاملاً متفاوت هستند زیرا آن‌ها به طور خاص برای استفاده با عملکرد بالا طراحی و مهندسی شده‌اند، بنابراین آن‌ها برای مقاومت در برابر سایش، استحکام، سختی بسیار زیاد و مقاومت در برابر گرما و مواد شیمیایی ساخته شده‌اند. آن‌ها معمولاً از مخلوطی از پودرهای مصنوعی با خلوص بالا مانند اکسید آلومینیوم، کاربید سیلیکون و نیترات سیلیکون ساخته می‌شوند. برای ایجاد محصول نهایی، مواد با استفاده از تکنیک‌های تخصصی پردازش می‌شوند تا خواص بادوام خود را به آن‌ها بدهند.

مواد و انواع Ceramicهای مختلفی وجود دارند که در دسته‌های سنتی و پیشرفته قرار می‌گیرند. در ادامه برخی از آن‌ها را مورد بحث قرار خواهیم داد، و به Ceramicهای سنتی به عنوان «سفالگری» اشاره خواهیم کرد در حالی که آن‌ها را با سرامیک‌های پیشرفته مقایسه می‌کنیم.

انواع سرامیک‌ها

سرامیک‌ها به دو دسته سنتی و پیشرفته تقسیم می‌شوند. Ceramicهای سنتی از مواد طبیعی مانند فلدسپات، کوارتز و خاک رس ساخته می‌شوند. سرامیک‌های پیشرفته برای استفاده در کاربردهای خاص و صنعتی، سخت، مقاوم در برابر حرارت و مواد شیمیایی طراحی می‌شوند و معمولاً از پودرهای خالص مانند اکسید آلومینیوم، کاربید سیلیکون و نیترید سیلیکون ساخته می‌شوند.

Ceramicهای پیشرفته

برخی از انواع رایج Ceramicهای پیشرفته به شرح زیر هستند:

سیلیس(Silica)

سیلیس یا SiO2 به دلیل مقاومت حرارتی و شستشوی قابل توجه خود شناخته شده است. این ماده انتخابی محبوب برای کاربردهای هوافضا و انرژی برای تولید پوسته‌ها و هسته‌های ریخته‌گری دقیق است.سیلیس و سیلیکا دو نام متفاوت برای یک ماده هستند که فرمول شیمیایی آن SiO2 است. این ماده از ترکیب دو عنصر سیلیسیوم و اکسیژن تشکیل شده است.

کاربید تنگستن(Tungsten Carbide)

کاربید تنگستن به دلیل توانایی خود در حفظ خواص خود در دماهای بالا شناخته شده است. کاربید تنگستن اغلب با درصدهای بالایی از یک باند فلزی، مانند کبالت یا نیکل، مخلوط می‌شود که به عنوان فاز دوم فلزی برای تشکیل موادی به نام “سرامیک‌های فلزی” استفاده می‌شود. همچنین می‌توان کاربید تنگستن خالص را به عنوان یک Ceramic فنی پیشرفته با استفاده از فرآیند پرس ایزواستاتیک با دمای بالا تولید کرد. به دلیل سختی و مقاومت سایش خود، از این ماده برای ساخت محصولاتی که نیاز به استحکام فوق‌العاده دارند، مانند ابزارهای برش و نازل‌های جت آب ساینده، استفاده می‌شود. با این حال، وزن آن می‌تواند استفاده از آن را در برخی کاربردها محدود کند.

آجرهای نسوز (Fire Bricks)

آجرهای نسوز جزو “مواد نسوز” طبقه‌بندی می‌شوند، به این معنی که آن‌ها در برابر دمای بسیار بالا و حملات شیمیایی مقاوم هستند و هنگام قرار گرفتن در معرض آن‌ها ترک نمی‌خورند یا تجزیه نمی‌شوند. هدایت حرارتی پایین آن‌ها باعث می‌شود که به طور طبیعی انرژی‌صرفه‌جو باشند، به همین دلیل آن‌ها بهترین گزینه برای پوشش کوره‌ها، آتشدان‌ها، شومینه‌ها و کوره‌های پخت و همچنین سایر کاربردهایی هستند که مقاومت و دوام اهمیت دارند. آجرهای نسوز اغلب از مخلوطی از خاک رس و مواد دیگر ساخته می‌شوند و در بسیاری از کاربردهای صنعتی مانند فولادسازی، شیشه‌سازی و سرامیک‌سازی استفاده می‌شوند.

