علم سرامیک

تحلیلی در مورد سراميك هاي پيشرفته

سراميک هاي پيشرفته نسل جديدي از سراميک ها هستند که داراي خواص بهتري نسبت به سراميک هاي سنتي بوده و کاربردهاي زيادي را به خود اختصاص داده‌اند. متن زير خلاصة گزارش موسسة SCUP درمورد سراميک‌هاي پيشرفته است:

سراميک ها موادي غيرآلي و غيرفلزي هستند که مقاومت خوبي در دماي بالا از خود نشان مي‌دهند. در ابتدا مواد اولية سراميکي بصورت پودر هستند سپس در شکل‌هاي مختلف به اجسام صلب تبديل مي شوند. سراميک ها مي‌توانند بصورت آمورف (بي‌شکل)، تک‌فاز، چندفاز، تک‌کريستال و پلي‌کريستال وجود داشته باشند و خواص اين مواد بستگي به ساختار اتمي آنها دارد. محصولاتي مثل آجرها، کاشي، چيني (بصورت ظروف غذا و چيني بهداشتي)، نسوزها، ساينده‌ها، شيشه‌آلات (شيشه‌هاي تخت، ظروف شيشه‌اي) و لعاب‌هاي چيني جزو سراميک هاي سنتي هستند و در گروه سراميک هاي پيشرفته قرار نمي‌گيرند.

سراميک هاي پيشرفته داراي خواص فيزيکي، الکترونيکي و مکانيکي خاصي هستند که آنها را نسبت به سراميک هاي سنتي برتري بخشيده است. سراميک هاي پيشرفته در پنجاه سال گذشته توسعة خوبي يافته‌اند. بازار سراميک هاي پيشرفته که قسمت عمدة آن در آمريکا، اروپاي غربي و ژاپن قرار دارد، در سال 2000 بالغ بر 20.2 ميليارد دلار بوده است. البته خلق کاربردهاي جديدي براي اين مواد باعث ايجاد يک رشد 4 درصدي براي بازار اين مواد تا سال 2005 خواهد شد.




سراميک‌هاي الکترونيکي

عمده‌ترين استفادة سراميک هاي پيشرفته در صنايع الکترونيک است که حدود 66 درصد کل مصرف سراميک هاي پيشرفته را به خود اختصاص مي دهند. مهم‌ترين مواد سراميکي براي کاربردهاي الکترونيکي، اکسيدهاي خالص يا مخلوطي از اکسيدها هستند که شامل آلومينا، زيرکونيا، سيليسيا، فريت ها، تيتانات باريم اصلاح‌شده و تيتانات و زيرکونات سرب مي‌باشند. فيبرها، محافظ‌ها در مدارهاي الکتريکي و الکترونيکي، خازن ها، تبديل‌کننده‌ها، القاگرها، ابزارهاي پيزوالکتريکي و سنسورهاي فيزيکي و شيميايي عمده‌ترين موارد استفا‌دة سراميک هاي الکترونيکي هستند. ميزان بازار جهاني سراميک هاي الکترونيکي در نيمة پاياني سال 2000، حدود 13.3 ميليارد دلار بوده است. مواد مورد مصرف در مدارهاي IC مجتمع، محافظ‌هاي الکترونيکي و خازن ها تقريباً 67 درصد بازار سراميک هاي الکترونيکي را بخود اختصاص داده‌اند. بازار محصولات سراميکي الکترونيکي اگر چه نسبتاً بزرگ است ولي نرخ رشد آنها از نرخ رشد دو رقمي که در چند دهة گذشته از خود نشان داده‌اند بيشتر نيست.


سراميک هاي ساختاري

استفاده از سراميکها در کاربردهاي ساختاري کمتر از 19 درصد کل بازار است. سراميک هاي ساختاري بعنوان اجزاء تحمل‌کنندة تنش يا پوشش قسمت هايي که تحت تنش هستند شناخته مي‌شوند. علاوه بر اين، مقاومت سراميک ها در برابر خوردگي، سايش و دماي بالا، اين مواد را براي کاربرد در تجهيزات صنعتي زيادي مناسب ساخته است. افزايش بازده و کاهش مصرف انرژي، محرک تحقيقات بر روي سراميک هاي ساختاري پيشرفته است. در سال 2005 شاهد بازار جهاني 4.5 ميليارد دلاري براي سراميک هاي ساختاري خواهيم بود و رشد خوبي در بازار اجزاي مقاوم به سايش، ياطاقان‌ها، درزگيرها، تجهيزات فرآيندها و پوشش هاي سراميکي محقق مي‌شود. بيشترين مواد اوليه مورد استفاده در سراميک هاي ساختاري انواع گوناگون اکسيدآلومينيوم، زيرکونيا، کاربيد سيليسيم و نيتريد سيليسيم مي‌باشد.


پودرها و افزودنيها

در حوزة سراميکهاي سنتي، پودرها مواد غيرآلي هستند که در فرآيندهاي مختلف بصورت بلوک يا قطعة نهايي شکل مي‌گيرند و افزودنيها مواد غيرآلي هستند که استفاده از پودرها را در فرآيندهاي مختلف آسان مي‌کنند و در قطعة نهايي باقي نمي‌مانند. اين تعريف‌ها صحت خود را تا حد زيادي در مورد سراميک‌هاي پيشرفته که از تکنولوژي‌هاي پيچيدة شيميايي بهره‌ مي‌برند، از دست داده‌اند.

پودرهاي سراميکي پيشرفته و افزودني‌ها بعنوان مواد خام براي سراميک هاي ساختاري و سراميک هاي الکترونيکي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. پودرهاي سراميکي پيشرفته بازاري بالغ بر 2.7 ميليارد دلار را به خود اختصاص داده‌اند که رشد متوسطي معادل 2 درصد براي آنها تا سال 2005 پيش‌بيني شده است. پوردهاي اکسيدي 85 درصد از اين بازار را از نظر ارزش و 95 درصد را از نظر وزن به خود اختصاص داده‌اند. بقية بازار مربوط به غيراکسيدي‌هايي نظير کاربيد سيليسيم، نيتريد سيليسيم، نيتريد آلومينيوم و تيتانيوم دي‌برايد است. پودرهاي آلومينيومي با کارايي بالا، پودرهاي زيرکونيا که در بيوسراميک ها استفاده مي‌شوند و کاربردهاي مربوط به سيستم‌هاي مخلوط چند اکسيدي مثل شيشه‌سراميک ها و سراميک هاي با ضريب انبساطي پايين، رشد متوسط بالاتري را از خود نشان خواهند داد. رشد بازار افزودني‌ها کمي بيشتر از پودرها خواهد بود که علت آن رواج افزودني‌هاي با کارايي بالا و افزودني‌هاي قوي در روش‌هاي توليد از قبيل شکل دادن گرم و سرد و قالب‌گيري تزريقي است

تحلیلی در مورد سراميك هاي پيشرفته

سراميک هاي پيشرفته نسل جديدي از سراميک ها هستند که داراي خواص بهتري نسبت به سراميک هاي سنتي بوده و کاربردهاي زيادي را به خود اختصاص داده‌اند. متن زير خلاصة گزارش موسسة SCUP درمورد سراميک‌هاي پيشرفته است:

سراميک ها موادي غيرآلي و غيرفلزي هستند که مقاومت خوبي در دماي بالا از خود نشان مي‌دهند. در ابتدا مواد اولية سراميکي بصورت پودر هستند سپس در شکل‌هاي مختلف به اجسام صلب تبديل مي شوند. سراميک ها مي‌توانند بصورت آمورف (بي‌شکل)، تک‌فاز، چندفاز، تک‌کريستال و پلي‌کريستال وجود داشته باشند و خواص اين مواد بستگي به ساختار اتمي آنها دارد. محصولاتي مثل آجرها، کاشي، چيني (بصورت ظروف غذا و چيني بهداشتي)، نسوزها، ساينده‌ها، شيشه‌آلات (شيشه‌هاي تخت، ظروف شيشه‌اي) و لعاب‌هاي چيني جزو سراميک هاي سنتي هستند و در گروه سراميک هاي پيشرفته قرار نمي‌گيرند.

سراميک هاي پيشرفته داراي خواص فيزيکي، الکترونيکي و مکانيکي خاصي هستند که آنها را نسبت به سراميک هاي سنتي برتري بخشيده است. سراميک هاي پيشرفته در پنجاه سال گذشته توسعة خوبي يافته‌اند. بازار سراميک هاي پيشرفته که قسمت عمدة آن در آمريکا، اروپاي غربي و ژاپن قرار دارد، در سال 2000 بالغ بر 20.2 ميليارد دلار بوده است. البته خلق کاربردهاي جديدي براي اين مواد باعث ايجاد يک رشد 4 درصدي براي بازار اين مواد تا سال 2005 خواهد شد.




سراميک‌هاي الکترونيکي

عمده‌ترين استفادة سراميک هاي پيشرفته در صنايع الکترونيک است که حدود 66 درصد کل مصرف سراميک هاي پيشرفته را به خود اختصاص مي دهند. مهم‌ترين مواد سراميکي براي کاربردهاي الکترونيکي، اکسيدهاي خالص يا مخلوطي از اکسيدها هستند که شامل آلومينا، زيرکونيا، سيليسيا، فريت ها، تيتانات باريم اصلاح‌شده و تيتانات و زيرکونات سرب مي‌باشند. فيبرها، محافظ‌ها در مدارهاي الکتريکي و الکترونيکي، خازن ها، تبديل‌کننده‌ها، القاگرها، ابزارهاي پيزوالکتريکي و سنسورهاي فيزيکي و شيميايي عمده‌ترين موارد استفا‌دة سراميک هاي الکترونيکي هستند. ميزان بازار جهاني سراميک هاي الکترونيکي در نيمة پاياني سال 2000، حدود 13.3 ميليارد دلار بوده است. مواد مورد مصرف در مدارهاي IC مجتمع، محافظ‌هاي الکترونيکي و خازن ها تقريباً 67 درصد بازار سراميک هاي الکترونيکي را بخود اختصاص داده‌اند. بازار محصولات سراميکي الکترونيکي اگر چه نسبتاً بزرگ است ولي نرخ رشد آنها از نرخ رشد دو رقمي که در چند دهة گذشته از خود نشان داده‌اند بيشتر نيست.


سراميک هاي ساختاري

استفاده از سراميکها در کاربردهاي ساختاري کمتر از 19 درصد کل بازار است. سراميک هاي ساختاري بعنوان اجزاء تحمل‌کنندة تنش يا پوشش قسمت هايي که تحت تنش هستند شناخته مي‌شوند. علاوه بر اين، مقاومت سراميک ها در برابر خوردگي، سايش و دماي بالا، اين مواد را براي کاربرد در تجهيزات صنعتي زيادي مناسب ساخته است. افزايش بازده و کاهش مصرف انرژي، محرک تحقيقات بر روي سراميک هاي ساختاري پيشرفته است. در سال 2005 شاهد بازار جهاني 4.5 ميليارد دلاري براي سراميک هاي ساختاري خواهيم بود و رشد خوبي در بازار اجزاي مقاوم به سايش، ياطاقان‌ها، درزگيرها، تجهيزات فرآيندها و پوشش هاي سراميکي محقق مي‌شود. بيشترين مواد اوليه مورد استفاده در سراميک هاي ساختاري انواع گوناگون اکسيدآلومينيوم، زيرکونيا، کاربيد سيليسيم و نيتريد سيليسيم مي‌باشد.


پودرها و افزودنيها

در حوزة سراميکهاي سنتي، پودرها مواد غيرآلي هستند که در فرآيندهاي مختلف بصورت بلوک يا قطعة نهايي شکل مي‌گيرند و افزودنيها مواد غيرآلي هستند که استفاده از پودرها را در فرآيندهاي مختلف آسان مي‌کنند و در قطعة نهايي باقي نمي‌مانند. اين تعريف‌ها صحت خود را تا حد زيادي در مورد سراميک‌هاي پيشرفته که از تکنولوژي‌هاي پيچيدة شيميايي بهره‌ مي‌برند، از دست داده‌اند.

پودرهاي سراميکي پيشرفته و افزودني‌ها بعنوان مواد خام براي سراميک هاي ساختاري و سراميک هاي الکترونيکي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. پودرهاي سراميکي پيشرفته بازاري بالغ بر 2.7 ميليارد دلار را به خود اختصاص داده‌اند که رشد متوسطي معادل 2 درصد براي آنها تا سال 2005 پيش‌بيني شده است. پوردهاي اکسيدي 85 درصد از اين بازار را از نظر ارزش و 95 درصد را از نظر وزن به خود اختصاص داده‌اند. بقية بازار مربوط به غيراکسيدي‌هايي نظير کاربيد سيليسيم، نيتريد سيليسيم، نيتريد آلومينيوم و تيتانيوم دي‌برايد است. پودرهاي آلومينيومي با کارايي بالا، پودرهاي زيرکونيا که در بيوسراميک ها استفاده مي‌شوند و کاربردهاي مربوط به سيستم‌هاي مخلوط چند اکسيدي مثل شيشه‌سراميک ها و سراميک هاي با ضريب انبساطي پايين، رشد متوسط بالاتري را از خود نشان خواهند داد. رشد بازار افزودني‌ها کمي بيشتر از پودرها خواهد بود که علت آن رواج افزودني‌هاي با کارايي بالا و افزودني‌هاي قوي در روش‌هاي توليد از قبيل شکل دادن گرم و سرد و قالب‌گيري تزريقي است

کورهٔ تونلی یا Tunnel Kiln یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. اولین کورهٔ تونلی در سال ۱۷۵۱ توسطی فردی به نام وینسنز ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال، مواد دیرگداز و چینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات متحرک و آتش ثابت است.


