керамические порошки,сплавы, крошка, гранулы

Керамические порошки

Керамическими называют порошки на основе оксидов разных металлов — хрома, титана, алюминия, циркония, иттрия. Керамический порошок может состоять из одного оксида, из смеси двух, трех и более. Также могут присутствовать нитриды, силициды и карбиды — кремния, циркония, вольфрама, титана, ниобия.

Свойства керамических порошков

Керамические материалы из порошкового сырья обладают высокой твердостью и износостойкостью к абразивному трению и скольжению. А также обеспечивают термо- и электроизоляцию, так как оксиды плохо проводят тепло и электроток. В этом преимущество напыления керамических порошков перед покрытием из чистых металлов, например никелированием или хромированием. Спекание частиц большинства керамических порошков дает покрытие с водоотталкивающими и антипригарными свойствами.

Особенности керамических порошков и изделий из них определяются компонентами состава, а также размером частиц. Все керамические порошки отличаются химической стойкостью к спиртам, щелочам и кислотам. Но наиболее сильно это свойство проявляется у керамики на основе оксида хрома. 

Добавка оксида титана к керамическим порошкам повышает прочность получаемых изделий, но снижает их твердость. Добавка оксида кремния увеличивает стойкость к ударам. Большинство керамических порошков термостойки в пределах 400-500°С. Порошок из оксидов циркония, иттрия или их смеси после спекания выдерживают температуру порядка 1000°С.

Размер частиц порошка также важен. Нанопорошки на основе оксидов алюминия и других металлов дают возможность получать материалы с усиленными ключевыми качествами — прочностью, стойкостью к разным видам воздействий.

Как производят керамические порошки

Порошки из природных глин на основе оксидов алюминия и кремния получают их высушиванием и последующим измельчением. Сырье для порошков из оксидов более редких металлов получают из природных минералов — бокситов, циркониевых, иттриевых и других руд.

Дисперсные керамические порошки с размером частиц от 3мкм можно получить в мельницах тонкого помола. Ультрадисперсные с размером от 0,03мкм производятся термохимическими способами из чистых металлов.

При плазмохимическом синтезе порошки металлов и углерода проходят через поток азотной или водородной плазмы, могут применяться СВЧ-разряды. При этом образуются карбиды и нитриды в виде мельчайших частиц.

При газофазном реакционном осаждении соединения металлов и кремний нагревают лазерным лучом в атмосфере угарного газа. Так получают смесь карбидов и нитридов. Нитридные керамические порошки образуются при нагревании до 1700°С смеси хлорида металла и аммиака.

При зольно-гелевом процессе порошки смешивают с глицерином или формамидом, а затем осаждают и сушат. При криохимическом методе распыленные в жидкий азот растворы мгновенно замерзают. Затем лед сублимируют, остаются оксиды в виде ультрадисперсного керамического порошка.

Как применяют керамические порошки

Керамические порошки из природных глин на основе оксидов алюминия и кремния используются для получения фарфоровых, фаянсовых изделий, майолики, плитки. А также бытовой, садово-парковой и электротехнической керамики.

Из керамических порошков получают напыляемые покрытия для важных узлов оборудования – нажимных и печатных валиков в бумажном производстве, нитенаправляющих планках в текстильных станках. Плазменное керамическое напыление делает поверхность конструкций электроизолирующей, износостойкой и твердой.  

Хромоокисными керамическими порошками покрывают поверхность подшипников, валов в печатных машинах, промышленных насосов. Порошки на основе оксидов циркония и иттрия используют для покрытия двигателей и газовых турбин.

Порошки разных составов, например, на основе смеси оксидов алюминия и титана, применяют в производстве антипригарных сковородок и бытовых приборов с водоотталкивающим покрытием. Некоторые порошки применяют для декоративного напыления. Так, порошок из диоксида титана используют для получения эффектного и прочного покрытия черного цвета.  Из порошка оксида иттрия, циркония или их смеси делают термобарьерные покрытия для турбин самолетов и других конструкций, защиту для листов графита в металлургии.

С помощью аддитивных технологий из керамических порошков получают детали сложной конфигурации, а также прочную посуду, бытовую из оксида алюминия и лабораторную из оксида циркония. Из порошка со значительной долей карбида кремния получают 3D-детали для газотурбинных двигателей.