چینی استخوانی (Bone China)

چینی استخوانی، که همچنین به عنوان چینی ظریف (نوعی که در رستوران‌های شیک پیدا خواهید کرد) شناخته می‌شود، یک نوع چینی است که به دلیل استحکام، مقاومت در برابر تراشیدگی و شفافیت خود مشهور است. برای اولین بار در سال 1800 توسط یک سرامیک‌ساز انگلیسی، Josiah Spode، ساخته شد.

این نوع Ceramic از خاکستر استخوان، کائولین و مواد فلدسپاتیک ساخته می‌شود. از آنجایی که بسیار بادوام است، چینی استخوانی را می‌توان به شکل‌های نازک‌تری نسبت به چینی معمولی قالب‌گیری کرد. در طول تولید، چندین تغییر را طی می‌کند، اما تفاوت‌ها در خواص مواد به آن ظاهر شفاف نهایی را می‌دهد. محصول نهایی زیبا است که در ترکیب با دوام آن، آن را به یک ماده رایج برای ظروف غذاخوری ظریف، تزئینات و سایر اشیاء تزئینی تبدیل می‌کند.

کاربید سیلیکون (Silicon Carbide – SiC)

کاربید سیلیکون، ساخته شده از اتم‌های سیلیکون و کربن، یک ماده Ceramic پیشرفته دیگر با مقاومت شیمیایی و سایش بالا، و همچنین هدایت حرارتی عالی است. این خواص آن را برای استفاده در کاربردهای پردازش حرارتی و سرامیک‌های پیشرفته، مانند ابزارهای برش، مواد ساینده و دستگاه‌های نیمه‌هادی، ایده‌آل می‌سازد. فرآیند ساخت کاربید سیلیکون (یا SiC) شامل گرم کردن مخلوطی از ماسه (دی‌اکسید سیلیکون) و کک نفتی (کربن) در دمای بسیار بالا است.

کاربید تیتانیوم (Titanium Carbide)

کاربید تیتانیوم، که برای ابزارهای برش، پوشش‌های مقاوم در برابر سایش و سایر کاربردهایی که نیاز به استحکام و سختی شدید دارند استفاده می‌شود، یک نوع Ceramic پیشرفته متشکل از اتم‌های تیتانیوم و کربن است. معمولاً با گرم کردن مخلوطی از دی‌اکسید تیتانیوم و کربن در دمای بالا ساخته می‌شود. کاربید تیتانیوم به دلیل داشتن خواص پایدار حتی در دماهای بالا و در محیط‌های سخت شناخته شده است.

سرامیک‌های شیشه‌ای (Glass Ceramics)

سرامیک‌های شیشه‌ای مواد کامپوزیتی هستند که با مخلوط کردن کریستال‌های کوچک در شیشه ساخته می‌شوند. آن‌ها کمی متفاوت از سایر Ceramicهای پیشرفته در لیست ما ساخته می‌شوند؛ شیشه تا دمای بالا گرم می‌شود و سپس به سرعت سرد می‌شود، که به آن ظاهری کریستالی می‌دهد. این ترکیب منحصر به فرد از حالت‌های آمورف و کریستالی خواص قابل تنظیم را فراهم می‌کند. بسیاری از انواع آن‌ها به ویژه به دلیل استحکام بالا، مقاومت و مقاومت در برابر شوک حرارتی شناخته شده‌اند.

آن‌ها در ابتدا برای آینه‌ها و پایه‌های تلسکوپ‌های نجومی توسعه داده شدند. با این حال، سرامیک‌های شیشه‌ای محبوبیت بیشتری پیدا کرده‌اند و اکنون در محصولات روزمره مانند صفحه‌های گرم، ظروف پخت و پز، ظروف پخت و پز و بازتاب‌کننده‌های با کارایی بالا برای پروژکتورهای دیجیتال یافت می‌شوند.