ساختار کورهٔ تونلی

کورهٔ تونلی یک تونل دراز و باریک است که کف آن ریل‌گذاری شده‌است و محصولات، با عبور از درون آن در معرض حرارت قرار می‌گیرند و پخته یا زینتر می‌شوند. محصولات برای عبور از کورهٔ تونلی می‌بایست بر روی واگن‌های مخصوصی چیده شوند. کورهٔ تونلی شامل سه مرحلهٔ پیش‌گرمایش، پخت و خنک‌کن می‌باشد. در ساده‌ترین نوع کورهٔ تونلی، مشعل‌های موجود در منطقهٔ پخت باعث گرم شدن هوای کوره می‌شود. این هوا با حرکت به سمت ورودی تونل (پیش‌گرمایش) آرام آرام حرارت خود را به واگن‌های این منطقه منتقل می‌کند و در نهایت از دودکش خارج می‌شود. از سوی دیگر هوای تازه از خروجی تونل وارد می‌شود و در مواجهه با واگن‌هایی که مرحلهٔ پخت را پشت سر گذاشته‌اند، آنها را آرام‌آرام خنک می‌کند و دمایش به تدریج افزایش می‌یابد تا به منطقهٔ پخت برسد و اکسیژن لازم برای احتراق مشعل‌های این منطقه را فراهم نماید. البته قسمتی از هوای گرم شده به بیرون از کوره هدایت می‌شود تا در خشک‌کن و بعضا برای تنظیم دمای هوای سالن تولید مورد استفاده قرار بگیرد. معمولا ۶۰درصد از طول کوره به منطقهٔ پخت، ۲۰درصد به منطقهٔ پیش‌گرمایش و ۲۰درصد به منطقهٔ خنک‌کن اختصاص دارد. دمای مناطق مختلف کوره از طریق ترموکوبل و سیستم‌های کنترل اندازه‌گیری و تنظیم می‌شود. همچنین اتمسفر کوره نیز از نظر اکسیدی، احیایی یا خنثی بودن قابل کنترل است.

مزایای کورهٔ تونلی

استفاده از کورهٔ تونلی در مقایسه با سایر انواع کوره‌ها (کوره‌های سنتی، هوفمن و متناوب) دارای مزایایی است که برخی از آنها را می‌توان بدین شرح برشمرد:

کنترل مناسب‌تر دمای کوره و یکنواختی حرارت
افزایش کیفیت تولید
تشابه کیفی محصولات
افزایش سرعت تولید
کاهش نیروی انسانی
کاهش مصرف انرژی
کاهش آثار زیان‌بار زیست‌محیطی


کاربرد کورهٔ تونلی در صنایع آجر و سفال

کورهٔ تونلی یکی از پیشرفته‌ترین انواع کوره‌است که در صنایع آجر و سفال مورد استفاده قرار می‌گیرد. خشت‌های خام که قبلا از خشک‌کن تونلی عبور کرده‌ و بیشتر آب خود را از دست داده‌اند، وارد منطقهٔ پیش‌گرمایش می‌شوند و تا ۳۵۰ درجهٔ سانتی‌گراد گرم می‌شوند. خشت‌ها سپس وارد منطقهٔ پخت می‌شوند و با توجه به نوع مواد اولیه، در دمایی بین ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد پخته می‌شوند

کورهٔ هوفمن یا کورهٔ هوفمان (Hoffmann kiln) یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. این کوره در سال ۱۸۵۶ توسط فردی به همین نام ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال و مواد دیرگداز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات ثابت و آتش متحرک است.


چگونگی پخت محصولات در کورهٔ هوفمن

کورهٔ هوفمن، تونل طویلی است که به شکل حلقه یا بیضی ساخته می‌شود و با استفاده از دیواره‌ها یا تیغه‌هایی به اتاقک‌هایی تقسیم می‌شود. اتاقک‌های کورهٔ هوفمن از کانال دریچه‌ها یا درهایی که در تیغه‌های جداکنندهٔ اتاق‌ها تعبیه شده‌است، با یکدیگر در ارتباط هستند. هر یک از اتاق‌ها نیز یک درب خروجی به بیرون دارند که برای بارگیری و تخلیهٔ کوره مورد استفاده قرار می‌گیرند. به این درها خمیره یا قمیره می‌گویند. اندازهٔ کورهٔ هوفمن با استفاده از این درها بیان می‌شود؛ مثلا یک کورهٔ ۳۲ قمیره‌ای، کوره‌ای است با ۳۲ درب که هر درب به یک اتاقک برای چیدن آجرها (یا سایر محصولات) مرتبط است. [محل استقرار سوخت‌پاش‌ها نیز در سقف قرار دارد.

در کورهٔ هوفمن، محصولات قبل از آنکه مستقیما توسط آتش پخته شوند، با حرارت سایر اتاقک‌ها گرم می‌شوند که اصطلاحا پیش‌گرمایش نامیده می‌شود. این حرارت همراه با گاز خروجی اتاقک پخت و از طریق دریچه‌هایی که قبلا تعبیه شده‌است حرکت می‌کند و به اتاق‌های مجاور وارد می‌شود و محصولات موجود در آن‌ها را پیش‌گرم می‌کند. زمانی که در یک اتاق، عملیات پخت در جریان است، در اتاقک مقابل (دورترین اتاق)، عملیات تخلیه و بارگیری در جریان است. این کار با استفاده از دری که اتاقک به بیرون کوره دارد انجام می‌شود. ضمن بار گیری، هوای خنک نیز وارد کوره می‌شود که به وسیلهٔ آتش موجود در اتاقک پخت و از طریق دریچه‌های تعبیه شده بین اتاق‌ها مکیده می‌شود. بنابراین هوا از اتاق‌هایی که عملیات پخت قبلا در آنها صورت گرفته‌است حرکت می‌کند و باعث خنک شدن محصولات پخته‌شده می‌شود. به این ترتیب در حلقهٔ کورهٔ هوفمن دو جریان هوا وجود دارد؛

هوایی که در نیم‌دایرهٔ اول، از اتاق پخت به سمت بیرون جریان دارد و اتاق‌های بعدی را پیش‌گرم می‌کند.
هوایی که در نیم‌دایرهٔ مقابل، از بیرون به سمت اتاقک پخت جریان دارد و اتاق‌های قبلی را خنک می‌کند.

با اتمام عملیات پخت در اتاق پخت، در اتاق روبرویی حلقهٔ هوفمن نیز عملیات بارگیری تمام می‌شود و درب آن به بیرون بسته می‌شود. در این مرحله، مشعل‌ها از سقف اتاق پخت به سقف اتاق بعدی منتقل می‌شوند و درب اتاق روبرویی این اتاق (اتاق پخت جدید) برای تخلیه و بارگیری گشوده خواهد شد.


انواع کورهٔ هوفمان

کوره‌های هوفمان در چند مدل مختلف ساخته می‌شود:

کورهٔ حلقوی
کورهٔ زیگ‌زاگ (zig-zag)
کورهٔ بوکس (Bocks)
کورهٔ هاریزن (Harrizon)

اما معمولا به کورهٔ حلقوی، کورهٔ هوفمن اطلاق می‌شود

کورهٔ تونلی یا Tunnel Kiln یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. اولین کورهٔ تونلی در سال ۱۷۵۱ توسطی فردی به نام وینسنز ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال، مواد دیرگداز و چینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات متحرک و آتش ثابت است.


ساختار کورهٔ تونلی

کورهٔ تونلی یک تونل دراز و باریک است که کف آن ریل‌گذاری شده‌است و محصولات، با عبور از درون آن در معرض حرارت قرار می‌گیرند و پخته یا زینتر می‌شوند. محصولات برای عبور از کورهٔ تونلی می‌بایست بر روی واگن‌های مخصوصی چیده شوند. کورهٔ تونلی شامل سه مرحلهٔ پیش‌گرمایش، پخت و خنک‌کن می‌باشد. در ساده‌ترین نوع کورهٔ تونلی، مشعل‌های موجود در منطقهٔ پخت باعث گرم شدن هوای کوره می‌شود. این هوا با حرکت به سمت ورودی تونل (پیش‌گرمایش) آرام آرام حرارت خود را به واگن‌های این منطقه منتقل می‌کند و در نهایت از دودکش خارج می‌شود. از سوی دیگر هوای تازه از خروجی تونل وارد می‌شود و در مواجهه با واگن‌هایی که مرحلهٔ پخت را پشت سر گذاشته‌اند، آنها را آرام‌آرام خنک می‌کند و دمایش به تدریج افزایش می‌یابد تا به منطقهٔ پخت برسد و اکسیژن لازم برای احتراق مشعل‌های این منطقه را فراهم نماید. البته قسمتی از هوای گرم شده به بیرون از کوره هدایت می‌شود تا در خشک‌کن و بعضا برای تنظیم دمای هوای سالن تولید مورد استفاده قرار بگیرد. معمولا ۶۰درصد از طول کوره به منطقهٔ پخت، ۲۰درصد به منطقهٔ پیش‌گرمایش و ۲۰درصد به منطقهٔ خنک‌کن اختصاص دارد. دمای مناطق مختلف کوره از طریق ترموکوبل و سیستم‌های کنترل اندازه‌گیری و تنظیم می‌شود. همچنین اتمسفر کوره نیز از نظر اکسیدی، احیایی یا خنثی بودن قابل کنترل است.

مزایای کورهٔ تونلی

استفاده از کورهٔ تونلی در مقایسه با سایر انواع کوره‌ها (کوره‌های سنتی، هوفمن و متناوب) دارای مزایایی است که برخی از آنها را می‌توان بدین شرح برشمرد:

کنترل مناسب‌تر دمای کوره و یکنواختی حرارت
افزایش کیفیت تولید
تشابه کیفی محصولات
افزایش سرعت تولید
کاهش نیروی انسانی
کاهش مصرف انرژی
کاهش آثار زیان‌بار زیست‌محیطی


کاربرد کورهٔ تونلی در صنایع آجر و سفال

کورهٔ تونلی یکی از پیشرفته‌ترین انواع کوره‌است که در صنایع آجر و سفال مورد استفاده قرار می‌گیرد. خشت‌های خام که قبلا از خشک‌کن تونلی عبور کرده‌ و بیشتر آب خود را از دست داده‌اند، وارد منطقهٔ پیش‌گرمایش می‌شوند و تا ۳۵۰ درجهٔ سانتی‌گراد گرم می‌شوند. خشت‌ها سپس وارد منطقهٔ پخت می‌شوند و با توجه به نوع مواد اولیه، در دمایی بین ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد پخته می‌شوند

کورهٔ هوفمن یا کورهٔ هوفمان (Hoffmann kiln) یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. این کوره در سال ۱۸۵۶ توسط فردی به همین نام ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال و مواد دیرگداز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات ثابت و آتش متحرک است.


چگونگی پخت محصولات در کورهٔ هوفمن

کورهٔ هوفمن، تونل طویلی است که به شکل حلقه یا بیضی ساخته می‌شود و با استفاده از دیواره‌ها یا تیغه‌هایی به اتاقک‌هایی تقسیم می‌شود. اتاقک‌های کورهٔ هوفمن از کانال دریچه‌ها یا درهایی که در تیغه‌های جداکنندهٔ اتاق‌ها تعبیه شده‌است، با یکدیگر در ارتباط هستند. هر یک از اتاق‌ها نیز یک درب خروجی به بیرون دارند که برای بارگیری و تخلیهٔ کوره مورد استفاده قرار می‌گیرند. به این درها خمیره یا قمیره می‌گویند. اندازهٔ کورهٔ هوفمن با استفاده از این درها بیان می‌شود؛ مثلا یک کورهٔ ۳۲ قمیره‌ای، کوره‌ای است با ۳۲ درب که هر درب به یک اتاقک برای چیدن آجرها (یا سایر محصولات) مرتبط است. [محل استقرار سوخت‌پاش‌ها نیز در سقف قرار دارد.

در کورهٔ هوفمن، محصولات قبل از آنکه مستقیما توسط آتش پخته شوند، با حرارت سایر اتاقک‌ها گرم می‌شوند که اصطلاحا پیش‌گرمایش نامیده می‌شود. این حرارت همراه با گاز خروجی اتاقک پخت و از طریق دریچه‌هایی که قبلا تعبیه شده‌است حرکت می‌کند و به اتاق‌های مجاور وارد می‌شود و محصولات موجود در آن‌ها را پیش‌گرم می‌کند. زمانی که در یک اتاق، عملیات پخت در جریان است، در اتاقک مقابل (دورترین اتاق)، عملیات تخلیه و بارگیری در جریان است. این کار با استفاده از دری که اتاقک به بیرون کوره دارد انجام می‌شود. ضمن بار گیری، هوای خنک نیز وارد کوره می‌شود که به وسیلهٔ آتش موجود در اتاقک پخت و از طریق دریچه‌های تعبیه شده بین اتاق‌ها مکیده می‌شود. بنابراین هوا از اتاق‌هایی که عملیات پخت قبلا در آنها صورت گرفته‌است حرکت می‌کند و باعث خنک شدن محصولات پخته‌شده می‌شود. به این ترتیب در حلقهٔ کورهٔ هوفمن دو جریان هوا وجود دارد؛

هوایی که در نیم‌دایرهٔ اول، از اتاق پخت به سمت بیرون جریان دارد و اتاق‌های بعدی را پیش‌گرم می‌کند.
هوایی که در نیم‌دایرهٔ مقابل، از بیرون به سمت اتاقک پخت جریان دارد و اتاق‌های قبلی را خنک می‌کند.

با اتمام عملیات پخت در اتاق پخت، در اتاق روبرویی حلقهٔ هوفمن نیز عملیات بارگیری تمام می‌شود و درب آن به بیرون بسته می‌شود. در این مرحله، مشعل‌ها از سقف اتاق پخت به سقف اتاق بعدی منتقل می‌شوند و درب اتاق روبرویی این اتاق (اتاق پخت جدید) برای تخلیه و بارگیری گشوده خواهد شد.


