سرامیک های پیشرفته

[spow 44197]

تحلیلی در مورد سرامیک های پیشرفته

 

سرامیک­های پیشرفته نسل جدیدی از سرامیک­ها هستند که دارای خواص بهتری نسبت به سرامیک­های سنتی بوده و کاربردهای زیادی را به خود اختصاص داده اند. متن زیر خلاصة گزارش موسسة scup درمورد سرامیک های پیشرفته است:

 

سرامیک­ها موادی غیرآلی و غیرفلزی هستند که مقاومت خوبی در دمای بالا از خود نشان می دهند. در ابتدا مواد اولیة سرامیکی بصورت پودر هستند سپس در شکل های مختلف به اجسام صلب تبدیل می­شوند. سرامیک­ها می توانند بصورت آمورف (بی شکل)، تک فاز، چندفاز، تک کریستال و پلی کریستال وجود داشته باشند و خواص این مواد بستگی به ساختار اتمی آنها دارد. محصولاتی مثل آجرها، کاشی، چینی (بصورت ظروف غذا و چینی بهداشتی)، نسوزها، ساینده ها، شیشه آلات (شیشه های تخت، ظروف شیشه ای) و لعاب های چینی جزو سرامیک­های سنتی هستند و در گروه سرامیک­های پیشرفته قرار نمی گیرند.

 

سرامیک­های پیشرفته دارای خواص فیزیکی، الکترونیکی و مکانیکی خاصی هستند که آنها را نسبت به سرامیک­های سنتی برتری بخشیده است. سرامیک­های پیشرفته در پنجاه سال گذشته توسعة خوبی یافته اند. بازار سرامیک­های پیشرفته که قسمت عمدة آن در آمریکا، اروپای غربی و ژاپن قرار دارد، در سال ۲۰۰۰ بالغ بر ۲۰.۲ میلیارد دلار بوده است. البته خلق کاربردهای جدیدی برای این مواد باعث ایجاد یک رشد ۴ درصدی برای بازار این مواد تا سال ۲۰۰۵ خواهد شد.

 

● سرامیک های الکترونیکی

 

عمده ترین استفادة سرامیک­های پیشرفته در صنایع الکترونیک است که حدود ۶۶ درصد کل مصرف سرامیک­های پیشرفته را به خود اختصاص می­دهند. مهم ترین مواد سرامیکی برای کاربردهای الکترونیکی، اکسیدهای خالص یا مخلوطی از اکسیدها هستند که شامل آلومینا، زیرکونیا، سیلیسیا، فریت­ها، تیتانات باریم اصلاح شده و تیتانات و زیرکونات سرب می باشند. فیبرها، محافظ ها در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی، خازن­ها، تبدیل کننده ها، القاگرها، ابزارهای پیزوالکتریکی و سنسورهای فیزیکی و شیمیایی عمده ترین موارد استفا دة سرامیک­های الکترونیکی هستند. میزان بازار جهانی سرامیک­های الکترونیکی در نیمة پایانی سال ۲۰۰۰، حدود ۱۳.۳ میلیارد دلار بوده است. مواد مورد مصرف در مدارهای ic مجتمع، محافظ های الکترونیکی و خازن­ها تقریباً ۶۷ درصد بازار سرامیک­های الکترونیکی را بخود اختصاص داده اند. بازار محصولات سرامیکی الکترونیکی اگر چه نسبتاً بزرگ است ولی نرخ رشد آنها از نرخ رشد دو رقمی که در چند دهة گذشته از خود نشان داده اند بیشتر نیست.

 

● سرامیک­های ساختاری

 

استفاده از سرامیک­ها در کاربردهای ساختاری کمتر از ۱۹ درصد کل بازار است. سرامیک­های ساختاری بعنوان اجزاء تحمل کنندة تنش یا پوشش قسمت­هایی که تحت تنش هستند شناخته می شوند. علاوه بر این، مقاومت سرامیک­ها در برابر خوردگی، سایش و دمای بالا، این مواد را برای کاربرد در تجهیزات صنعتی زیادی مناسب ساخته است. افزایش بازده و کاهش مصرف انرژی، محرک تحقیقات بر روی سرامیک­های ساختاری پیشرفته است. در سال ۲۰۰۵ شاهد بازار جهانی ۴.۵ میلیارد دلاری برای سرامیک­های ساختاری خواهیم بود و رشد خوبی در بازار اجزای مقاوم به سایش، یاطاقان ها، درزگیرها، تجهیزات فرآیندها و پوشش­های سرامیکی محقق می شود. بیشترین مواد اولیه مورد استفاده در سرامیک­های ساختاری انواع گوناگون اکسیدآلومینیوم، زیرکونیا، کاربید سیلیسیم و نیترید سیلیسیم می باشد.

 

● پودرها و افزودنی­ها

 

در حوزة سرامیک­های سنتی، پودرها مواد غیرآلی هستند که در فرآیندهای مختلف بصورت بلوک یا قطعة نهایی شکل می گیرند و افزودنی­ها مواد غیرآلی هستند که استفاده از پودرها را در فرآیندهای مختلف آسان می کنند و در قطعة نهایی باقی نمی مانند. این تعریف ها صحت خود را تا حد زیادی در مورد سرامیک های پیشرفته که از تکنولوژی های پیچیدة شیمیایی بهره می برند، از دست داده اند.

 

پودرهای سرامیکی پیشرفته و افزودنی ها بعنوان مواد خام برای سرامیک­های ساختاری و سرامیک­های الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. پودرهای سرامیکی پیشرفته بازاری بالغ بر ۲.۷ میلیارد دلار را به خود اختصاص داده اند که رشد متوسطی معادل ۲ درصد برای آنها تا سال ۲۰۰۵ پیش بینی شده است. پوردهای اکسیدی ۸۵ درصد از این بازار را از نظر ارزش و ۹۵ درصد را از نظر وزن به خود اختصاص داده اند. بقیة بازار مربوط به غیراکسیدی هایی نظیر کاربید سیلیسیم، نیترید سیلیسیم، نیترید آلومینیوم و تیتانیوم دی براید است. پودرهای آلومینیومی با کارایی بالا، پودرهای زیرکونیا که در بیوسرامیک­ها استفاده می شوند و کاربردهای مربوط به سیستم های مخلوط چند اکسیدی مثل شیشه سرامیک­ها و سرامیک­های با ضریب انبساطی پایین، رشد متوسط بالاتری را از خود نشان خواهند داد. رشد بازار افزودنی ها کمی بیشتر از پودرها خواهد بود که علت آن رواج افزودنی های با کارایی بالا و افزودنی های قوی در روش های تولید از قبیل شکل دادن گرم و سرد و قالب گیری تزریقی است.

 

اسماعیل محمدی