Industriële keramiek is vrijwel alomtegenwoordig in de industrie vanwege eigenschappen zoals hoge hardheid, hoge sterkte, hoge temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid. Hieronder bespreken we drie veelvoorkomende soorten industriële keramiek als voorbeeld en lichten we kort hun respectievelijke voordelen en typische toepassingen toe.
1. Alumina-keramiek (Al₂O₃): De meest gebruikte structurele keramiek.
Alumina is een zeer gangbaar keramisch materiaal, dat vaak wordt ingedeeld in verschillende gradaties, zoals 75%, 85%, 95% en 99%, afhankelijk van de zuiverheid. Hoe hoger de zuiverheid, hoe beter de temperatuurbestendigheid, mechanische eigenschappen en chemische stabiliteit van het materiaal.
De belangrijkste redenen waarom het op grote schaal wordt gebruikt, zijn de volgende:
Het heeft een hoog smeltpunt (2050 °C) en is goed bestand tegen erosie door gesmolten metalen zoals Be, Sr, Ni, Al, Fe, Ta, Mn, enz. Het heeft ook een hoge treksterkte tegen erosie door NaOH, glas en slakken. Het reageert niet met Si, Sb of Bi in een inerte atmosfeer. Daarom kan het worden gebruikt als vuurvast materiaal, ovenbuizen, glastrekkroezen, holle bollen, vezels, thermokoppelbeschermhulzen, enzovoort.
2. Zirconia-keramiek (ZrO₂): Een "speciale keramiek met hoge taaiheid en corrosiebestendigheid
Zirkoniumkeramiek is wit van kleur en lijkt geel of grijs wanneer het onzuiverheden bevat. Het bevat over het algemeen HfO₂-onzuiverheden, die vergelijkbare chemische eigenschappen hebben als ZrO₂ en moeilijk te scheiden zijn.
ZrO₂ is zeer stabiel in oxiderende atmosferen en ook vrij stabiel in reducerende atmosferen. Zirkonia is een zwak zuur oxide dat bestand is tegen erosie door zure of neutrale slakken (maar wel gevoelig is voor erosie door alkalische slakken). Daarom kan het worden gebruikt als speciale vuurvaste materialen en gietmondstukken, evenals als smeltkroezen voor het smelten van metalen zoals platina, palladium en rhodium. Zirkonia is niet-bevochtigend met gesmolten ijzer of staal, waardoor het kan worden gebruikt als bekleding van stalen gietpannen en stalen stroomgoten, en als gietmondstukken bij continu staalgieten.
3. Boornitride (BN): een materiaal met hoge temperaturen, bekend als "White Graphite"
Boornitride kent drie polymorfen: hexagonaal, dichtgepakt hexagonaal en kubisch. Hexagonaal boornitride heeft een grafietachtige gelaagde structuur en verschijnt als een wit poeder, met veel vergelijkbare eigenschappen als grafiet. Daarom wordt het ook wel "wit grafiet ddhhh genoemd. Het kan, net als grafiet, niet aan metalen kleven, maar heeft een hogere temperatuurbestendigheid en betere stabiliteit dan grafiet.
Dankzij eigenschappen zoals een hoog smeltpunt, lage thermische uitzettingscoëfficiënt en stabiliteit ten opzichte van vrijwel alle gesmolten metalen, kan het worden gebruikt als smeltkroes voor het smelten van metaal op hoge temperatuur.