انواع کورهٔ هوفمان

کوره‌های هوفمان در چند مدل مختلف ساخته می‌شود:

کورهٔ حلقوی
کورهٔ زیگ‌زاگ (zig-zag)
کورهٔ بوکس (Bocks)
کورهٔ هاریزن (Harrizon)

اما معمولا به کورهٔ حلقوی، کورهٔ هوفمن اطلاق می‌شود

کورهٔ تونلی یا Tunnel Kiln یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. اولین کورهٔ تونلی در سال ۱۷۵۱ توسطی فردی به نام وینسنز ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال، مواد دیرگداز و چینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات متحرک و آتش ثابت است.


ساختار کورهٔ تونلی

کورهٔ تونلی یک تونل دراز و باریک است که کف آن ریل‌گذاری شده‌است و محصولات، با عبور از درون آن در معرض حرارت قرار می‌گیرند و پخته یا زینتر می‌شوند. محصولات برای عبور از کورهٔ تونلی می‌بایست بر روی واگن‌های مخصوصی چیده شوند. کورهٔ تونلی شامل سه مرحلهٔ پیش‌گرمایش، پخت و خنک‌کن می‌باشد. در ساده‌ترین نوع کورهٔ تونلی، مشعل‌های موجود در منطقهٔ پخت باعث گرم شدن هوای کوره می‌شود. این هوا با حرکت به سمت ورودی تونل (پیش‌گرمایش) آرام آرام حرارت خود را به واگن‌های این منطقه منتقل می‌کند و در نهایت از دودکش خارج می‌شود. از سوی دیگر هوای تازه از خروجی تونل وارد می‌شود و در مواجهه با واگن‌هایی که مرحلهٔ پخت را پشت سر گذاشته‌اند، آنها را آرام‌آرام خنک می‌کند و دمایش به تدریج افزایش می‌یابد تا به منطقهٔ پخت برسد و اکسیژن لازم برای احتراق مشعل‌های این منطقه را فراهم نماید. البته قسمتی از هوای گرم شده به بیرون از کوره هدایت می‌شود تا در خشک‌کن و بعضا برای تنظیم دمای هوای سالن تولید مورد استفاده قرار بگیرد. معمولا ۶۰درصد از طول کوره به منطقهٔ پخت، ۲۰درصد به منطقهٔ پیش‌گرمایش و ۲۰درصد به منطقهٔ خنک‌کن اختصاص دارد. دمای مناطق مختلف کوره از طریق ترموکوبل و سیستم‌های کنترل اندازه‌گیری و تنظیم می‌شود. همچنین اتمسفر کوره نیز از نظر اکسیدی، احیایی یا خنثی بودن قابل کنترل است.

مزایای کورهٔ تونلی

استفاده از کورهٔ تونلی در مقایسه با سایر انواع کوره‌ها (کوره‌های سنتی، هوفمن و متناوب) دارای مزایایی است که برخی از آنها را می‌توان بدین شرح برشمرد:

کنترل مناسب‌تر دمای کوره و یکنواختی حرارت
افزایش کیفیت تولید
تشابه کیفی محصولات
افزایش سرعت تولید
کاهش نیروی انسانی
کاهش مصرف انرژی
کاهش آثار زیان‌بار زیست‌محیطی


کاربرد کورهٔ تونلی در صنایع آجر و سفال

کورهٔ تونلی یکی از پیشرفته‌ترین انواع کوره‌است که در صنایع آجر و سفال مورد استفاده قرار می‌گیرد. خشت‌های خام که قبلا از خشک‌کن تونلی عبور کرده‌ و بیشتر آب خود را از دست داده‌اند، وارد منطقهٔ پیش‌گرمایش می‌شوند و تا ۳۵۰ درجهٔ سانتی‌گراد گرم می‌شوند. خشت‌ها سپس وارد منطقهٔ پخت می‌شوند و با توجه به نوع مواد اولیه، در دمایی بین ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد پخته می‌شوند

کورهٔ هوفمن یا کورهٔ هوفمان (Hoffmann kiln) یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. این کوره در سال ۱۸۵۶ توسط فردی به همین نام ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال و مواد دیرگداز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات ثابت و آتش متحرک است.


چگونگی پخت محصولات در کورهٔ هوفمن

کورهٔ هوفمن، تونل طویلی است که به شکل حلقه یا بیضی ساخته می‌شود و با استفاده از دیواره‌ها یا تیغه‌هایی به اتاقک‌هایی تقسیم می‌شود. اتاقک‌های کورهٔ هوفمن از کانال دریچه‌ها یا درهایی که در تیغه‌های جداکنندهٔ اتاق‌ها تعبیه شده‌است، با یکدیگر در ارتباط هستند. هر یک از اتاق‌ها نیز یک درب خروجی به بیرون دارند که برای بارگیری و تخلیهٔ کوره مورد استفاده قرار می‌گیرند. به این درها خمیره یا قمیره می‌گویند. اندازهٔ کورهٔ هوفمن با استفاده از این درها بیان می‌شود؛ مثلا یک کورهٔ ۳۲ قمیره‌ای، کوره‌ای است با ۳۲ درب که هر درب به یک اتاقک برای چیدن آجرها (یا سایر محصولات) مرتبط است. [محل استقرار سوخت‌پاش‌ها نیز در سقف قرار دارد.

در کورهٔ هوفمن، محصولات قبل از آنکه مستقیما توسط آتش پخته شوند، با حرارت سایر اتاقک‌ها گرم می‌شوند که اصطلاحا پیش‌گرمایش نامیده می‌شود. این حرارت همراه با گاز خروجی اتاقک پخت و از طریق دریچه‌هایی که قبلا تعبیه شده‌است حرکت می‌کند و به اتاق‌های مجاور وارد می‌شود و محصولات موجود در آن‌ها را پیش‌گرم می‌کند. زمانی که در یک اتاق، عملیات پخت در جریان است، در اتاقک مقابل (دورترین اتاق)، عملیات تخلیه و بارگیری در جریان است. این کار با استفاده از دری که اتاقک به بیرون کوره دارد انجام می‌شود. ضمن بار گیری، هوای خنک نیز وارد کوره می‌شود که به وسیلهٔ آتش موجود در اتاقک پخت و از طریق دریچه‌های تعبیه شده بین اتاق‌ها مکیده می‌شود. بنابراین هوا از اتاق‌هایی که عملیات پخت قبلا در آنها صورت گرفته‌است حرکت می‌کند و باعث خنک شدن محصولات پخته‌شده می‌شود. به این ترتیب در حلقهٔ کورهٔ هوفمن دو جریان هوا وجود دارد؛

هوایی که در نیم‌دایرهٔ اول، از اتاق پخت به سمت بیرون جریان دارد و اتاق‌های بعدی را پیش‌گرم می‌کند.
هوایی که در نیم‌دایرهٔ مقابل، از بیرون به سمت اتاقک پخت جریان دارد و اتاق‌های قبلی را خنک می‌کند.

با اتمام عملیات پخت در اتاق پخت، در اتاق روبرویی حلقهٔ هوفمن نیز عملیات بارگیری تمام می‌شود و درب آن به بیرون بسته می‌شود. در این مرحله، مشعل‌ها از سقف اتاق پخت به سقف اتاق بعدی منتقل می‌شوند و درب اتاق روبرویی این اتاق (اتاق پخت جدید) برای تخلیه و بارگیری گشوده خواهد شد.


انواع کورهٔ هوفمان

کوره‌های هوفمان در چند مدل مختلف ساخته می‌شود:

کورهٔ حلقوی
کورهٔ زیگ‌زاگ (zig-zag)
کورهٔ بوکس (Bocks)
کورهٔ هاریزن (Harrizon)

اما معمولا به کورهٔ حلقوی، کورهٔ هوفمن اطلاق می‌شود

کورهٔ تونلی یا Tunnel Kiln یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. اولین کورهٔ تونلی در سال ۱۷۵۱ توسطی فردی به نام وینسنز ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال، مواد دیرگداز و چینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات متحرک و آتش ثابت است.


ساختار کورهٔ تونلی

کورهٔ تونلی یک تونل دراز و باریک است که کف آن ریل‌گذاری شده‌است و محصولات، با عبور از درون آن در معرض حرارت قرار می‌گیرند و پخته یا زینتر می‌شوند. محصولات برای عبور از کورهٔ تونلی می‌بایست بر روی واگن‌های مخصوصی چیده شوند. کورهٔ تونلی شامل سه مرحلهٔ پیش‌گرمایش، پخت و خنک‌کن می‌باشد. در ساده‌ترین نوع کورهٔ تونلی، مشعل‌های موجود در منطقهٔ پخت باعث گرم شدن هوای کوره می‌شود. این هوا با حرکت به سمت ورودی تونل (پیش‌گرمایش) آرام آرام حرارت خود را به واگن‌های این منطقه منتقل می‌کند و در نهایت از دودکش خارج می‌شود. از سوی دیگر هوای تازه از خروجی تونل وارد می‌شود و در مواجهه با واگن‌هایی که مرحلهٔ پخت را پشت سر گذاشته‌اند، آنها را آرام‌آرام خنک می‌کند و دمایش به تدریج افزایش می‌یابد تا به منطقهٔ پخت برسد و اکسیژن لازم برای احتراق مشعل‌های این منطقه را فراهم نماید. البته قسمتی از هوای گرم شده به بیرون از کوره هدایت می‌شود تا در خشک‌کن و بعضا برای تنظیم دمای هوای سالن تولید مورد استفاده قرار بگیرد. معمولا ۶۰درصد از طول کوره به منطقهٔ پخت، ۲۰درصد به منطقهٔ پیش‌گرمایش و ۲۰درصد به منطقهٔ خنک‌کن اختصاص دارد. دمای مناطق مختلف کوره از طریق ترموکوبل و سیستم‌های کنترل اندازه‌گیری و تنظیم می‌شود. همچنین اتمسفر کوره نیز از نظر اکسیدی، احیایی یا خنثی بودن قابل کنترل است.

مزایای کورهٔ تونلی

استفاده از کورهٔ تونلی در مقایسه با سایر انواع کوره‌ها (کوره‌های سنتی، هوفمن و متناوب) دارای مزایایی است که برخی از آنها را می‌توان بدین شرح برشمرد:

کنترل مناسب‌تر دمای کوره و یکنواختی حرارت
افزایش کیفیت تولید
تشابه کیفی محصولات
افزایش سرعت تولید
کاهش نیروی انسانی
کاهش مصرف انرژی
کاهش آثار زیان‌بار زیست‌محیطی


کاربرد کورهٔ تونلی در صنایع آجر و سفال

کورهٔ تونلی یکی از پیشرفته‌ترین انواع کوره‌است که در صنایع آجر و سفال مورد استفاده قرار می‌گیرد. خشت‌های خام که قبلا از خشک‌کن تونلی عبور کرده‌ و بیشتر آب خود را از دست داده‌اند، وارد منطقهٔ پیش‌گرمایش می‌شوند و تا ۳۵۰ درجهٔ سانتی‌گراد گرم می‌شوند. خشت‌ها سپس وارد منطقهٔ پخت می‌شوند و با توجه به نوع مواد اولیه، در دمایی بین ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد پخته می‌شوند

کورهٔ هوفمن یا کورهٔ هوفمان (Hoffmann kiln) یکی از کوره‌های مورد استفاده در شاخه‌های مختلف صنایع سرامیک است. این کوره در سال ۱۸۵۶ توسط فردی به همین نام ابداع شد و در حال حاضر در صنایع آجر، سفال و مواد دیرگداز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره در گروه کوره‌های پیوسته یا مداوم قرار دارد. در این کوره، محصولات ثابت و آتش متحرک است.


چگونگی پخت محصولات در کورهٔ هوفمن

کورهٔ هوفمن، تونل طویلی است که به شکل حلقه یا بیضی ساخته می‌شود و با استفاده از دیواره‌ها یا تیغه‌هایی به اتاقک‌هایی تقسیم می‌شود. اتاقک‌های کورهٔ هوفمن از کانال دریچه‌ها یا درهایی که در تیغه‌های جداکنندهٔ اتاق‌ها تعبیه شده‌است، با یکدیگر در ارتباط هستند. هر یک از اتاق‌ها نیز یک درب خروجی به بیرون دارند که برای بارگیری و تخلیهٔ کوره مورد استفاده قرار می‌گیرند. به این درها خمیره یا قمیره می‌گویند. اندازهٔ کورهٔ هوفمن با استفاده از این درها بیان می‌شود؛ مثلا یک کورهٔ ۳۲ قمیره‌ای، کوره‌ای است با ۳۲ درب که هر درب به یک اتاقک برای چیدن آجرها (یا سایر محصولات) مرتبط است. [محل استقرار سوخت‌پاش‌ها نیز در سقف قرار دارد.

در کورهٔ هوفمن، محصولات قبل از آنکه مستقیما توسط آتش پخته شوند، با حرارت سایر اتاقک‌ها گرم می‌شوند که اصطلاحا پیش‌گرمایش نامیده می‌شود. این حرارت همراه با گاز خروجی اتاقک پخت و از طریق دریچه‌هایی که قبلا تعبیه شده‌است حرکت می‌کند و به اتاق‌های مجاور وارد می‌شود و محصولات موجود در آن‌ها را پیش‌گرم می‌کند. زمانی که در یک اتاق، عملیات پخت در جریان است، در اتاقک مقابل (دورترین اتاق)، عملیات تخلیه و بارگیری در جریان است. این کار با استفاده از دری که اتاقک به بیرون کوره دارد انجام می‌شود. ضمن بار گیری، هوای خنک نیز وارد کوره می‌شود که به وسیلهٔ آتش موجود در اتاقک پخت و از طریق دریچه‌های تعبیه شده بین اتاق‌ها مکیده می‌شود. بنابراین هوا از اتاق‌هایی که عملیات پخت قبلا در آنها صورت گرفته‌است حرکت می‌کند و باعث خنک شدن محصولات پخته‌شده می‌شود. به این ترتیب در حلقهٔ کورهٔ هوفمن دو جریان هوا وجود دارد؛

هوایی که در نیم‌دایرهٔ اول، از اتاق پخت به سمت بیرون جریان دارد و اتاق‌های بعدی را پیش‌گرم می‌کند.
هوایی که در نیم‌دایرهٔ مقابل، از بیرون به سمت اتاقک پخت جریان دارد و اتاق‌های قبلی را خنک می‌کند.