سرامیک‌های سفالی(Pottery Ceramics)

سرامیک‌های سفالی، که به عنوان Ceramicهای سنتی نیز شناخته می‌شوند، به سه دسته تقسیم می‌شوند: چینی، سفال سنگی و سفال معمولی.

چینی(Porcelain)

چینی از یک خاک رس سفید و ریزدانه به نام کائولن ساخته می‌شود که به دلیل اندازه ذرات ریز و شکل‌پذیری بالای آن شناخته شده است. چینی معمولاً سفید یا نیمه‌شفاف است و سخت، محکم و بادوام است. برای ساخت چینی، مخلوط خاک رس باید در دمای بالا حدود 1200 تا 1450 درجه سانتی‌گراد پخته شود تا خاک رس غیرمتخلخل شود. چینی اغلب برای اشیاء تزئینی یا هنری و اقلام کاربردی مانند ظروف غذاخوری، عایق‌های برقی و ایمپلنت‌های دندان استفاده می‌شود.

ویژگی‌های چینی:

• چینی از ظریف‌ترین و مقاوم‌ترین انواع Ceramic است.
• این ماده از خاک رس کائولن، فلدسپار و کوارتز تهیه می‌شود و در دمای بسیار بالا پخته می‌شود.
• چینی معمولاً سفید رنگ، شفاف و غیر متخلخل است.
• به دلیل ساختار کریستالی خاص خود، چینی بسیار سخت، مقاوم در برابر ضربه و سایش است و همچنین عایق حرارتی و الکتریکی خوبی محسوب می‌شود.

کاربردهای چینی: چینی به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در صنایع مختلفی کاربرد دارد. از جمله این کاربردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنعت ظروف: چینی به دلیل ظاهر زیبا، بهداشتی بودن و مقاومت در برابر حرارت و مواد شیمیایی، برای ساخت ظروف غذاخوری، تزئینی و سرویس چای و قهوه استفاده می‌شود.
• صنعت برق: چینی به عنوان عایق در ساخت قطعات الکترونیکی، عایق‌های برق و فیوزها استفاده می‌شود.
• صنعت دندانپزشکی: چینی به دلیل زیست‌سازگاری و استحکام بالا، برای ساخت روکش دندان و ایمپلنت‌های دندانی استفاده می‌شود.
• صنعت ساختمانی: چینی در ساخت کاشی و Ceramicهای بهداشتی و ساختمانی استفاده می‌شود.

سفال سنگی (Stoneware)

سفال سنگی نوعی Ceramic است که از خاک رس با دمای پخت بالاتر از چینی معمولی ساخته می‌شود. این نوع سفال دارای دانسیته و استحکام بیشتری نسبت به چینی است و معمولاً رنگ تیره تری دارد. برای ساخت سفال سنگی، خاک رس را با مواد معدنی مانند فلدسپار و کوارتز مخلوط می‌کنند و سپس در دمایی بین 1200 تا 1300 درجه سانتی‌گراد پخته می‌شود.

ویژگی‌های سفال سنگی:

• دانسیته بالا: به دلیل دمای پخت بالاتر، ذرات خاک رس در سفال سنگی به هم فشرده‌تر شده و در نتیجه دانسیته آن بیشتر است.
• استحکام بالا: سفال سنگی بسیار مقاوم در برابر ضربه و سایش است.
• رنگ تیره: به دلیل وجود مواد معدنی و دمای پخت بالا، سفال سنگی معمولاً رنگ‌های تیره مانند خاکستری، قهوه‌ای یا سیاه دارد.
• تخلخل کم: سفال سنگی نسبت به چینی تخلخل کمتری دارد و در نتیجه آب کمتری جذب می‌کند.

کاربردهای سفال سنگی:

• ظروف پخت و پز: به دلیل مقاومت در برابر حرارت بالا، سفال سنگی برای ساخت ظروف پخت و پز مانند دیگ، قابلمه و تابه استفاده می‌شود.
• کاشی و سرامیک: سفال سنگی برای ساخت کاشی و Ceramic کف و دیوار به دلیل مقاومت در برابر سایش و رطوبت استفاده می‌شود.
• مجسمه‌سازی: به دلیل استحکام و قابلیت شکل‌پذیری، سفال سنگی برای ساخت مجسمه‌های هنری استفاده می‌شود.

