Quels sont les points des matériaux céramiques avancés qui méritent qu’on s’y intéresse ?

Les téléphones intelligents, les téléviseurs LCD, les ordinateurs, les voitures et autres produits ont appliqué de nombreuses technologies avancées de pointe, et la céramique est également indispensable. Par exemple, il existe des centaines ou des milliers de condensateurs céramiques, un minuscule composant électronique utilisé dans un smartphone. Mais ce type de céramique n'est pas le « carreau de céramique » et le « bol en porcelaine » courants dans la vie des gens, ce sont des céramiques avancées produites avec une technologie de haute précision.

Alors, qu’est-ce que la céramique avancée ? Quelles sont les caractéristiques et les applications ?

La différence entre la céramique avancée et la céramique traditionnelle

Les produits céramiques sont divisés en deux catégories de céramiques ordinaires et de céramiques avancées, l'une des céramiques avancées, également connue sous le nom de nouvelles céramiques, céramiques spéciales, céramiques fines, haute technologie, etc., elle fait référence à la synthèse artificielle ultrafine de haute pureté ou sélectionnée composés inorganiques comme matière première, avec une composition chimique précise, une technologie de fabrication de précision et une conception de structure, et possède d'excellentes caractéristiques mécaniques, sonores, lumineuses, thermiques, électriques, biologiques, dans l'aérospatiale, la céramique, l'information électronique, la biomédecine, la fabrication d'équipements haut de gamme et d'autres technologies haut de gamme peuvent être vues partout.

Les principales différences sont les suivantes :

Classification et application des céramiques avancées

Les céramiques avancées sont divisées en céramiques structurelles et céramiques fonctionnelles. La céramique structurelle fait référence aux céramiques qui peuvent être utilisées comme matériaux structurels techniques, avec les caractéristiques de haute résistance, de dureté élevée, de module d'élasticité élevé, de résistance à haute température, de résistance à l'usure, de résistance à la corrosion, de résistance à l'oxydation, de résistance à la chaleur et aux chocs, etc. Les céramiques fonctionnelles sont une sorte de céramique présentant des caractéristiques électriques, magnétiques, optiques, thermiques, chimiques et biologiques et ayant la fonction d'interconversion. Les céramiques fonctionnelles représentent environ 70 % de la part de marché des céramiques avancées, le reste étant constitué de céramiques structurelles.

Les pièces en céramique avancées sont appliquées comme suit :

1. Produits électroniques

Avec le développement rapide de l'industrie de l'information et de l'industrie de la consommation électronique, les produits électroniques industriels et les produits électroniques grand public maintiendront une tendance de développement rapide et la demande de céramique électronique est énorme. On s'attend à ce que la demande mondiale de céramiques électroniques dépasse 40 milliards de dollars américains d'ici 2020. Les céramiques électroniques sont les produits techniques les plus matures parmi les céramiques avancées, représentant 65 % de la part de marché des céramiques avancées. Principalement utilisé pour les puces, les condensateurs, les emballages de circuits intégrés, les capteurs, les isolants, les ferromagnétiques, les céramiques piézoélectriques, les semi-conducteurs, les supraconducteurs, etc. Les principaux matériaux sont le titanate de baryum, l'oxyde de zinc, le zirconate de titane et de plomb, le niobate de lithium, le nitrure d'aluminium, le dioxyde de zircone et l'alumine, etc.

2. Céramiques biologiques

Les biocéramiques font référence aux matériaux céramiques qui agissent directement ou sont liés au corps humain. D'une manière générale, tous les matériaux céramiques appartenant au génie biologique sont collectivement appelés biocéramiques. En tant que matériau biocercéramique, il doit avoir les fonctions suivantes : remplacer la partie malade ou endommagée du corps humain, en remplacement de la partie défectueuse congénitale, contribuer à la récupération des tissus du corps humain.

À l'heure actuelle, les matériaux biomédicaux sont devenus un point chaud pour la recherche et le développement des scientifiques dans divers pays. 70 à 80 % des matériaux et produits biomédicaux nationaux dépendent des importations et essentiellement de l'imitation. La part de marché mondiale des matériaux biomédicaux en Chine ne représente que 2 %, et le niveau technologique des produits en est principalement au stade primaire. Avec le vieillissement de la population sociale, d'ici 2020, la Chine aura besoin de 800 000 ensembles d'articulations artificielles/an, de 1,6 million de stents vasculaires/an, de lentilles intraoculaires/an, et la demande de matériaux biocercéramiques augmentera considérablement.

En plus de la mesure, du diagnostic et du traitement, les biocéramiques sont principalement utilisées comme substituts aux tissus durs biologiques, qui peuvent être utilisées en orthopédie, chirurgie plastique, chirurgie buccale, chirurgie cardiovasculaire, ophtalmologie, oto-rhino-laryngologie et chirurgie générale et dans d'autres aspects.

3. Nanocéramiques

Ces dernières années, les nano-céramiques ont attiré beaucoup d’attention. Lorsque les matières premières sélectionnées et les grains postformés atteindront l'échelle du nanomètre, cela entraînera des mutations dans la science de la préparation, la céramique, la technologie céramique et les propriétés matérielles finales des matériaux céramiques, de manière à ouvrir une utilisation plus large des matériaux céramiques.

