Wzrasta wykorzystanie materiałów ceramicznych

-- środa, 01 listopad 2006

Rozwój materiałów ceramicznych i technologii przetwarzania tworzy nowe możliwości ich zastosowań

Rozwój zaawansowanych materiałów ceramicznych, zwłaszcza w dziedzinie nanotechnologii, kreuje nowe zastosowania począwszy od elektroniki, do baterii i ogniw paliwowych. Rozwój technologii wytwarzania – jak formowanie wtryskowe – tworzy nowe dziedziny zastosowań mniej technicznych materiałów ceramicznych w mechanice.

Firma Altair Nanotechnologies w Reno w Newadzie (USA) opracowuje nową generację akumulatorów litowo-jonowych w oparciu o nanostrukturalne litowo-tytanianowo-spinelowe elektrody wykonane z zaawansowanych materiałów ceramicznych. Badania wykazały, że akumulatory zachowują swoje parametry w temperaturze minus 5,6°C. Konwencjonalne akumulatory litowo-jonowe oraz akumulatory typu nikiel-wodorek metalu stosowane w hybrydowych pojazdach elektrycznych, w temperaturach poniżej zera nie zachowują swoich parametrów lub nie dają się naładować. Nowe produkty z zastosowaniem materiałów ceramicznych zwiększają również bezpieczeństwo w wyższych temperaturach.

Skoncentrowanie się na materiałach ceramicznych o wysokiej czystości otwiera nowe możliwości zastosowania dla tych materiałów w kondensatorach oraz urządzeniach produkcyjnych. Nowe, ulepszone właściwości dotyczą takich cech jak: super płaskość, najwyższa gładkość powierzchni, wysoka sztywność, mała rozszerzalność termiczna oraz najwyższa odporność na ścieranie. Należy również wspomnieć o technologii CIM (Ceramic Injection Molding – Formowanie wtryskowe materiałów ceramicznych), która powoduje zmniejszenie kosztów produkcji i umożliwia wykonywanie bardziej skomplikowanych kształtów.
Technologia CIM łączy technologie proszków, prasowania i spiekania. Zwłaszcza ulepszone technologie spiekania otwierają nowe możliwości konstrukcyjne. Spiekanie zwiększa gęstość i wytrzymałość wyprasek.

 

MŁYNEK DO PIEPRZU 

Technologie opracowane dla formowania wtryskowego z proszków metali coraz częściej stosuje się do proszków ceramicznych, zapewniając powtarzalność skomplikowanych kształtów w produkcji na wielką skalę. Przykładem może być… młynek do pieprzu, w którym elementy metalowe zostały zastąpione przez elementy ceramiczne. Ceramika zapewnia zwiększoną trwałość i odporność na ścieranie, będąc jednocześnie materiałem nie wywołującym alergii, jak twierdzi firma Arburg w Lossburg w Niemczech, która skonstruowała w 1961r. pierwszą specjalistyczną wtryskarkę do materiałów ceramicznych.

 


 MATERIAŁY NA BATERIE

Altair Nanotechnologies z siedzibą w Reno w Newadzie (USA) opracowała elektrodę litowo-tytanianowo-spinelową w celu zastosowania jej w pakiecie własnej produkcji akumulatorów. Firma ta pracuje nad nowymi, różnorodnymi zastosowaniami opracowanej przez nią technologii kontrolującej rozmiar, kształt i fazę kryształu materiałów ceramicznych, co pozwala wpływać na ich optyczne, chemiczne, fizyczne i elektryczne właściwości. Firmy Altair i Electro Energy Inc., Danbury, Connecticut (USA) podpisały niedawno czteroletnią umowę dotyczącą wspólnego opracowania, produkcji i marketingu baterii litowo-jonowych dużej mocy oraz systemów akumulatorowych. Firmy początkowo zamierzają skoncentrować się na rynku elektrycznych urządzeń przenośnych, włącznie z elektrycznymi narzędziami ręcznymi dużej mocy.


UCHWYT DO PŁYTEK MONOKRYSZTAŁU PÓŁPRZEWODNIKA

 Firma CoorsTek wprowadziła niedawno ultra-płaski, wykonany z materiału ceramicznego wysokiej czystości próżniowy uchwyt do płytek półprzewodnika, który ma zwiększać wydajność produkcji podczas przetwarzania płytek z monokryształu półprzewodnika. Konfiguracje z małą powierzchnią kontaktu minimalizują ryzyko naruszenia geometrii płytki przez cząsteczki na jej tylnej stronie w przypadku zastosowań precyzyjnych. Uchwyt taki jest od trzech do pięciu razy wytrzymalszy niż uchwyty wykonane ze szkła lub metalu. Dodatkowymi zaletami zaawansowanych materiałów ceramicznych są: odporność na korozję, mała rozszerzalność termiczna oraz duża przewodność cieplna.