Электрическое поле способно ускорить и улучшить процесс создания керамических изделий

Приложение поля переменного тока частотой 60 Гц, позволяет уменьшить размер зерен керамики на 63% и исключить пористость материала при 1250 градусах по Цельсию по сравнению с 1500 градусами без приложения поля. (кликните картинку для увеличения)

Приложение поля переменного тока частотой 60 Гц, позволяет уменьшить размер зерен керамики на 63% и исключить пористость материала при 1250 градусах по Цельсию по сравнению с 1500 градусами без приложения поля. (кликните картинку для увеличения)

05.06.2010 (19:59)
Просмотров: 2711
Рейтинг: 2.00
Голосов: 1

Теги:
керамика, электрическое поле, спекание,
Технология >> Высокие технологии






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Процесс спекания – метод, которым получают большинство керамических изделий – включает использование высокодисперсного керамического порошка, сжатие его до нужной формы целевого изделия и обжиг. При высокой температуре, атомы порошкового материала связываются посредством диффузии – атомы различных порошковых зерен двигаются, связывая частицы порошка вместе. Спекание исключает пористость керамического изделия, что значительно укрепляет материал.

Прикладывая поле переменного электрического тока частотой 60 Гц, исследователи исключили пористость материала при температуре 1250 градусов Цельсия, по сравнению с 1500 градусами, необходимыми без применения электрического поля. К тому же ученые смогли уменьшить размер зерна керамики на 63%, создавая зерна с диаметром 134 нм, по сравнению с 360 нм при использовании традиционных методов спекания. Более мелкий размер зерна делает керамику крепче, т.к. большие зерна легче образуют трещины и их распространение.

Керамика является важным компонентом большого набора изделий, включая изоляторы, свечи зажигания, топливные элементы, бронежилеты, газовые турбины, стержни ядернх реакторов, высокотемпературных конструкционных материалов и тепловых экранов.

Исследователи смогли достичь аналогичных, но менее значительных результатов используя электрическое поле создаваемое постоянным током. Пористость была исключена при 1400 градусах по Цельсию при использовании постоянного тока, и размер зерна был понижен до диаметра 217 нм – результаты, также значительно превосходящие традиционные методы спекания. Используемое поле в обоих случаях составляло 13.9 В/см.

Обнаружено, что использование слабого поля – в области 0.6-0.8 А/см2 – приводит к ускорению спекания с более мелким размером зерна. Другими словами производители керамики могут производить продукты быстрее, качественнее и дешевле используя недорогое электрическое поле.

Использование электрической энергии в данном случае вполне оправдано как экономия, а не дополнительная статья расхода, т.к. отсутствие поля вынудит производителя существенно повысить температуру обжига, на что уйдет гораздо более затрат, отмечает Конрад Ганс – исследователь и автор представленной работы.

Нравится


Николай Семенишин

Источники:



самое популярное





Rambler's Top100