با اتمام عملیات پخت در اتاق پخت، در اتاق روبرویی حلقهٔ هوفمن نیز عملیات بارگیری تمام می‌شود و درب آن به بیرون بسته می‌شود. در این مرحله، مشعل‌ها از سقف اتاق پخت به سقف اتاق بعدی منتقل می‌شوند و درب اتاق روبرویی این اتاق (اتاق پخت جدید) برای تخلیه و بارگیری گشوده خواهد شد.


انواع کورهٔ هوفمان

کوره‌های هوفمان در چند مدل مختلف ساخته می‌شود:

کورهٔ حلقوی
کورهٔ زیگ‌زاگ (zig-zag)
کورهٔ بوکس (Bocks)
کورهٔ هاریزن (Harrizon)

اما معمولا به کورهٔ حلقوی، کورهٔ هوفمن اطلاق می‌شود

خلاصه

در اين مقاله پس از تعريف نانوتكنولوژي به تعريف نانوسراميك اشاره شده است. نانوسراميك ها، سراميك هايي هستند كه در ساخت آنها از اجزاي اوليه در مقياس نانو (مانند نانوذرات، ناتوتپوپ ها و نانولايه ها) استفاده شده است سپس به مراحل تكامل نانوسراميك ها اشاره شده كه عبارتند از مرحله اول سنتز اجراي اوليه، مرحله دوم، ساخت ساختارهاي نانو با استفاده از اين اجزاء و كنترل خواص و مرحله سوم: ساخت محصول هايي با استفاده از نانو سراميك بدست آمده از مرحله دوم - در قسمت ديگري از مقاله به ويژگيهاي سراميك ها اشاره شده است كه از جمله به خواص چون كوچك، سبك، داراي خواص جديد، چند كاربردي، هوشمند و داراي سازماندهي مرتبه اي اشاره شده است. كاربردهاي نانو سراميك ها نيز در صنايع مختلف در اين مقاله توضيح داده شده است.

مقدمه

زمان ظهور نانوسراميك‌ها را مي‌توان دهة 90 ميلادي دانست. در اين زمان بود كه با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميكي، توجهاتي به سمت آنها جلب شد، اما روشهاي فرآوري آنها چندان آسان و مقرون به‌صرفه نبود. با پيدايش نانوتكنولوژي، نانوسراميك‌ها هرچه بيشتر اهميت خود را نشان دادند. در حقيقت نانوتكنولوژي با ديدگاهي كه ارائه مي‌كند، تحليل بهتر پديده‌ها و دست‌يافتن به روشهاي بهتري براي توليد مواد را امكان‌پذير مي‌سازد.

شكل‌گرفتن علم و مهندسي نانو، منجر به درك بي‌سابقة اجزاي اوليه پاية تمام اجسام فيزيكي و كنترل آنها شده‌است و اين پديده به‌زودي روشي را كه اغلب اجسام توسط آنها طراحي و ساخته مي‌شده‌اند، دگرگون مي‌سازد. نانوتكنولوژي توانايي كار در سطح مولكولي و اتمي براي ايجاد ساختارهاي بزرگ مي‌باشد كه ماهيت سازماندهي مولكولي جديدي خواهندداشت و داراي خواص فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي جديد و بهتري هستند. هدف، بهره‌برداري از اين خواص با كنترل ساختارها و دستگاهها در سطوح اتمي، مولكولي و سوپرمولكولي و دستيابي به روش كارآمد ساخت و استفاده از اين دستگاهها مي‌باشد. هدف ديگر، حفظ پايداري واسط‌ها و مجتمع‌نمودن نانوساختارها در مقياس ميكروني و ماكروسكوپي مي‌باشد.

هميشه با استفاده از رفتارهاي مشاهده‌شده در اندازه‌هاي بزرگ، نمي‌توان رفتارهاي جديد در مقياس نانو را پيش‌بيني كرد و تغييرات مهم رفتاري صرفا" به‌خاطر كاهش درجة بزرگي اتفاق نمي‌افتند، بلكه به دليل پديده‌هاي ذاتي و جديد آنها و تسلط‌يافتن در مقياس نانو بر محدوديتهايي نظير اندازه، پديده‌هاي واسطه‌ا‌ي و مكانيك كوانتومي مي‌باشند.


نانوسراميك‌ها

نانوسراميك‌ها، سراميك‌هايي هستند كه در ساخت آنها از اجزاي اوليه در مقياس نانو (مانند نانوذرات، نانوتيوپ‌ها و نانولايه‌ها) استفاده شده‌باشد، كه هركدام از اين اجزاي اوليه، خود از اتمها و مولكولها بدست آمده‌اند. بعنوان مثال، نانوتيوپ يكي از اجزاي اوليه‌ا‌ي است كه ساختار اولية كربن c60 را تشكيل مي‌دهد. مسير تكامل نانوسراميك‌ها را مي‌توان در سه مرحله خلاصه كرد:
مرحلة 1 : سنتز اجراي اوليه
مرحلة 2 : ساخت ساختارهاي نانو با استفاده از اين اجزاء و كنترل خواص
مرحلة 3 : ساخت محصول نهايي با استفاده از نانوسراميك بدست‌آمده از مرحلة دوم


ويژگيها

ويژگيهاي نانوسراميك‌ها را مي‌توان از دو ديدگاه بررسي كرد. يكي ويژگي نانوساختارهاي سراميكي، و ديگري ويژگي محصولات بدست‌آمده است.
ويژگيهاي نانوساختارهاي سراميكي :
كوچك، سبك، داراي خواص جديد، چندكاركردي، هوشمند و داراي سازماندهي مرتبه‌ا‌ي.
ويژگيهاي محصولات نانوسراميكي :
- خواص مكانيكي بهتر: سختي و استحكام بالاتر و انعطاف‌پذيري كه ويژگي منحصربه‌فردي براي سراميك‌هاست.
- داشتن نسبت سطح به حجم بالا كه باعث كنترل دقيق بر سطح مي‌شود.
- دماي زينتر پايين‌تر كه باعث توليد اقتصادي و كاهش هزينه‌ها مي‌گردد.
- خواص الكتريكي، مغناطيسي و نوري مطلوب‌تر: قابليت ابررسانايي در دماهاي بالاتر و قابليت عبور نور بهتر.
- خواص بايويي بهتر (سازگار با بدن).


كاربردها

نانوتكنولوژي باعث ايجاد تحول چشمگيري در صنعت سراميك گشته‌است. در اين ميان نانوسراميك‌ها، خود باعث ايجاد تحول عظيمي در تكنولوژي‌هاي امروزي مانند الكترونيك، كامپيوتر، ارتباطات، صنايع حمل‌ونقل، صنايع هواپيمايي و نظامي و … خواهندشد. برخي كاربردهاي حال و آيندة نانوسراميك‌ها در جدول زير آمده‌ است

خلاصه

در اين مقاله پس از تعريف نانوتكنولوژي به تعريف نانوسراميك اشاره شده است. نانوسراميك ها، سراميك هايي هستند كه در ساخت آنها از اجزاي اوليه در مقياس نانو (مانند نانوذرات، ناتوتپوپ ها و نانولايه ها) استفاده شده است سپس به مراحل تكامل نانوسراميك ها اشاره شده كه عبارتند از مرحله اول سنتز اجراي اوليه، مرحله دوم، ساخت ساختارهاي نانو با استفاده از اين اجزاء و كنترل خواص و مرحله سوم: ساخت محصول هايي با استفاده از نانو سراميك بدست آمده از مرحله دوم - در قسمت ديگري از مقاله به ويژگيهاي سراميك ها اشاره شده است كه از جمله به خواص چون كوچك، سبك، داراي خواص جديد، چند كاربردي، هوشمند و داراي سازماندهي مرتبه اي اشاره شده است. كاربردهاي نانو سراميك ها نيز در صنايع مختلف در اين مقاله توضيح داده شده است.

مقدمه

زمان ظهور نانوسراميك‌ها را مي‌توان دهة 90 ميلادي دانست. در اين زمان بود كه با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميكي، توجهاتي به سمت آنها جلب شد، اما روشهاي فرآوري آنها چندان آسان و مقرون به‌صرفه نبود. با پيدايش نانوتكنولوژي، نانوسراميك‌ها هرچه بيشتر اهميت خود را نشان دادند. در حقيقت نانوتكنولوژي با ديدگاهي كه ارائه مي‌كند، تحليل بهتر پديده‌ها و دست‌يافتن به روشهاي بهتري براي توليد مواد را امكان‌پذير مي‌سازد.

شكل‌گرفتن علم و مهندسي نانو، منجر به درك بي‌سابقة اجزاي اوليه پاية تمام اجسام فيزيكي و كنترل آنها شده‌است و اين پديده به‌زودي روشي را كه اغلب اجسام توسط آنها طراحي و ساخته مي‌شده‌اند، دگرگون مي‌سازد. نانوتكنولوژي توانايي كار در سطح مولكولي و اتمي براي ايجاد ساختارهاي بزرگ مي‌باشد كه ماهيت سازماندهي مولكولي جديدي خواهندداشت و داراي خواص فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي جديد و بهتري هستند. هدف، بهره‌برداري از اين خواص با كنترل ساختارها و دستگاهها در سطوح اتمي، مولكولي و سوپرمولكولي و دستيابي به روش كارآمد ساخت و استفاده از اين دستگاهها مي‌باشد. هدف ديگر، حفظ پايداري واسط‌ها و مجتمع‌نمودن نانوساختارها در مقياس ميكروني و ماكروسكوپي مي‌باشد.

هميشه با استفاده از رفتارهاي مشاهده‌شده در اندازه‌هاي بزرگ، نمي‌توان رفتارهاي جديد در مقياس نانو را پيش‌بيني كرد و تغييرات مهم رفتاري صرفا" به‌خاطر كاهش درجة بزرگي اتفاق نمي‌افتند، بلكه به دليل پديده‌هاي ذاتي و جديد آنها و تسلط‌يافتن در مقياس نانو بر محدوديتهايي نظير اندازه، پديده‌هاي واسطه‌ا‌ي و مكانيك كوانتومي مي‌باشند.


نانوسراميك‌ها

نانوسراميك‌ها، سراميك‌هايي هستند كه در ساخت آنها از اجزاي اوليه در مقياس نانو (مانند نانوذرات، نانوتيوپ‌ها و نانولايه‌ها) استفاده شده‌باشد، كه هركدام از اين اجزاي اوليه، خود از اتمها و مولكولها بدست آمده‌اند. بعنوان مثال، نانوتيوپ يكي از اجزاي اوليه‌ا‌ي است كه ساختار اولية كربن c60 را تشكيل مي‌دهد. مسير تكامل نانوسراميك‌ها را مي‌توان در سه مرحله خلاصه كرد:
مرحلة 1 : سنتز اجراي اوليه
مرحلة 2 : ساخت ساختارهاي نانو با استفاده از اين اجزاء و كنترل خواص
مرحلة 3 : ساخت محصول نهايي با استفاده از نانوسراميك بدست‌آمده از مرحلة دوم


ويژگيها

ويژگيهاي نانوسراميك‌ها را مي‌توان از دو ديدگاه بررسي كرد. يكي ويژگي نانوساختارهاي سراميكي، و ديگري ويژگي محصولات بدست‌آمده است.
ويژگيهاي نانوساختارهاي سراميكي :
كوچك، سبك، داراي خواص جديد، چندكاركردي، هوشمند و داراي سازماندهي مرتبه‌ا‌ي.
ويژگيهاي محصولات نانوسراميكي :
- خواص مكانيكي بهتر: سختي و استحكام بالاتر و انعطاف‌پذيري كه ويژگي منحصربه‌فردي براي سراميك‌هاست.
- داشتن نسبت سطح به حجم بالا كه باعث كنترل دقيق بر سطح مي‌شود.
- دماي زينتر پايين‌تر كه باعث توليد اقتصادي و كاهش هزينه‌ها مي‌گردد.
- خواص الكتريكي، مغناطيسي و نوري مطلوب‌تر: قابليت ابررسانايي در دماهاي بالاتر و قابليت عبور نور بهتر.
- خواص بايويي بهتر (سازگار با بدن).