سفال معمولی (Earthenware)

سفال معمولی ساده‌ترین نوع Ceramic است و از خاک رس با دمای پخت پایین‌تر نسبت به چینی و سفال سنگی ساخته می‌شود. این نوع سفال معمولاً متخلخل و شکننده است و اغلب نیاز به لعاب دادن دارد تا آب‌بندی شود. دمای پخت سفال معمولی بین 900 تا 1200 درجه سانتی‌گراد است.

ویژگی‌های سفال معمولی:

• تخلخل بالا: سفال معمولی دارای حفره‌های ریز زیادی است که باعث می‌شود آب را به خود جذب کند.
• شکنندگی: به دلیل دمای پخت پایین و تخلخل بالا، سفال معمولی نسبت به چینی و سفال سنگی شکننده‌تر است.
• رنگ‌های متنوع: سفال معمولی به دلیل تنوع خاک رس و مواد افزودنی، در رنگ‌های مختلفی تولید می‌شود.

کاربردهای سفال معمولی:

• ظروف تزئینی: سفال معمولی اغلب برای ساخت ظروف تزئینی مانند گلدان، کوزه و مجسمه‌های کوچک استفاده می‌شود.
• آجر: آجرهای سفالی از قدیمی‌ترین مصالح ساختمانی هستند.
• لوله‌های سفالی: در گذشته از لوله‌های سفالی برای انتقال آب استفاده می‌شد.

جدول مقایسه انواع Ceramic سفالی

ویژگی	چینی	سفال سنگی	سفال معمولی
دمای پخت	1200-1450 درجه سانتی‌گراد	1200-1300 درجه سانتی‌گراد	900-1200 درجه سانتی‌گراد
دانسیته	بالا	بالا	پایین
استحکام	بالا	بالا	پایین
تخلخل	کم	کم	بالا
رنگ	سفید یا نیمه‌شفاف	تیره (خاکستری، قهوه‌ای، سیاه)	متنوع
کاربردها	ظروف غذاخوری، عایق‌های برقی، ایمپلنت‌های دندان	ظروف پخت و پز، کاشی و سرامیک، مجسمه‌سازی	ظروف تزئینی، آجر، لوله‌های سفالی

نکته: امروزه با پیشرفت تکنولوژی و استفاده از مواد افزودنی مختلف، مرز بین این سه نوع Ceramic کمی مبهم شده است و انواع مختلفی از سرامیک‌ها با خواص ترکیبی تولید می‌شوند.

کاربردهای پیشرفته Ceramicها

سرامیک‌های پیشرفته در صنایع مختلف برای بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از آن‌ها عبارتند از:

هوافضا: بسیاری از اجزای هوافضا با دمای بالا، از جمله تیغه‌های توربین، سپرهای حرارتی و مخروط‌های دماغه، با استفاده از Ceramicهای پیشرفته ساخته می‌شوند. تا همین اواخر، روش‌های تولید سنتی برای شکل‌دهی این قطعات استفاده می‌شد، اما یک روش بسیار آسان‌تر به طور فزاینده‌ای محبوب شده است: چاپ سه بعدی.

بیومدیکال: Ceramicها به دلیل سازگاری زیستی، استحکام و مقاومت در برابر سایش، در ایمپلنت‌های پزشکی ظاهر می‌شوند.

الکترونیک: دستگاه‌های الکترونیکی به دلیل خواص عایق الکتریکی و توانایی دفع گرما از مواد، قطعات سرامیکی دریافت می‌کنند.

انرژی: به دلیل پایداری حرارتی و مقاومت در برابر گرما، مواد سرامیکی در کاربردهای مختلف انرژی، مانند سلول‌های سوختی، پنل‌های خورشیدی و عایق حرارتی، استفاده می‌شوند.

