Конструкцион Высокая прочность

Материалы с электрическими функциями

•проводимость, обусловленная только движением электронов и обнаруживаемую, когда вещество находится в контакте с другими электронными проводниками.

•Пьезокерамика - керамика, способная поляризоваться при упругой деформации, наоборот, деформироваться под воздействием внешнего электрического поля. Пьезокерамические материалы, как правило, представляют собой неорганические диэлектрики с высокой диэлектрической проницаемостью, зависящей от напряженности электрического поля. PbZrO3-PbTiO3.

•керамики с диэлектрическими свойствами - керамические электролиты, то есть материалы с высокой ионной подвижностью и, соответственно, ионной проводимостью.

•полупроводниковый материал специального назначения (терморезисторы - термочувствительные датчики, способные изменять электросопротивление на несколько порядков при повышении температуры на 100 °С, оксид алюминия - производство подложек интегральных схем ).

Керамические материалы с магнитными функциями

•Ферриты (основной компонент - оксид железа), разработаны как альтернатива металлическим магнитам для снижения потерь энергии на перемагничивание.

•Такая замена возможна благодаря высокому электрическому сопротивлению керамики (примерно на 8 порядков).

Керамические материалы с оптическими функциями

•прозрачные керамические материалы на основе оксида алюминия (Lucalox)

•керамика на основе оксида иттрия, высокопрозрачная в видимой и инфракрасной областях спектра по интенсивности и количеству поглощения приближается к соответствующим монокристаллам

Керамические материалы с химическими функциями

• газовые сенсоры- хемосорбция

различных газов на поверхности керамики сопровождается пропорциональным изменением ее электропроводности, что позволяет определить концентрацию тех или иных компонентов газовой смеси

•Мембраны позволяют избирательно выделять и концентрировать разнообразные вещества

Керамические материалы для ядерной энергетики

должны обеспечивать нормальное функционирование и защиту ядерных реакторов различных типов

•теплоизоляция (Аl2О3, SiO2)

•ядерное топливо (UO2,, PuO2),

•материалы регулирующих узлов (В4С, Sm2O3),

•замедляющие и отражающие материалы (ВеО2, ZrO2, ВегС), материалов нейтронной защиты (B4C,Hf03, Sm2O3),

•электроизоляция в активной зоне (Аl2О3, MgO),

•оболочки тепловыделяющих элементов (SiO2, Si3N4)

•В термоядерной энергетике керамика широко используется для тепловой и электрической изоляции первой стенки плазменной камеры (SiO2, Si3N4), ограничения плазмы (SiC, Al2O3, В4С), для нейтронной защиты (LiAl02, Li2SiO3, Li2O), в качестве материала для окон разночастотного нагрева плазмы (Аl2О3,ВеО2) и т.д.

Конструкционная керамика

исключительный комплекс свойств:

•высокая температура плавления,

•твердость,

•износостойкость,

•химическая инертность и другие.

главный недостаток керамики как конструкционного материала - отсутствие пластичности, хрупкость, низкие значения вязкости и энергии разрушения сдерживает ее широкое внедрение.

•прочность керамики на основе диоксида циркония более 1000 МПа

•на основе нитрида кремния - прочность более 800 МПа в интервале температур до 1400 °С (двигатель внутреннего сгорания с рекордно высокой температурой рабочей камеры, что повысило в 1,5 раза КПД двигателя)

•Дальнейшая перспектива разработок в области керамических конструкционных материалов связана с созданием наноструктурированных композиционных материалов на основе керамики, имеющих сверхвысокие значения прочности - до 2000 МПа и более, а также керамических материалов нового поколения на основе тугоплавких карбидов, нитридов и боридов переходных металлов, имеющих температуру устойчивости твердой фазы выше 3500 °С.