كاربردها

نانوتكنولوژي باعث ايجاد تحول چشمگيري در صنعت سراميك گشته‌است. در اين ميان نانوسراميك‌ها، خود باعث ايجاد تحول عظيمي در تكنولوژي‌هاي امروزي مانند الكترونيك، كامپيوتر، ارتباطات، صنايع حمل‌ونقل، صنايع هواپيمايي و نظامي و … خواهندشد. برخي كاربردهاي حال و آيندة نانوسراميك‌ها در جدول زير آمده‌ است

استفاده از مواد سراميکي در محصولات توليد ورزش اسکي موجب افزايش ضريب اطمينان مي گردد.
انقلاب تکنولوژي ساخت ديسک هاي سراميکي که توسط صنايع نرتن (Norton Industries) توسعه يافت، باعث نيل به خواص سطوح بهتر مي گردد. سطوح ايجادي کم اصطکاک تر و صاف تر مي گردد.
نتيجه ي اين استفاده، دگرگوني وسايل اسکي و اسنوبرد را به همراه دارد. که گذشتن از تپه هاي يخي بهتر انجام مي شود. که علاوه بر بهبود خواص سطح، ايمني نيز افزايش مي يايد.
هيداسپورت (Head Sport)ـ توليد کننده ي وسايل ورزشي ـ در حال توليد وسايل اسکي هوشمند است که از خواص مواد پيزوالکتريک بهره مند گشته است. هنگامي که در سرعت هاي بالا اسکي بازي مي شود. وسايل اسکي مي لرزند، که منجر به کم شدن تماس بين نواحي لبه اي چوب اسکي و سطح برف مي شود. که نتيجه ي آن کم شدن قابليت ها و توانايي کنترل اسکي کننده است. همچنين سرعت اسکي کننده نيز کم مي شود.
چوب اسکي با کامپوزيت هاي الياف پيزوالکتريک جاسازي گشته اند (اين مواد جزء مواد پيشرفته محسوب مي شوند) که لرزش هاي نامطلوب بوجود آمده در وسيله ي ورزشي (چوب اسکي يا اسنوبرد) توسط اين کامپوزيت ها به انرژي الکتريکي تبديل گشته که موجب ايجاد يک نيرو بين سطح وسيله ي ورزشي و سطح برف مي گردد و باعث باقي ماندن چوب اسکي بر روي سطح برف مي شود. چوب هاي اسکي به طور مداوم و در همه ي حالات تنظيم مي گردند. که ماکزيميم سرعت واکنش در اين حالت 5 هزارم ثانيه است. تکنولوژي الياف سراميک همچنين لبه هاي اسکي شش درصد کاراتر ايجاد کرده است که به کمک اين کار چندين قهرمان در المپيک زمستاني 2006 توانستند برنده ي چندين مدال طلا و نقره بشوند.
اين نوع وسايل اسکي در مغازه هاي فروش و سايل ورزشي موجود است و براي 3 سال انتخاب اول تعليم دهندگان اسکي و قهرمانان مدال آور بوده است.
اين الياف سراميکي داراي دو صفت جالب هستند؛ از يک لحاظ خاصيت مقاومت در برابر سايش و از لحاظ ديگر خواص پيچشي بهتر الياف سراميکي نسبت به بسياري از مواد پلاستيکي است. به هر حال عمده ترين خاصيت الياف سراميک قابليت تغير شکل کم آنها در زماني است که در معرض بارهاي الکتريکي کوچک قرار گيرند، هست.
الياف سراميکي پيشرفته اي که همچنين در قسمت سر بعضي از انواع راکت هاي تنيس استفاده مي شوند موجب افزايش 15% نيروي وارده در ضربه ي راکت به توپ مي گردد.


راکت های تنیس با مواد سرامیکی سبک تر و محکم تر می شوند.
راکت هاي هوشمندي که از الياف سراميکي در تهيه ي آنها استفاده شده است بيشترين فروش را در جهان در سالهاي 2005 و 2006 داشته است. اين راکت ها همچين موجب محدود شدن تنيس باز نيز نمي شود.
راکت هاي محافظ که از جنسن الياف سراميکي اند در سال 2005 به عنوان راکت نمونه براي تنيس توسط مجله تنيس (Tennis Magazine) انتخاب شده است. در تابستان 2006 اسمارت پوول (Smart Pool) که از اين الياف تهيه شده بود توانست برنده ي مسابقات قهرماني آن دوره شود.
اسنوبردها بوسيله ي کامپوزيت ها چقرمه تر مي شوند. تخمين زده شده است که در حال حاضر پانصد هزار تا هفتصد هزار اسنوبرد فعال، استحکام بيشتر و چقرمگي بيشتر خود را مديون مواد کامپوزيتي خاصي هستند که از الياف شيشه ابداع شده اند. البته در سالهاي اخير از الياف کربن نيز در تهيه ي اين کامپوزيت ها بهره گرفته شده است.
الياف از نوع Owens Corning) E-glass يا PPG) هستند که استحکام کششي بالايي دارند. اين اليافت همچنين سفتي بالايي دارند. مقاومت خوب در برابر رطوبت و قابليت آنها در باقي ماندن خواص کششي در گستره ي وسيعي از شرايط محيطي از خصوصيات ديگر اين الياف است هنگامي که
Never Summer Snowboards Manufacturing) NSSM ) از اين الياف در تهيه اسنوبردهاي توليديش استفاده کرد توانست گارانتي اين اسنوبردها را تا 3 سال افزايش دهد. همچنين برخي از اين خواص اين اسنوبردها بهبود پيدا کرد مثلاً شکستن و ترک برداشتن کناره ها در اين توليدات ديده نشد

2- مواد ساینده مصنوعی :با ارائه این مواد مصنوعی مشکلات ناشی از وجود ناخالصی و غیر یکنواختی ساختار در مواد ساینده طبیعی برطرف گردید ،زیرا این مواد تحت شرایط کنترل میشوند . پر مصرف ترین مواد ساینده مصنوعی عبارتند از : سیلیکون کارباید ،آلومینیم اکسید ،برنترید مکعبی ،الماس مصنوعی .

آلومینیم اکسید :یکی از مواد ساینده مصنوعی محسوب میشود . از گذاشتن سنگ معدنی بوکسیت در یک کوره قوس الکتریکی بدست می آید . آلومینیم اکسید در تولید حدود 75% سنگهای سنباده بکار می رود . از این نوع سنگ برای سنگ زنی مواد با استحکام بالا استفاده می شود .آلومینیم اکسید = براده آهن + کک + بوکسیتAl2 O3 H2o C Fe Al2 O3

انواع آلومینیم اکسید :ماده ساینده آلومینیم اکسید پس از تولید بر اساس مقدار نا خالصی های باقی مانده در آن و یا مواد افضوده شده درجه بندی می شود ،معمولاً آلومینیم اکسید را در پنج گروه با عناوین : معمولی ،نیمه ترد ،سفید ،خشن تراش و بسیار خشن تراش رسته بندی میکنند .آلومینیم اکسید معمولی پر مصرف ترین ماده ساینده است که 94.5% آن را آلومینیم اکسید خالص تشکیل میدهد ،رنگ این ماده ساینده قهوه ای است و محکم ترین و چقرمه ترین آلومینیم اکسید محسوب میشود . آلومینیم اکسید معمولی در سنگ زنی با ماشین های سنترلس گرد سابی و سنگ زنی میل لنگ بکار میرود . این ماده ساینده مخصوصاً در عملیات سنگ زنی نسبتاً خشن بر روی فولادهای مستحکم و چدن مالیبل آنیل شده بسیار خوب عمل میکند .

آلومینیم اکسید نیمه ترد :شبیه آلومینیم اکسید معمولی است با این تفاوت که میزان ناخالصی آن کمتر است ( 96% - 97% آلومینیم اکسید خالص است ) از این ماده ساینده در سنگ زنی ضریف فولادهای سخت استفاده می شود . به هنگام سنگ زنی نسبت به آلومینیم اکسید معمولی خنک تر کار میکند به همین دلید برای سنگ زنی تخت مناسب است ،زیرا در این عملیات تماس زیادی بین سنگ سنباده و قطعه کار بوجود می آید .

آلومینیم اکسید سفید :خالص ترین ماده ساینده است و حدود 99.5% آلومینیم اکسید خالص دارد . رنگ این ماده ساینده سفید و خیلی ترد و شکننده است . با افزودن موادی مانند : سنگ معدنی کرم میتوان این ماده ساینده را به رنگ های صورتی و قرمز تولید نمود . در کارگاههای ابزار سازی و برای سنگ زنی فولادهای بسیار سخت ،ابزارهای سخت و حساس به حرارت و فولادهای ابزار بکار میرود .

آلومینیم اکسید خشن تراش :ساختار ریز دانه کریستالی های آن باعث میشود چغرمگی بیشتری از خود نشان داده و بدون آن که دانه های سازنده از بدنه سنگ سنباده جدا شود لبه های هر دانه به مرور شکسته شده و لبه های برشی جدیدی پدید آید . در عملیات سنگ زنی که فشار زیادی به سنگ وارد میشود بکار میرود . مثلاً در عملیات زایده برداری قطعات ریختگری شده .

(Sillicon carbide) سیلیکون کارباید: اواین ماده ساینده مصنوعی است که در ایالت متحده ساخته شده . ماسه سیلیسی و کربن به شکل کک وقتی در یک کوره الکتریکی در معرض حرارت شدید قرار گیرند . با هم ترکیب شده و کریستالهای سخت و ساینده بوجود می آورند . سیلیکون کاباید عموماً برای سنگ زنی مواد غیر فلزی و با استحکام پایین بکار مبرده میشود .کریستالهای سیلیکون = خاک اره + ماسه سیلیسی + کک C Sio2 Sicانواع سیلیکون کاباید دو نوع دارد : 1- معمولی یا سیاه 2- سبز رنگ سختی سیلیکون کارباید به میزان خلوص آن بستگی دارد . سیلیکون کارباید سخت تر از آلومینیم اکسید و شکننده تر از آن است . سیلیکون کارباید سیاه دارای ناخالصی بیشتری است که سه نوع از آن وجود دارد : سیاه معمولی ،سیاه خشن تراش و سیاه مخصوص . سیلیکون کارباید سبز یکی از سخت ترین مواد مصنوعی است ، کابرد اصلی این ماده ساینده سنگ زنی ابزارهای کابایدی ( الماسی ) می باشد .

سرامیک آلومینیم اکسید : معرفی نمود ، در واقع این ماده ساینده SG نوعی ماده ساینده از جنس سرامیک آلومینیم اکسید به نام Norton در سال 1988 شرکت ساینده سنتی و مواد فوق ساینده جدید از نظر توان براده برداری ابداع گردید . بین موادروش تولید این ماده ساینده مانند : آلومینیم اکسید است . بااین تفاوت که از همان مواد اولیه ولی با یک فرآیند شیمیایی مرطوب میشود . در این فرآیند ذرات ریز با ابعاد کمتر از میکرون حاصل میشود .

مواد فوق ساینده :اختراع مواد فوق ساینده یعنی الماس مصنوعی و بریلیترید مکعبی نقطه اتفی مهم در تکنولوژی سنگ زنی محصوب می شوند ،این مواد فوق ساینده مخصوصاً برای سنگ زنی فلزات سخت ،سوپر آلیاژ ،کاربایدها ،سرامیکها مناسب میباشد .ویژگی های مواد فوق ساینده عبارتند از : 1- سختی 2- مقاومت سایشی 3- استحکام فشاری 4- هدایت گرمایی که دیگر مواد ساینده همه این ویژگی ها را ندارند .

الماس مصنوعی : الماس سخت ترین ماده شناخته شده است و از آن در ساخت قلم های الماس جهت تیز کردن سنگ سنباده و در ساخت سنگهای سنباده الماس استفاده می شود .گرافیت ( شکلی از کربن ) و یک کاکالیزور مانند : آهن ،کروم ،کابالت و نیکل در معرض حرارت بالا ( درجه 1400-2350 ) وفشار زیاد معادل ( 5500-13000 اتمسفر ) قرار میگیرد تا به کریستالهای الماس تبدیل گردد . به هنگام سنگ زنی فلزات آهنی با توجه به حرارت و فشار ایجاد شده ممکن است الماس دچار تغییرات شیمیایی شده و به سرعت ساییده گردد بنابراین توصیه می شود برای سنگ زنی آلیاژهای آهن از سنگ های الماسی استفاده نشود .

(CBN ) برونیترید مکعبی:لین ماده ساینده نظیر الماس مصنوعی تحت حرارت و فشار زیاد تولید شده و برای سنگ زنی دقیق و سریع آلیاژهای آهن سخت بسیار مناسب است . دوبرابر سخت تر از آلومینیم اکسید است و هنگام سنگ زنی گرمای کمتری تولید میکند .این ماده از ترکیب کرم ونیتروژن در حضور یک کاتالیزور ایجاد می شود و سپس در دمای درجه1650 و فشار 68500اتمسفر به برنیترید مکعبی تبدیل می گردد .

1- مواد ساینده طبیعی : به صورت طبیعی در محیطهای مختلف بوجود آمده اند ،معروف ترین آنها عبارتند از : سنباده طبیعی ،کروندوم ،کروکاس ،سنگ سیاه ،کوارتز و الماس .کیفیت این مواد طبیعی خیلی متفاوت است و ناخالصی های زیادی دارد که بر قابلیت سایندگی آنها اثر منفی می گذارد.بعضی از این این گونه مواد ساینده طبیعی که هنوز هم به صورت محدود استفاده میشود عبارتند از :

( Crocac ) کروکاس : اکسید آهن به رنگ قهوه ای قرمز که هم به صورت طبیعی وجود دارد و هم به صورت مصنوعی قابل ساخت است . این ماده به صورت پودر خیلی نرم برای سیقل دادن سطوح ادوات دقیق مورد استفاده قرار می گرد و فقط براده اندکی از سطح قطعه بر می دارد .( آلومینیم اکسید طبیعی )

(Corundum ) کروندوم : یک کانی بسیار سخت به رنگ سیاه یا قهوه ای قرمز است که به صورت طبیعی و با مقداری ناخالصی یافت میشود. با توجه به قابلیت چسبیدن این ماده به سرامیک و خاک رس اولین ماده ای بود که در ساخت سنگهای سنباده بکار رفته است .
سنباده طبیعی :یک ماده ساینده سخت است که غالباً از کریستال های کروندوم در زمینه ای از اکسید آهن تشکیل شده است . دانه های این ماده نیز در ساخت سنگهای سنباده و کاغذهای سنباده مورد استفاده قرار گرفته است .