چاپ سه بعدی Ceramic

• تکنولوژی‌های مرتبط دیگر که از خمیر یا دوغاب سرامیکی استفاده می‌کنند شامل چاپ نور مستقیم (DLP) و فناوری ساخت Ceramic مبتنی بر لیتوگرافی (LCM) هستند.
• همچنین می‌توان از پودر سرامیکی در چاپگرهای جت مواد استفاده کرد، در حالی که فیلامنت سرامیکی جامد می‌تواند برای LOM و FDM استفاده شود.
• از این فرآیندها، استریولیتوگرافی یا تکنیک‌های مرتبط با پلیمریزاسیون فوتوشیمی رایج‌ترین هستند زیرا می‌توانند پرداخت سطح صافی را به دست آورند.

مزایای سرامیک‌های چاپ شده سه بعدی نسبت به فلزات

Ceramic های چاپ شده سه بعدی در چندین جنبه نسبت به فلزات ارجح هستند، از جمله:

• مقاومت در برابر دمای بالا: برخلاف فلزات، سرامیک‌ها می‌توانند بدون ذوب شدن یا از دست دادن استحکام و شکل خود، در برابر دمای بالا مقاومت کنند.
• وزن سبک: Ceramicها به طور کلی سبک‌تر از فلزات (به ازای حجم واحد) هستند، بنابراین برای استفاده در هوافضا ایده‌آل هستند.
• مقاومت در برابر خوردگی: بسیاری از فلزات مستعد اکسید شدن سریع هستند، اما Ceramicها در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند.

مزایای Ceramic های چاپ شده سه بعدی نسبت به پلاستیک‌ها

قطعات سرامیکی چاپ شده سه بعدی در بسیاری از موارد نسبت به پلاستیک‌ها بهتر هستند. در اینجا فقط چند مورد ذکر شده است:

• مقاومت بالاتر در برابر دمای بالا: Ceramicها می‌توانند در برابر دمای بسیار بالاتری نسبت به پلاستیک‌ها مقاومت کنند. حتی پلی‌آمیدها، که به عنوان مقاوم‌ترین پلاستیک‌ها در برابر حرارت شناخته می‌شوند، در حدود 400 درجه سانتی‌گراد شروع به ذوب شدن می‌کنند. این در مقایسه با 1200 تا 2800 درجه سانتی‌گراد Ceramicها بسیار ناچیز است.
• استحکام و دوام بیشتر: سرامیک‌ها به طور کلی بسیار قوی‌تر و بادوام‌تر از پلاستیک‌ها هستند.
• مقاومت شیمیایی بهتر: Ceramicها کمتر احتمال دارد با مواد شیمیایی واکنش نشان دهند نسبت به پلاستیک‌ها.
• طول عمر بیشتر: تمام عوامل فوق در کنار هم Ceramic را به یک ماده بادوام‌تر با عمر طولانی‌تر نسبت به پلاستیک تبدیل می‌کنند.

سوالات متداول(FAQ)

خلاصه

امیدواریم از مقاله ما در مورد انواع مختلف، خواص و مزایای سرامیک‌های سنتی و پیشرفته و نحوه استفاده آن‌ها در صنعت، به ویژه در هوافضا، لذت برده باشید. این مقاله برای اولین بار در سایت بازارگاه الکترونیکی ساخت و تولید ایران به نشانی Digimfg.ir منتشر شده است.

منابع

xometry.com/resources/materials/ceramics

سلب مسئولیت

محتوای ارائه شده در این صفحه وب صرفا جنبه اطلاع رسانی دارد. DIGIMFG هیچگونه ضمانت یا مسئولیتی، چه به صورت صریح یا ضمنی، در خصوص صحت، کامل بودن یا اعتبار اطلاعات بر عهده نمی گیرد. پارامترهای عملکرد، تلرانس های هندسی، ویژگی‌های طراحی خاص، کیفیت یا نوع مواد، یا فرایندها را نباید نمایانگر آنچه توسط تأمین کنندگان یا تولیدکنندگان شخص ثالث در شبکه DIGIMFG ارائه می‌شود، دانست. خریدارانی که به دنبال دریافت قیمت هستند موظفند تا الزامات فنی ویژه موردنیاز برای قطعات را تعریف کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً به شرایط و ضوابط ما مراجعه کنید.