تُعد السيراميكات الصناعية شائعة الاستخدام في الصناعة لما تتميز به من صلابة عالية، ومتانة عالية، ومقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة للتآكل. وفيما يلي، سنستعرض بإيجاز ثلاثة أنواع شائعة من السيراميكات الصناعية، ونستعرض مزاياها وتطبيقاتها الشائعة.
1. سيراميك الألومينا (ال₂O₃): السيراميك الهيكلي الأكثر استخدامًا.
الألومينا مادة سيراميكية شائعة الاستخدام، تُصنف عادةً إلى درجات مختلفة، مثل 75% و85% و95% و99%، وذلك حسب نقائها. كلما زادت درجة النقاء، زادت مقاومة المادة للحرارة وخواصها الميكانيكية واستقرارها الكيميائي.
الأسباب الرئيسية لاستخدامه على نطاق واسع هي كما يلي:
يتميز هذا المعدن بدرجة انصهار عالية (2050 درجة مئوية)، ويقاوم تآكل المعادن المنصهرة مثل يكون، وSr، وNi، وAl، وFe، وTa، وMn، وغيرها. كما يتميز بمقاومة عالية للشد ضد التآكل الناتج عن هيدروكسيد الصوديوم، والزجاج، والخبث. ولا يتفاعل مع سي، وSb، وBi في الأجواء الخاملة. لذلك، يمكن استخدامه كمواد مقاومة للحرارة، وأنابيب أفران، وبواقي سحب زجاجية، وكرات مجوفة، وألياف، وأكمام حماية حرارية، وغيرها.
2. سيراميك الزركونيا (أكسيد الزركونيوم₂): سيراميك خاص ذو صلابة عالية ومقاومة للتآكل
سيراميك الزركونيا أبيض اللون، ويبدو أصفر أو رماديًا عند احتوائه على شوائب. يحتوي عادةً على شوائب أكسيد الهيدروجين₂، التي تتشابه في خصائصها الكيميائية مع أكسيد الزركونيوم₂، ويصعب فصلها.
يتميز أكسيد الزركونيا (أكسيد الزركونيوم₂) بثباته العالي في أجواء الأكسدة، وثباته العالي في أجواء الاختزال. الزركونيا أكسيد ضعيف الحموضة، يقاوم التآكل الناتج عن الخبث الحمضي أو المتعادل (ولكنه عرضة للتآكل الناتج عن الخبث القلوي). لذلك، يمكن استخدامه كمواد حرارية خاصة، وفوهات صب، بالإضافة إلى بوتقات لصهر المعادن مثل البلاتين والبلاديوم والروديوم. الزركونيا غير قابلة للبلل مع الحديد أو الفولاذ المنصهر، لذا يمكن استخدامها كبطانة لمغارف الصلب وأحواض التدفق الفولاذية، وكقوالب فوهات صب الصلب المستمر.
3. نتريد البورون (ب ن): مادة عالية الحرارة تُعرف باسم الجرافيت الأبيض
لنتريد البورون ثلاثة أشكال متعددة: سداسي، وسداسي متقارب، ومكعب. يتميز نتريد البورون السداسي ببنية طبقية تشبه الجرافيت، ويظهر كمسحوق أبيض، وله خصائص مشابهة للجرافيت، ولذلك يُطلق عليه أيضًا اسم "الجرافيت الأبيض". يتميز بعدم الالتصاق بالمعادن تمامًا مثل الجرافيت، ولكنه يتمتع بمقاومة أعلى للحرارة وثبات أفضل من الجرافيت.
بفضل خصائصها مثل نقطة الانصهار العالية ومعامل التمدد الحراري المنخفض والاستقرار لجميع المعادن المنصهرة تقريبًا، يمكن استخدامها كبوتقة لصهر المعادن في درجات حرارة عالية.