( Diamond ) الماس : سخت ترین ماده ساینده طبیعی است که در ساخت بعضی انواع سنگ های سنباده و ابزارهای تیز کردن سنگهای سنباده بکار می رود . الماس مصنوعی یا صنعتی نیز ساخته شده اند که به عنوان جواهر تزئینی قابل استفاده نیستند ولی قادرند مواد بسیار سخت صنعتی نظیر : کاربیدها و مواد سرامیکی رابسایند

انواع ساینده ها بر اساس شکل مصرف


ساینده ها بر اساس شکل مصرف به چهار نوع تقسیم می شوند که عبارتند از:

***ساینده های پودری یا دانه ای

***ساینده های متصل

***ساینده های پوششی یا غشایی

***ساینده های خمیری یا صابونی

ساینده های پودری یا دانه ای از ذرات ریز تا ذرات با ابعاد بسیار ریز (پودر)تشکیل می شوند . کانیهای با سختی زیاد، متوسط و کم می تواند تشکیل دهنده این نوع ساینده ها باشد . از ذرات با ابعاد درشت تر برای سایش سطح فلزات و سنگها استفاده می شود در حالی که ذرات ریزتر همان ساینده ها برای سایش و صیقل دادن عدسی،سنگهای تزئینی و جواهرآلات ، و ذرات بسیار ریزتر (پودر) همان کانیها برای صیقلدادن سطوح چوبی، پلاستیک و مجسمه های تزئینی استفاده می شوند.از ساینده های متصل می توان به چرخ سابها 6 اشاره نمود . چرخ سابها می توانند به صورت چرخ ساب شیشه ای، لاستیکی و شبه رزینی باشند . چرخ سابهای مختلفی براساس نوع ذرات چرخ ساب، اندازه ذرات، درجه سختی، شکل ذرات و نوع اتصال ذرات چرخ ساب وجود دارد.
کاغذ سمباده با پوشش فلینت یا کاربراندم، پارچه با پوشش پودر گارنت و فلینتاز ساینده های پوششی هستند که می توانند برای صیقل سطوح چوبی، فلزی وپلاستیکی مورد استفاده قرار گیرند.برخی از ساینده ها به صورت خمیری یا صابونی تهیه می شوند . ابعاد ذرات ساینده ها در این نوع از 100 م ش تا 325 مش می باشد . از مواد استفاده شده برای تولیداین نوع ساینده ها می توان به فلدسپات، ماسه، پومیس، دیاتومیت و کوارتز اشاره نمود .برای صیقل دادن سطح مقاطع صیقلی در مطالعات مینرالوگرافی 2 (شناخت کانیهایفلزی) از خمیرهای الماس با شماره های مختلف استفاده می شود

ساینده های طبیعی و مصنوعی


ساینده ها از نظر منشأ به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند:

**ساینده های طبیعی

**ساینده های مصنوعی

از ساینده های طبیعی می توان به الماس، گارنت، کروندم، اولیوین، کوارتز، چرت،فلینت، کوارتزیت، پامیس، آپاتیت و دیاتومیت اشاره نمود. ساینده های مصنوعی نیز شامل کاربید بور، کاربید سیلیسیم، کاربید تانتالیم، کاربیدتنگستن، کاربید زیرکنیم، نیترید بور، فسفات کلسیم، کربنات کلسیم، اکسید سدیم،اکسید منیزیم، اکسید کرم، اکسید قلع، اکسید آهن، الماس مصنوعی، شیشه و سیلیکات
زیرکنیم است.

طریقه تولید الماس مصنوعی و کروندم مصنوعی با استفاده از ماسه سیلیسی و یا پودر کوارتز و زغال سنگ (SiC) است. کاربراندم رو غنی در کوره های الکتریکی و در دمای 2400 درجه سانتی گراد طی چند روز تولیدمی شود. کاربراندم تجاری دارای رنگهای مختلفی است که نوع سبز رنگ آن از درجه خلوص بیشتری برخوردار است . میزان تولید کاربراندم دنیا در حدود 700000 تن دراز مخلوط پودر دی اکسید بور و زغال (B4C). کاربید بور است. سنگ در کوره ساخته می شود . به دلیل شکنندگی کاربید بور، بیشتر از شکل پودری آناستفاده می شود

اندازه و شکل ذرات ساینده ها


اندازه و نحوه توزیع بلورها در ساینده ها بسیار مهم است . شکل ذرات نیز عامل مهم دیگری در تعیین کیفیت ساینده ها می باشد . دانه های هم بعد 4 و بلوکی شکل تحت عنوان اشکال مناسب 5 و دانه های غیر هم بعد تحت عنوان اشکال نامناسب در بحث ساینده هامطرح هستند (شکل)وسایل مختلفی برای بررسی شکل ساینده ها مورد استفاده قرار می گیرد که یکی مشاهده می شود. این دستگاه برای اندازه گیری وزن مخصوص - از انواع آن در شکلکلی ساینده ها استفاده می شود . وزن مخصوص کلی ساینده ها تابعی از شکل آنهاست وبسیار مهم است که در هنگام اندازه گیری وزن مخصوص کلی ساینده ها در این دستگاه،نمونه یا دستگاه دارای حرکت و لرزش نباشد، چون در این صورت وزن مخصوص کلی نمونه افزایش چشمگیری خواهد داشت.







برای اندازه گیری وزن مخصوص کلی نمونه از فرمول زیر استفاده می شود:

D/ V = W

حجم نمونه است. V وزن نمونه و W ، وزن مخصوص کلی D که در آن برخی از کانیها مانند الماس نیز علیرغم سختی زیاد دارای شکستگیهای فراوانی هستند که از کیفیت آنها برای ساینده بودن می کاهد بنابراین اندازه گیری قابلیت
ابزار اندازه گیری - خردشدن و مقاومت کانیهای ساینده بسیار مهم است . در شکل قابلیت خردایش و تعیین مقاومت 1 کانیهای ساینده نشان داده شده است.

سختی در ساینده ها


مقدار سختی ساینده ها عامل مهمی در ارزیابی آنها به شمار می رود . یکی از روشهای متداول برای تعیین سختی کانیها استفاده از روش موس 3 می باشد . در این روش بااستفاده از ده کانی استاندارد (سختی 1 تا 10 ) می توان سختی نسبی کانیها را به دست آورد. با تو جه به این که فواصل بین سختیهای موس یکسان نیست (مثلاً اختلاف سختی 6 با 7 برابر با اختلاف سختی 7 با 8 نیست) بنابراین برای تعیین سختی کانیهای ساینده، استفاده از جدول موس کارآیی لازم را ندارد . برای پرهیز از این نقص می تواناز سختی نوپ که توسط تایبالت و نایکویست در سال 1947 ارائه شده است استفاده نمود. در این روش از دستگاه مخصوصی که حاوی یک قطعه الماس است و با نیروی مشخصی روی جسم مورد آزمایش کشیده یا فشار داده می شود استفاده می شود . سپس ابعاد شکاف ایجاد شده را اندازه می گیرند و با مشخص بودن نیروی وارده ، به کم کجداول استاندارد، سختی نوپ مشخص می شود. ساینده ها را می توان بر اساس سختی موس به سه گروه تقسیم کرد:

گروه اول : ساینده های سخت مثل الماس، کروندم، گارنت و استارولیت که سختی آنهابیشتر از 7 می باشد.

گروه دوم : ساینده های با سختی متوسط مثل کوارتز، کلسدونی، چرت، فلینت،فلدسپات، کوارتزیت، پامیس، پرلیت، میکاشیست، بازالت و گرانیت که سختی آنها بین 5/5تا 7 می باشد.

گروه سوم : ساینده های با سختی کم مثل آپاتیت، کلسیت، دولومیت، دیاتومیت، اکسید 5می باشد. / آهن، سیلت و تالک که سختی آنها کمتر از 5

ساینده ها


در بیشتر صنایع به منظور ساییدن و جلا دادن سطوحی که احتمالاً به وسیله ترکیبات دیگر پوشیده شده است از کانیها و یا سنگهای با سختی بالا استفاده می شود . در این روش سعی می شود غشاء نازکی از سطوح مورد نظر به وسیله ساینده ها برداشته شودتا سطح اصلی جسم در معرض دید قرار گیرد . برای این کار لازم است کانیها یاسنگهای سخت با استفاده از فشار هوا یا روشهای دیگر به سطح جسم مورد نظراصابت کند.

موادی که به عنوان ساینده مورد استفاده قرار می گیرند باید دارای ویژگیهای زیرباشند:

*سختی قابل قبولی داشته باشند.

*دارای مقاومت و استحکام مناسبی باشند.

*از نظر شیمیایی بی اثر باشند.

*در برابر شوک یا تغییر ناگهانی حرارت مقاوم باشند.

*دیرگداز باشند.

*از شکل و اندازه مناسبی برخوردار باشند.

استفاده از کامپوزیتهای سرامیکی مستحکم و با دوام به جای مواد فلزی در ماشین های توربینی میتواند موتور های موشکی اینده را به طرز چشم گیری ارتقا و بهبود بخشد مهندسان مرکز سازمان پرواز های فضایی ناسا در هانتزویلی، در حال تحقیق بر روی استفاده از کامپوزیتهای سرامیکی در توربین موتور موشک هستند تا از این طریق بتوانند میزان ایمنی را بالا ببرند وهزینه استفاده مجدد از وسایل پرتاب را کاهش دهند.



عمده کارخانجاتی که موتور موشک میسازند ارتقای توربین ها را بعنوان یکی از نیازهای بزرگ خود مطرح کرده اند توربین موتور موشک ها صفحه ای فلزی است که تیغه های(پره) فلزی بصورت جداگانه ای به ان متصل شده اند وظیفه ی یک توربین تامین نیروی پمپ کردن است که از این طریق نیروی محرکه موتور را تامین و تنظیم می کند.

در مرکز سازمان مهندسان صفحه ی پره داری را ازمایش میکنند که بلیسک(bladed dick صفحه ی پره دار) نام دارد این توربین از کامپوزیت های سرامیکی ساخته شده است که میتواند گرما و نوسان بسیار زیادتری را نسبت به توربین های نیکل الومینیومی سنتی تحمل کند ماده ای که در این دیسک بکار رفته است ساختاری از فیبر کربن پیوسته است که با یک ماتریس کاربید سیلیسیم مستحکم شده است ماده ای که به اجبار در میان فیبر کربن ته نشین شده است ماتریس کامپوزیت سرامیک ساختاری شبیه به لایه های چندگانه ی پارچه دارد که با اهاری به شدت نیرومند انباشته شده اند.

یک ماده کامپوزیتی ساخته شده فواید بسیاری را به همراه دارد یکی از ویژگی های فوق العاده این ماده مقاوومت بالا در برابر اسیب دیدن است در ازمایشی طولانی بلیسک سرامیکی به طور عادی به کار خود ادامه داد با وجود ان که ترکی در یکی از تیغه های ان بوجود امده بود مهندسان بعد از یافتن ترک در تیغه توربین سرامیکی ان را میلیونها دور چرخاندند و این ازمایش مقاومت بالای این نوع توربین در زیر فشار را به اثبات رساند.

بلیسک سرامیکی میتواند در برابر گرمایی حدود 2000 درجه ی فارنهایت(1093 درجه ی سلسیوس) ایستادگی کند که این میزان خیلی بالاتر از دمای 1200درجهفارنهایت(649 درجه سلسیوس) است که توربین های الومینیوم نیکلی میتوانند در ان تاب بیاورند دادن گرمایی بیشتر از این میزان به توربین باعث جلوگیری از ایجاد نیروی محرکه ی موتور میشود وعامل کاهش سوخت میباشد افزایش راندمان موتور باعث بالا بردن دور موتور و قدرت بیشتر میشود به اضافه ی این که بلیسک تنها یک چهارم وزن توربین های فلزی را داراست بنابراین وزن کمتر شده ی بلیسک بار گیری را افزایش می دهد.

مرکز سازمان دوازده بار بلیسک را در موتور موشک ازموده است و این ازمایشات اطلاعات فراوانی را برای پیش بینی میزان عمر کامپوزیتهای سرامیکی مورد استفاده در موتور موشک در اختیار ما قرار می دهند.

این توربین در سرعت چرخش 25000 دور در دقیقه تست شده است که 10 برابر میانگین سرعت چرخش موتور ماشین است.

بلیسکی که در ازمایشات مورد استفاده قرار میگرفت 7.6 اینچ (19سانتیمتر) قطر و 3.4 اینچ (2 سانتیمتر) ضخامت داشت ودر کامپوزیتهای پیشرفته ی هانیول در نیویورک ساخته شده بود.

مرکز تحقیقات گلن ناسا در سلولند و اهایو و دانشگاه الاباما نیز در پروزه ی کامپوزیتهای سرامیکی با مرکز تحقیقات ناسا همکاری اشته اند.

این مواد به همان اندازه میتوانند تجهیزات صنعتی و ژنراتور های قدرت را نیز بهبود بخشند

استفاده از کامپوزیتهای سرامیکی مستحکم و با دوام به جای مواد فلزی در ماشین های توربینی میتواند موتور های موشکی اینده را به طرز چشم گیری ارتقا و بهبود بخشد مهندسان مرکز سازمان پرواز های فضایی ناسا در هانتزویلی، در حال تحقیق بر روی استفاده از کامپوزیتهای سرامیکی در توربین موتور موشک هستند تا از این طریق بتوانند میزان ایمنی را بالا ببرند وهزینه استفاده مجدد از وسایل پرتاب را کاهش دهند.



عمده کارخانجاتی که موتور موشک میسازند ارتقای توربین ها را بعنوان یکی از نیازهای بزرگ خود مطرح کرده اند توربین موتور موشک ها صفحه ای فلزی است که تیغه های(پره) فلزی بصورت جداگانه ای به ان متصل شده اند وظیفه ی یک توربین تامین نیروی پمپ کردن است که از این طریق نیروی محرکه موتور را تامین و تنظیم می کند.

