مقالات

درجه ذوب سرامیک

درجه ذوب سرامیک

استحکام – قدرت

در دمای اتاق، هم سرامیک ها و هم شیشه ها در یک آزمایش کششی قبل از هر گونه تغییر شکل پلاستیکی دچار شکستگی سریع می شوند. با این حال، سرامیک ها دارای مقاومت فشاری حدود ده برابر بیشتر از مقاومت کششی خود هستند. مقاومت کششی سرامیک ها و شیشه ها کم است زیرا عیوب موجود (ترک های داخلی یا سطحی) به عنوان متمرکز کننده تنش عمل می کنند. با این حال، عیوب تحت فشار منتشر نمی‌شوند و بنابراین، سرامیک‌ها معمولاً در کاربردهایی که بارها فشاری هستند استفاده می‌شوند.

شوک حرارتی

هنگام قرار دادن ظرف سرامیکی داغ در آب سرد و خرد شدن آن می توان اثرات شوک حرارتی را مشاهده کرد.

وقتی یک ماده را گرم می کنید، کمی منبسط می شود. اغلب قرار دادن درب شیشه گیر کرده زیر شیر آب داغ باعث شل شدن آن می شود. برعکس، خنک کردن یک ماده منجر به انقباض می شود.

هنگامی که تغییرات سریع دما دارید، مواد باید قادر به تغییر شکل برای جبران انبساط یا انقباض باشند. فلزات و پلاستیک ها معمولاً می توانند به اندازه کافی تغییر شکل دهند تا این را جبران کنند، اما اکثر سرامیک ها (بیش از حد شکننده هستند) قادر به این کار نیستند و در نتیجه می توانند شکسته شوند. شیشه در اثر تغییر ناگهانی دمای بیش از 80 درجه سانتی گراد شکسته می شود. این شوک حرارتی نامیده می شود.

درجه ذوب سرامیک

دمای ذوب

به عنوان یک نتیجه از استحکام باند بالا، سرامیک ها معمولا درجه ذوب سرامیک بسیار بالایی دارند، اغلب بسیار بالاتر از فلزات و پلیمرها. اکثر سرامیک ها و شیشه ها درجه ذوب سرامیک بالای 2000 درجه سانتیگراد دارند. این بدان معنی است که آنها اغلب در کاربردهای دمای بالا استفاده می شوند

خزیدن

مانند فلزات، سرامیک ها وقتی داغ هستند خزش می کنند. خزش به عنوان تغییر شکل آهسته پلاستیک در سطوح تنش زیر تنش تسلیم طبیعی تعریف می شود. خزش در دمای اتاق برای اکثر مواد بسیار کند است. تفاوت سرامیک ها و فلزات در دمایی است که در آن خزش رخ می دهد. خزش زمانی اتفاق می افتد که دما بالاتر از 0.4-0.5 Tm باشد. بنابراین فلزات در دماهای نسبتاً پایین خزش می کنند – سرب در دمای اتاق شروع به خزش می کند و آلیاژهای آلومینیوم از حدود 250 درجه سانتیگراد شروع به خزش می کنند. سرامیک ها دمای ذوب بسیار بالاتری نسبت به فلزات دارند و تنها زمانی خزش می کنند که در دمای بسیار بالاتر در معرض تنش قرار گیرند.

معرفی:

سرامیک ها دارای ویژگی هایی هستند که آنها را قادر می سازد در کاربردهای متنوعی استفاده شوند از جمله:

ظرفیت حرارتی بالا و هدایت حرارتی کم
مقاومت در برابر خوردگی
عایق الکتریکی، نیمه هادی یا ابررسانا
غیر مغناطیسی و مغناطیسی
سخت و قوی اما شکننده

تنوع در خواص آنها ناشی از پیوند و ساختار کریستالی آنها است.

پیوند اتمی:

دو نوع مکانیسم پیوند در مواد سرامیکی وجود دارد، یونی و کووالانسی. اغلب این مکانیسم ها در یک ماده سرامیکی یکسان وجود دارند. هر نوع پیوند به ویژگی های متفاوتی منجر می شود.

پیوندهای یونی اغلب بین عناصر فلزی و غیرفلزی اتفاق می افتد که تفاوت های زیادی در الکترونگاتیوی خود دارند. ساختارهای با پیوند یونی معمولاً نقطه ذوب بالایی دارند، زیرا پیوندها قوی و غیر جهت دار هستند.

مکانیسم اصلی پیوند دیگر در ساختارهای سرامیکی پیوند کووالانسی است. برخلاف پیوندهای یونی که در آن الکترون‌ها منتقل می‌شوند، اتم‌هایی که پیوند کووالانسی دارند، الکترون‌ها را به اشتراک می‌گذارند. معمولاً عناصر درگیر غیرفلزی هستند و اختلافات الکترونگاتیوی کمی دارند.

بسیاری از مواد سرامیکی دارای پیوند یونی و کووالانسی هستند. خواص کلی این مواد به مکانیسم پیوند غالب بستگی دارد. ترکیباتی که عمدتاً یونی یا عمدتاً کووالانسی هستند، دارای نقطه ذوب بالاتری نسبت به ترکیباتی هستند که هیچ نوع پیوندی در آنها غالب نیست.

طبقه بندی:

مواد سرامیکی را می توان به دو دسته کریستالی و آمورف (غیر کریستالی) تقسیم کرد. در مواد کریستالی، یک نقطه شبکه بسته به مکانیسم پیوند توسط اتم ها یا یون ها اشغال می شود. این اتم ها (یا یون ها) در یک الگوی تکرار شونده منظم در سه بعد مرتب شده اند (یعنی دارای نظم دوربرد هستند). در مقابل، در مواد آمورف، اتم ها فقط نظم کوتاه برد را نشان می دهند. برخی از مواد سرامیکی مانند دی اکسید سیلیکون (SiO2) می توانند به هر دو شکل وجود داشته باشند. شکل کریستالی SiO2 زمانی ایجاد می شود که این ماده به آرامی از دمای (T > TMP @1723 درجه سانتی گراد) سرد شود. سرد شدن سریع به نفع تشکیل غیرکریستالی است زیرا زمان برای تشکیل ترتیبات منظم مجاز نیست.

 

برای خرید از فروشگاه فتوحی با شماره 02634115 تماس بگیرید یا به سایت فتوحی مراجعه کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *