سرامیک
سرامیک فلز گذشته و آینده می باشد. سرامیک در میان تمام فلزا تحمل بالایی دارند، ظروف سفال و تزئینات از 5000 bc مانده اند. و این دوام آنها، بویژه در دمای بالا است که امروزه هم علاقه به آنها وجود دارد. فوق العاده سخت هستند (الماس- یک نوع سرامیک- سخت ترین آنها می باشد) و می تواند نسبت به فلزات در مقابل دمای بالا دوام بیاورد. سرامیک ها ترکیبات آلی بلورین هستند (یا نسبتا بلورین می باشند)؛ شامل سرامیک های قدیمی و سفالی و سرامیک های با عملکرد فنی بالا می باشند. همه آنها سخت و شکننده می باشند و کلا نقطه ذوب بالا و ضریب بسط دمایی پایین داشته و اغلب عایق الکتریکی خوبی می باشند. سرامیک های قدیمی برپایه رس، سیلیس و فلدسپا، نرم بوده و به آسانی قبل از اینکه حرارت داده شوند، قالب سازی می شوند؛حرارت دادن فاز شیشه ای ایجاد میکند که عناصر دیگر را به هم پیوند می دهد تا آجر، ظروف سفالین سنگ نما، ظروف پورسلین و کاشی ساخته شود. سرامیک های فنی شامل نیترید سیلکون خالص یا نیمه خالص است که به وسیله واکنش شیمیایی ساخته می شوند؛ متداولترین آنها عبارتند از آلومینیوم، کربید سیلیکون، نیترید سیلیکون،کربید برون، نیترید برون و کربید تنگستن.
سرامیک ها دارای خصوصیات منحصر بفردی هستند. ضریب بسته بندی اتمی پایین آنها، نقطه ذوب بالای آنها باعث می شود که ضریب انبساط پایینی داشته باشند. آنهایی که خالص و کاملا بلورین می باشند، دارای رسانایی دمایی بالایی هستند؛ ناخالصی های و فاز شیشه ای آن را کاهش می دهد. زمانیکه کامل هستند که بیش از حد قوی باشند، اما معایب کوچک که اجتناب از آنها سخت است، زمانیکه موا در اثر تنش یا خمش بارگیری می شوند،مقاومت را کاهش داده و بصورت ترک دیده می شوند؛ مقاومت فشرده بالا می ماند (18-8 برابر مقاومت در کشش). مقاومت در برابر ضربه پایین بوده و تنش ناشی از شوک حرارتی به آسانی و توسط تغییر شکل پلاستیک کم نمی شود، گرادیان دمایی بالا یا شوک حرارتی باعث ایجاد شکست می شوند.
نکات طرح
اندازه قطعات سرامیکی تجاری می تواند از عناصر کوچک همچون عایق های شمع تا دماغه مخروطی بزرگ برای وسایل نقلیه ورود مجدد باشد. دمای اشتعال بالا از الحاق فلزات قالب سازی شده در سرامیک جلوگیری می کند. اشکال را باید تا حد ممکن ساده، با تلرانس آزاد نگه داشت. شکست در طول خشک کردن و حرارت دادن می تواند تا 25درصد باشد. لبه ها و مخروط ها باید شعاع زیادی داشته باشند، از قطعات بدون حفاظ بزرگ و تحت برش باید اجتناب کرد، اشکال متقارن و ضخامت دیوار یکسان با زاویه انتخاب حداقل 5 درجه خوب می باشد.
اغلب سرامیک های فنی بصورت پودرهایی هستند که با استفاده از بایندر پلیمری، فشرده، اکسترود شده یا در قالب تزریق می شوند. قطعه سبز رنگ حاصل ماشینکاری یا صیقل داده می شود تا شکل داده شود، خشک شود یا حرارت ببیند (پختن). فلزات را می توان توسط چسب، لحیم کاری یا سفت کردن به سرامیک متصل کرد (تا زمانیکه فلز در بیرون و تحت تنش باشد). لحیم کاری قوی تر از چسب یا سفت کردن می باشد و مقاوم در برابر دما می باشد اما نیازمند پوشش فلزی بعنوان پایه آلیاژی می باشد. اتصال چسبی یا انتشاری به سرامیک اجازه می دهد تا به سرامیک یا فلز دیگری متصل شود. چسب را می توان برای سرامیک هایی با سطح صاف و براق بکار برد؛ سطح پاتینا نیز ممکن است.
سرامیک های قدیمی آشناتر هستند همچون آجر، کاشی، قسمت های سفید (دستشویی، حمام، سینک) و ظروف سفال. سرامیک های فنی بعنوان یاتاقان، تیغه های توربین، میله های سربی، ابزار برش، قالب اکستروژن ، نازل، مهر و موم، فیلتر، ظرف مخصوص ذوب فلز و سینی، عایق های الکتریکی، زیرلایه، و سینک های حرارتی برای جریان الکترونیکی استفاده می شوند.