در مرکز سازمان مهندسان صفحه ی پره داری را ازمایش میکنند که بلیسک(bladed dick صفحه ی پره دار) نام دارد این توربین از کامپوزیت های سرامیکی ساخته شده است که میتواند گرما و نوسان بسیار زیادتری را نسبت به توربین های نیکل الومینیومی سنتی تحمل کند ماده ای که در این دیسک بکار رفته است ساختاری از فیبر کربن پیوسته است که با یک ماتریس کاربید سیلیسیم مستحکم شده است ماده ای که به اجبار در میان فیبر کربن ته نشین شده است ماتریس کامپوزیت سرامیک ساختاری شبیه به لایه های چندگانه ی پارچه دارد که با اهاری به شدت نیرومند انباشته شده اند.

یک ماده کامپوزیتی ساخته شده فواید بسیاری را به همراه دارد یکی از ویژگی های فوق العاده این ماده مقاوومت بالا در برابر اسیب دیدن است در ازمایشی طولانی بلیسک سرامیکی به طور عادی به کار خود ادامه داد با وجود ان که ترکی در یکی از تیغه های ان بوجود امده بود مهندسان بعد از یافتن ترک در تیغه توربین سرامیکی ان را میلیونها دور چرخاندند و این ازمایش مقاومت بالای این نوع توربین در زیر فشار را به اثبات رساند.

بلیسک سرامیکی میتواند در برابر گرمایی حدود 2000 درجه ی فارنهایت(1093 درجه ی سلسیوس) ایستادگی کند که این میزان خیلی بالاتر از دمای 1200درجهفارنهایت(649 درجه سلسیوس) است که توربین های الومینیوم نیکلی میتوانند در ان تاب بیاورند دادن گرمایی بیشتر از این میزان به توربین باعث جلوگیری از ایجاد نیروی محرکه ی موتور میشود وعامل کاهش سوخت میباشد افزایش راندمان موتور باعث بالا بردن دور موتور و قدرت بیشتر میشود به اضافه ی این که بلیسک تنها یک چهارم وزن توربین های فلزی را داراست بنابراین وزن کمتر شده ی بلیسک بار گیری را افزایش می دهد.

مرکز سازمان دوازده بار بلیسک را در موتور موشک ازموده است و این ازمایشات اطلاعات فراوانی را برای پیش بینی میزان عمر کامپوزیتهای سرامیکی مورد استفاده در موتور موشک در اختیار ما قرار می دهند.

این توربین در سرعت چرخش 25000 دور در دقیقه تست شده است که 10 برابر میانگین سرعت چرخش موتور ماشین است.

بلیسکی که در ازمایشات مورد استفاده قرار میگرفت 7.6 اینچ (19سانتیمتر) قطر و 3.4 اینچ (2 سانتیمتر) ضخامت داشت ودر کامپوزیتهای پیشرفته ی هانیول در نیویورک ساخته شده بود.

مرکز تحقیقات گلن ناسا در سلولند و اهایو و دانشگاه الاباما نیز در پروزه ی کامپوزیتهای سرامیکی با مرکز تحقیقات ناسا همکاری اشته اند.

این مواد به همان اندازه میتوانند تجهیزات صنعتی و ژنراتور های قدرت را نیز بهبود بخشند

Jay Leno مجري تلويزيوني معروف، اخيراً در مورد کلاژهاي کامپوزيتي سراميکي مورد استفاده در ماشين Carrera GT شرکت پورشه يک بحث تلويزيوني انجام داد. پس از يک تست رانندگي او گفت: پس از اينکه با سرعت زياد رانندگي مي کنيم، براي کاهش چرخش چرخ ها، بهترين راه استفاده از اين نوع سيستم ترمز است. اين ماشين هرگز ليز نمي خورد و هميشه خوب کار مي کند. يک پورشه مدل Correra GT در مدت 3.6 ثانيه به سرعت حداکثر 60 مايل بر ساعت مي رسد. همچنين در مدت يک ربع به سرعت 131.6 مايل بر سرعت مي رسد.
و حتي تا سرعت بيش از 205 مايل بر ساعت نيز مي رسد ما بايد براي اين مسأله از کلاژهاي سراميکي تشکر کنيم زيرا بوسيله ي آنها، شما مي توانيد سرعت خود را بمراتب بالا ببريد. موتور مورد استفاده در پوشه ها، دور موتوري بيش از 20.000 دور بر دقيقه دارد.

کلاژ چندصفحه اي Carrera GT سبک تر (7.7 پوند يا 3.5 کيلوگرم) و کوچکتر از هر نوع کلاژقابل قياس است. اين مسأله منجر به اين شده است که کلاژهاي مورد استفاده در 911 Turbo ، Pursche ، 50% وزني نسبت به کلاژهاي قبلي سبک تر باشند. مواد کامپوزيتي مورد استفاده ترکيبي از الياف بافته ي کربن با سيليسيم کاربيد است. سيليسيم کاربيد ماده اي است که سختي آن نزديک به الماس است.

همچنين اين ماده اصطکاک و مقاومت گرمايي خوبي نيز دارد. اين خواص باعث شده است که کامپوزيت هاي توليدي، انتخابي ايده آل براي کمک به انتقال بهتر نيرو به سنگ فرش خيابان شود. قطر صفحات کلاژ تنها 6.65 اينچ است. که اين مسأله باعث مي شود نيروي گريز از مرکز بوجود آمده کمتر شود و هرچه قطر کلاژ کوچکتر باشد در نتيجه موتور نيز کوچکتر مي شود

Jay Leno مجري تلويزيوني معروف، اخيراً در مورد کلاژهاي کامپوزيتي سراميکي مورد استفاده در ماشين Carrera GT شرکت پورشه يک بحث تلويزيوني انجام داد. پس از يک تست رانندگي او گفت: پس از اينکه با سرعت زياد رانندگي مي کنيم، براي کاهش چرخش چرخ ها، بهترين راه استفاده از اين نوع سيستم ترمز است. اين ماشين هرگز ليز نمي خورد و هميشه خوب کار مي کند. يک پورشه مدل Correra GT در مدت 3.6 ثانيه به سرعت حداکثر 60 مايل بر ساعت مي رسد. همچنين در مدت يک ربع به سرعت 131.6 مايل بر سرعت مي رسد.
و حتي تا سرعت بيش از 205 مايل بر ساعت نيز مي رسد ما بايد براي اين مسأله از کلاژهاي سراميکي تشکر کنيم زيرا بوسيله ي آنها، شما مي توانيد سرعت خود را بمراتب بالا ببريد. موتور مورد استفاده در پوشه ها، دور موتوري بيش از 20.000 دور بر دقيقه دارد.

کلاژ چندصفحه اي Carrera GT سبک تر (7.7 پوند يا 3.5 کيلوگرم) و کوچکتر از هر نوع کلاژقابل قياس است. اين مسأله منجر به اين شده است که کلاژهاي مورد استفاده در 911 Turbo ، Pursche ، 50% وزني نسبت به کلاژهاي قبلي سبک تر باشند. مواد کامپوزيتي مورد استفاده ترکيبي از الياف بافته ي کربن با سيليسيم کاربيد است. سيليسيم کاربيد ماده اي است که سختي آن نزديک به الماس است.

همچنين اين ماده اصطکاک و مقاومت گرمايي خوبي نيز دارد. اين خواص باعث شده است که کامپوزيت هاي توليدي، انتخابي ايده آل براي کمک به انتقال بهتر نيرو به سنگ فرش خيابان شود. قطر صفحات کلاژ تنها 6.65 اينچ است. که اين مسأله باعث مي شود نيروي گريز از مرکز بوجود آمده کمتر شود و هرچه قطر کلاژ کوچکتر باشد در نتيجه موتور نيز کوچکتر مي شود

Jay Leno مجري تلويزيوني معروف، اخيراً در مورد کلاژهاي کامپوزيتي سراميکي مورد استفاده در ماشين Carrera GT شرکت پورشه يک بحث تلويزيوني انجام داد. پس از يک تست رانندگي او گفت: پس از اينکه با سرعت زياد رانندگي مي کنيم، براي کاهش چرخش چرخ ها، بهترين راه استفاده از اين نوع سيستم ترمز است. اين ماشين هرگز ليز نمي خورد و هميشه خوب کار مي کند. يک پورشه مدل Correra GT در مدت 3.6 ثانيه به سرعت حداکثر 60 مايل بر ساعت مي رسد. همچنين در مدت يک ربع به سرعت 131.6 مايل بر سرعت مي رسد.
و حتي تا سرعت بيش از 205 مايل بر ساعت نيز مي رسد ما بايد براي اين مسأله از کلاژهاي سراميکي تشکر کنيم زيرا بوسيله ي آنها، شما مي توانيد سرعت خود را بمراتب بالا ببريد. موتور مورد استفاده در پوشه ها، دور موتوري بيش از 20.000 دور بر دقيقه دارد.

کلاژ چندصفحه اي Carrera GT سبک تر (7.7 پوند يا 3.5 کيلوگرم) و کوچکتر از هر نوع کلاژقابل قياس است. اين مسأله منجر به اين شده است که کلاژهاي مورد استفاده در 911 Turbo ، Pursche ، 50% وزني نسبت به کلاژهاي قبلي سبک تر باشند. مواد کامپوزيتي مورد استفاده ترکيبي از الياف بافته ي کربن با سيليسيم کاربيد است. سيليسيم کاربيد ماده اي است که سختي آن نزديک به الماس است.

همچنين اين ماده اصطکاک و مقاومت گرمايي خوبي نيز دارد. اين خواص باعث شده است که کامپوزيت هاي توليدي، انتخابي ايده آل براي کمک به انتقال بهتر نيرو به سنگ فرش خيابان شود. قطر صفحات کلاژ تنها 6.65 اينچ است. که اين مسأله باعث مي شود نيروي گريز از مرکز بوجود آمده کمتر شود و هرچه قطر کلاژ کوچکتر باشد در نتيجه موتور نيز کوچکتر مي شود

کامپوزيت هاي شامل سراميک که براي توليد بخش هاي چرخنده اتومبيل استفاده مي شوند، وسايل استانداردي براي ماشين هاي مسابقه اي هستند. اين مواد هم اکنون براي توليد برخي از مارک هاي معتبر در زمينه ي اتومبيل مانند ماشين هاي فراري (Ferrari) ، اکثر لامبورگيني ها (Lamborghinis) و پروشه ها (Porsehes)، Audi RS4 , Bentley Conti GT Diamond استفاده مي شود. اين ترمزهاي سراميکي باعث کاهش وزن وسيله ي نقليه به مقدار بيش از 10 پوند مي کند و بخاطر اينکه مقاومت حرارتي آن نيز بسيارخوب است عمر وسيله نيز افزايش مي يابد. عمر لايي هاي اين سيستم ترمز نيز سه برابر شده و کارايي آن بخاطر کاهش وزن به علت استفاده نکردن از فنر، بهبود مي يابد.( در اين سيستم اجزا و بدنه به صورت معلق قرار ندارند)

يک سيستم ترمز از جنس کامپوزيت هاي سراميکي بوسيله ي Starfire System ساخته شده است. که در زمينه ي مسابقات موتورسواري مورد آزمايش قرار گرفته و شرکت هايي همچون هندا (Honda) ، ياماها (YAMAHA)، کاوازاکي (Kawasaki)، سوزوکي (Susuki) و ... از آن استفاده کرده اند. يک موتورسوار حرفه اي با نام Josom Di Salyo سيستم ترمز توليدي توسط شرکت Starfire را مورد ارزيابي قرار داد. ارزيابي او بر روي يک موتور ياماهاي 2004 مدل YZF-R1 انجام شد که اين موتور مجهز به ترمزهاي کامپوزيتي خاص بود. اين ترمزها از قطعات پليمري شرکت sTARFIRE توليد شده اند که بوسيله ي بافته هاي الياف کربن تقويت مي شوند. بر خلاف ديسک هاي استيل قبلي، اين نوع چرخنده ها در هنگامي که دما بالا مي رود. واقعاً بهتر کار مي کنند.

اين قطعات باعث افزايش بازده موتور، شتاب و استحکام ترمز مي شود. اين مزايا در هنگامي که ترمزها بهبود يافتند شناخته شد. با بکار بردن قطعات غير فنري بيشتر اين موتورها مورد ترجيح قرار گرفته اند و براي استفاده در اجزاي کناري وسايل ترمز مورد استفاده قرار مي گيرند و موجب کاهش وزن تمام شده ي سيستم ترمز مي شود

کامپوزيت هاي شامل سراميک که براي توليد بخش هاي چرخنده اتومبيل استفاده مي شوند، وسايل استانداردي براي ماشين هاي مسابقه اي هستند. اين مواد هم اکنون براي توليد برخي از مارک هاي معتبر در زمينه ي اتومبيل مانند ماشين هاي فراري (Ferrari) ، اکثر لامبورگيني ها (Lamborghinis) و پروشه ها (Porsehes)، Audi RS4 , Bentley Conti GT Diamond استفاده مي شود. اين ترمزهاي سراميکي باعث کاهش وزن وسيله ي نقليه به مقدار بيش از 10 پوند مي کند و بخاطر اينکه مقاومت حرارتي آن نيز بسيارخوب است عمر وسيله نيز افزايش مي يابد. عمر لايي هاي اين سيستم ترمز نيز سه برابر شده و کارايي آن بخاطر کاهش وزن به علت استفاده نکردن از فنر، بهبود مي يابد.( در اين سيستم اجزا و بدنه به صورت معلق قرار ندارند)

يک سيستم ترمز از جنس کامپوزيت هاي سراميکي بوسيله ي Starfire System ساخته شده است. که در زمينه ي مسابقات موتورسواري مورد آزمايش قرار گرفته و شرکت هايي همچون هندا (Honda) ، ياماها (YAMAHA)، کاوازاکي (Kawasaki)، سوزوکي (Susuki) و ... از آن استفاده کرده اند. يک موتورسوار حرفه اي با نام Josom Di Salyo سيستم ترمز توليدي توسط شرکت Starfire را مورد ارزيابي قرار داد. ارزيابي او بر روي يک موتور ياماهاي 2004 مدل YZF-R1 انجام شد که اين موتور مجهز به ترمزهاي کامپوزيتي خاص بود. اين ترمزها از قطعات پليمري شرکت sTARFIRE توليد شده اند که بوسيله ي بافته هاي الياف کربن تقويت مي شوند. بر خلاف ديسک هاي استيل قبلي، اين نوع چرخنده ها در هنگامي که دما بالا مي رود. واقعاً بهتر کار مي کنند.