À l’heure actuelle, il existe trois types de méthodes de préparation des nanocéramiques : la méthode de préparation physique, la méthode en phase gazeuse et la méthode de chimie humide. Les poudres nano-céramiques préparées sont : Al₂ O₃, ZrO₂, SiO₂, Si₂N, SiC, BaTiO₃, TiO₂, etc. Le développement des nano-céramiques a conduit au développement de nouveaux équipements de frittage rapide, tels que le processus de frittage sous vide, le processus de frittage par micro-ondes et le frittage au plasmatechnologie (SPS).

4. Céramiques à faible expansion

Le matériau dont la valeur absolue du coefficient de dilatation thermique est inférieure à 210 ⁶ / ℃ est appelé matériau à faible dilatation, et le matériau dont le coefficient de dilatation est proche de zéro est un matériau à très faible dilatation. Les céramiques à faible expansion, en particulier les céramiques à expansion nulle ou les céramiques à expansion négative, peuvent être utilisées comme composants principaux du moteur, pales de matériaux aéronautiques, joints de poêle, substrat de circuit, ébauche de miroir astronomique et radôme, fenêtre d'observation à haute température, mesure de précision et autres dispositifs , supports et filtres, immobilisation des déchets nucléaires, matériaux d'étanchéité et autres matériaux de haute technologie.

5. Céramiques avancées utilisées dans les économies d'énergie, la protection de l'environnement et les nouveaux domaines énergétiques

Avec le développement économique rapide, l’augmentation rapide de la demande énergétique et l’énorme quantité de déchets industriels et domestiques produits, les économies d’énergie et la protection de l’environnement sont devenues une question majeure qui préoccupe de plus en plus la communauté internationale. Dans le cas d'une pénurie d'énergie et d'une détérioration de l'environnement, une technologie de plus en plus grave, avancée, à haut rendement, d'économie d'énergie et de protection de l'environnement de l'incinérateur thermique régénératif à économie d'énergie (RT0) et de la chambre de stockage de chaleur à économie d'énergie de l'industrie de fusion avec céramique en nid d'abeille, purification thermique des gaz et de l'eau le traitement avec un film et un équipement en céramique, la technologie et l'équipement de transmission uhv ac avec une série d'isolateurs en porcelaine à suspension ultra/uhv, le stockage de chaleur et l'échange de chaleur avec des composants en céramique de carbure de silicium, l'industrie photovoltaïque avec une série de produits en céramique obtiendra une opportunité de développement rare.

6. Céramiques aérospatiales

L'application concerne principalement les céramiques blindées pare-balles pour hélicoptères, les matériaux de disques de frein d'avions, les matériaux de diaphragmes en céramique pour les batteries de satellites, les revêtements furtifs infrarouges (camouflage), les roulements en céramique, les matériaux de radômes en céramique pour les missiles, etc. À l'heure actuelle, la recherche d'applications dans l'aérospatiale se concentre principalement sur les matériaux résistants à la chaleur des tuyères de fusée, les tuiles d'isolation thermique des engins spatiaux, les matériaux céramiques techniques composites et le revêtement des fenêtres d'observation des engins spatiaux, etc., en particulier sur la recherche et le développement de fibres céramiques présentant une légère résistance à la chaleur, une résistance à la corrosion et un point de fusion élevé et haute résistance.

Soutien à la politique industrielle nationale

En 2014, les grandes lignes nationales du développement de l'industrie des circuits intégrés concernant l'impression de la nouvelle politique d'avis du plan d'action pour le développement de l'innovation dans l'industrie de l'affichage 2014-2016, promeuvent vigoureusement les entreprises de fabrication de circuits intégrés et le développement indépendant des entreprises de panneaux d'affichage, et guident la chaîne industrielle en amont et en aval. entreprises pour renforcer la coopération, améliorer globalement le niveau de localisation de la chaîne d'approvisionnement.

"Des choix beaucoup plus difficiles - et des conséquences plus graves - dans" la période, la céramique avancée en tant que partie importante des nouveaux matériaux, est entrée dans le répertoire d'orientation des produits et services clés des industries émergentes stratégiques "industriel" quatre bases "répertoire de développement" guide de développement technologique générique clé de l'industrie " La classification stratégique des industries émergentes, le catalogue de conseils d'ajustement de la structure industrielle, deviennent une partie importante de la planification nationale du développement des industries émergentes. Les céramiques avancées et d'autres nouveaux matériaux ont fourni la capacité de soutien de base pour le développement et l'expansion de la Chine des industries émergentes stratégiques telles que technologies de l'information de nouvelle génération, équipements haut de gamme, nouveaux matériaux, biologie, véhicules à énergies nouvelles, énergies nouvelles, conservation de l'énergie et protection de l'environnement, créativité numérique, etc.

Au cours de la période du 14e Plan quinquennal, la Chine a continué à promouvoir le développement de la technologie industrielle avancée de la céramique et d'autres nouveaux matériaux au niveau international. Les grandes lignes du quatorzième plan quinquennal pour le développement économique et social national de la République populaire de Chine et la Vision 2035 proposent que d'ici 2025, la technologie globale et l'application des nouveaux matériaux clés soient synchronisées avec le niveau international ; la proportion de produits moyens et haut de gamme sera considérablement augmentée ; le niveau et la capacité de support indépendant des matériaux clés sont considérablement améliorés, et le problème des matériaux clés en carton court sera efficacement atténué. Les céramiques avancées seront considérées comme l'un des plans stratégiques nationaux à l'avenir, continueront de bénéficier d'un fort soutien politique, accéléreront les percées dans des domaines technologiques clés et contribueront au développement de certains types d'industries stratégiques émergentes en Chine.

Cet article est réimprimé de IACECHINA.