اين قطعات باعث افزايش بازده موتور، شتاب و استحکام ترمز مي شود. اين مزايا در هنگامي که ترمزها بهبود يافتند شناخته شد. با بکار بردن قطعات غير فنري بيشتر اين موتورها مورد ترجيح قرار گرفته اند و براي استفاده در اجزاي کناري وسايل ترمز مورد استفاده قرار مي گيرند و موجب کاهش وزن تمام شده ي سيستم ترمز مي شود

کامپوزيت هاي شامل سراميک که براي توليد بخش هاي چرخنده اتومبيل استفاده مي شوند، وسايل استانداردي براي ماشين هاي مسابقه اي هستند. اين مواد هم اکنون براي توليد برخي از مارک هاي معتبر در زمينه ي اتومبيل مانند ماشين هاي فراري (Ferrari) ، اکثر لامبورگيني ها (Lamborghinis) و پروشه ها (Porsehes)، Audi RS4 , Bentley Conti GT Diamond استفاده مي شود. اين ترمزهاي سراميکي باعث کاهش وزن وسيله ي نقليه به مقدار بيش از 10 پوند مي کند و بخاطر اينکه مقاومت حرارتي آن نيز بسيارخوب است عمر وسيله نيز افزايش مي يابد. عمر لايي هاي اين سيستم ترمز نيز سه برابر شده و کارايي آن بخاطر کاهش وزن به علت استفاده نکردن از فنر، بهبود مي يابد.( در اين سيستم اجزا و بدنه به صورت معلق قرار ندارند)

يک سيستم ترمز از جنس کامپوزيت هاي سراميکي بوسيله ي Starfire System ساخته شده است. که در زمينه ي مسابقات موتورسواري مورد آزمايش قرار گرفته و شرکت هايي همچون هندا (Honda) ، ياماها (YAMAHA)، کاوازاکي (Kawasaki)، سوزوکي (Susuki) و ... از آن استفاده کرده اند. يک موتورسوار حرفه اي با نام Josom Di Salyo سيستم ترمز توليدي توسط شرکت Starfire را مورد ارزيابي قرار داد. ارزيابي او بر روي يک موتور ياماهاي 2004 مدل YZF-R1 انجام شد که اين موتور مجهز به ترمزهاي کامپوزيتي خاص بود. اين ترمزها از قطعات پليمري شرکت sTARFIRE توليد شده اند که بوسيله ي بافته هاي الياف کربن تقويت مي شوند. بر خلاف ديسک هاي استيل قبلي، اين نوع چرخنده ها در هنگامي که دما بالا مي رود. واقعاً بهتر کار مي کنند.

اين قطعات باعث افزايش بازده موتور، شتاب و استحکام ترمز مي شود. اين مزايا در هنگامي که ترمزها بهبود يافتند شناخته شد. با بکار بردن قطعات غير فنري بيشتر اين موتورها مورد ترجيح قرار گرفته اند و براي استفاده در اجزاي کناري وسايل ترمز مورد استفاده قرار مي گيرند و موجب کاهش وزن تمام شده ي سيستم ترمز مي شود

نتايج آزمايشات عايق گرما و روکش سراميک

نتايج آزمايشات عايق گرما و روکش سراميک

ميكرو گويچه هاي سراميكي

ميکروگويچه هاي سراميک عايق چه هستند ؟ چه کار ميکنند ؟ چگونه عمل مي کنند ؟


هر ميکروگويچه سراميک آنقدر کوچک است که با چشم بدون مسلح مانند يک دانه آرد بنظر مي رسد ( اندکي ضخيمتر از موي انسان ).ضخامت گويچه به اندازه يک دهم قطر آن است . سراميکهاي موجود درون افزوده مخلوط Hy Tech داراي مقاومت فشار حدودا ٢٨٠ ( کيلوگرم بر سانتيمتر مربع ) هستند . نقطه نرم شدن آنها حدود ١٨٠٠ درجه سانتيگراد است و در مقابل مواد شيميايي مقاوم هستند . سراميکهاي Hy Tech فاقد سم و نسوز هستند .
Hy Tech گامي فراتر رفته و با تخليه گاز درون ميکروگويچه ها . دردرون گويچه ها خلا ايجاد کرده است . بنا بر قوانين فيزيک از آنجايي که دردرون خلا هيچگونه ماده موجود نمي باشد هيچ چيزي نمي تواند از درون خلا از راه انتقال بگذرد . هنگام مخلوط شدن با رنگ با خشک شدن سطح مورد استفاده . ميکروگويچه ها به همديگر نزديک مي شوند و يک نوار فيلم صاف و هموار تشکيل مي دهند . ميکروگويچه هاي سراميک خلا دار به جهت ساختارشان همچنانکه مانع از انتقال گرما ميشوند ٩٥ درصد اشعه خورشيد و ٨٥ درصد اشعه ايکس را به اتمسفر منعکس مي کنند . عالي-فن ماده افزودني رنگ از آنجايي که فاقد هر گونه ماده سمي است به طبيعت و سلامتي انسان ضرر نمي رساند سطوحي که با اين ماده پوشانده شوند از اشعه مضر ايکس و حشرات در امان خواهند ماند . ميکروگويچه هاي سراميک عالي-فن همان مواد سراميک مورد استفاده در سپرهاي گرماي ماسوره هاي فضايي هستند .
Hy Tech ماده افزودني رنگ از آنجايي که فاقد هرگونه ماده سمي مي باشد . دوست طبيعت و سلامتي انسان است . سطوحي که با اين مواد پوشانده شوند از اشعه مضر ايکس و حشرات در امان خواهند ماند

ميكرو گويچه هاي سراميكي

ميکروگويچه هاي سراميک عايق چه هستند ؟ چه کار ميکنند ؟ چگونه عمل مي کنند ؟


هر ميکروگويچه سراميک آنقدر کوچک است که با چشم بدون مسلح مانند يک دانه آرد بنظر مي رسد ( اندکي ضخيمتر از موي انسان ).ضخامت گويچه به اندازه يک دهم قطر آن است . سراميکهاي موجود درون افزوده مخلوط Hy Tech داراي مقاومت فشار حدودا ٢٨٠ ( کيلوگرم بر سانتيمتر مربع ) هستند . نقطه نرم شدن آنها حدود ١٨٠٠ درجه سانتيگراد است و در مقابل مواد شيميايي مقاوم هستند . سراميکهاي Hy Tech فاقد سم و نسوز هستند .
Hy Tech گامي فراتر رفته و با تخليه گاز درون ميکروگويچه ها . دردرون گويچه ها خلا ايجاد کرده است . بنا بر قوانين فيزيک از آنجايي که دردرون خلا هيچگونه ماده موجود نمي باشد هيچ چيزي نمي تواند از درون خلا از راه انتقال بگذرد . هنگام مخلوط شدن با رنگ با خشک شدن سطح مورد استفاده . ميکروگويچه ها به همديگر نزديک مي شوند و يک نوار فيلم صاف و هموار تشکيل مي دهند . ميکروگويچه هاي سراميک خلا دار به جهت ساختارشان همچنانکه مانع از انتقال گرما ميشوند ٩٥ درصد اشعه خورشيد و ٨٥ درصد اشعه ايکس را به اتمسفر منعکس مي کنند . عالي-فن ماده افزودني رنگ از آنجايي که فاقد هر گونه ماده سمي است به طبيعت و سلامتي انسان ضرر نمي رساند سطوحي که با اين ماده پوشانده شوند از اشعه مضر ايکس و حشرات در امان خواهند ماند . ميکروگويچه هاي سراميک عالي-فن همان مواد سراميک مورد استفاده در سپرهاي گرماي ماسوره هاي فضايي هستند .
Hy Tech ماده افزودني رنگ از آنجايي که فاقد هرگونه ماده سمي مي باشد . دوست طبيعت و سلامتي انسان است . سطوحي که با اين مواد پوشانده شوند از اشعه مضر ايکس و حشرات در امان خواهند ماند

افزایش کاربرد سرامیکهای تخصصی

صنعت خودرو

در حال حاضر در صنايع اتومبيل‌سازي بيش از 50 كاربرد متفاوت براي سراميك‌هاي تخصصي وجود دارد و اين كاربردها به‌طور روزافزون در حال افزايش هستند. در طي 10 سال گذشته، خواص قدرتمند حرارتي، الكتريكي و شيميايي، سراميك‌ها را به‌طور فزاينده‌اي به يك جايگزين پردوام جذاب و ارزان قيمت به جاي فلزات مبدل كرده است.

سراميك‌هاي تخصصي داراي كاربردهايي براي كاهش سروصدا، كنترل حرارتي، *****اسيون و سايش در تمامي بخش‌هاي صنعت حمل و نقل از تراكتورها گرفته تا اتوبوس‌ها و موتورسيكلت، هستند.

هم آلومينا (اكسيد آلومينيوم) و هم زيركونيا (اكسيد زيركونيوم) در دماهاي بالا يك استحكام مكانيكي بالا و پايداري ابعادي را از خود نشان مي‌دهند. سختي آلومينا اين ماده را به يك جايگزين ارزان به جاي فلزات به‌عنوان درزگير در موتورهاي ديزلي به دليل اينكه بتونه‌هاي فلزي پوششي سريعا پوسيده مي‌شدند و اكثر اوقات نياز به جايگزين داشتند، مبدل كرده است.

همچنين در حال حاضر، صفحات آلومينا در كاميون‌هاي سنگين براي كنترل سوپاپ‌هاي هواي فشرده لازم جهت تنظيم سطح تعليق كابين، شاسي يا صندلي، مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

در پمپ‌هاب آب نيز، ياتاقان‌هاي سراميكي جانشين مناسبي براي ياتاقان‌هايي با محوري از جنس فولادهاي كربني شده‌اند. ياتاقان‌هاي سراميكي در برابر تاثيرات سايشي ذرات موجود در آب مقاومت بيشتري را نشان داده و در نتيجه ضريب اطمينان را افزايش مي‌دهند. با توجه به كارگيري از اين سراميك‌ها در دستگاه‌هاي توربوشارژر و ياتاقان‌ها، رشد استفاده از موتورهاي ديزلي به‌ويژه در بازار كاميون با افزايش مواجه شده است.

با توجه به نياز به كنترل مواد آلاينده خصوصاً توسط كاميون‌هاي سنگين، بازار سراميك‌هاي تخصصي در مبدل‌هاي كاتاليكي با رشد همراه بوده است. دكتر جان بريگز اظهار داشت كه كاربردهاي كاتاليزور در اگزوزهاي اتومبيل‌هايي با موتور ديزلي به رشد خود ادامه خواهد داد، چون در ظرف دو تا سه سال آينده در اروپا و ايالات متحده آمريكا مقررات جديد آلودگي هوا به كار گرفته مي‌شود.

هم‌اكنون، در اروپا استفاده از *****هاي ذرات ريز و كاتاليزورهاي اكسيداسيون نسبت به ايالات متحده آمريكا رواج بيشتري پيدا كرده است. به هر حال يكي از زمينه‌هاي رشد عمده در هر دو منطقه است و در آينده در ديگر مناطق نيز به اجرا در خواهد آمد.

نظر به اين كه در صنايع هوافضا، خواص پيزوالكتريك سراميك‌هاي PZT، در حس‌گرهاي سطح‌سنج اولتراسونيك در مخازن سوخت خودروها منجر به ارائه دقت بيشتر مي‌شود، از اين رو اين سراميك‌ها جايگزين گيج‌هاي شناور متداول شده‌اند.

سراميك‌هاي PZT نشان داده‌اند كه در شرايط بد سوختي بسيار مقاوم هستند. همچنين پيزوسراميك‌ها به شكل قوس‌هاي موجود در سيستم‌هاي صندلي‌هاي راحت در مدل‌هاي پيشرفته خودرو به‌كار گرفته مي‌شود كه با استفاده از دريچه‌هايي ايجاد اثرات ماساژ مي‌كنند.

پيزوسراميك‌ها همچنين در سيستم‌هاي كنترل فشار لاستيك اتومبيل‌ها به كار گرفته مي‌شوند كه در ماه نوامبر سال 2006 در كشور ايالات متحده تبديل به يك استاندارد ايمني مجاز شد. سراميك در داخل لاستيك اتومبيل قرار مي‌گيرد و توانايي منحصر به فرد آن براي تبديل انرژي مكانيكي به انرژي الكتريكي بدين معني است كه هر وقت نيروي مكانيكي بر اثر حركت لاستيك بر روي زمين بر سراميك اعمال مي‌شود، سراميك از خود الكتريسيته ساطع مي‌كند كه بر روي مانيتور خودرو مشاهده مي‌شود.

طبق سخنان دكتر Zimmermann مديرعامل شركت CeramTec در سمينار اخير، در آينده كاربرد سراميك‌ها در خودروهاي مدرن و پيشرفته افزايش خواهد يافت كه به سراميك‌هايي با كارآيي بالا در موتورهاي هيبريدي، باتري‌هاي سوختي (APU) و كامپوزيت‌هايي با زمينه فلزي مي‌توان اشاره كرد.