از سرامیک چه می دانیم؟

سرامیک آلومینا که از پودر آلومینا ساخته شده و در دمای بالا کلسینه شده است، متفاوت از سرامیک های سفید است که می تواند تا دمای 1700 درجه (3092 درجه فارنهایت) را با عملکرد خوب در مقاومت اسیدی و قلیایی تحمل کند. به همین دلیل است که بوته ها از اکسید آلومینیوم ساخته می شوند. از آلومینا به عنوان عایق، شمع و برد مدار چاپی نیز استفاده می شود. با این حال، یکی از اشکالات سرامیک آلومینا این است که ضریب انبساط حرارتی بالایی دارد و در صورت افزایش یا کاهش ناگهانی دما، در معرض ترک خوردن است. سرامیک آلومینا سخت جامد است و می تواند شیشه را به راحتی خراش دهد.

علاوه بر آلومینا، دی اکسید زیرکونیوم نیز در ساخت سرامیک استفاده می شود. و سرامیک زیرکونیا (ZrO2) از بسیاری جهات بر سرامیک آلومینا برتری دارد. چگالی سرامیک های ZrO2 تقریبا دو برابر آلومینا است. همچنین با عمر طولانی تر، بسیار سخت تر است. اغلب از آن برای ساخت چاقوی سرامیکی استفاده می شود که بادوام و بدون پولیش است. نه تنها این، بلکه برای ساخت مواد پرکننده دندان نیز استفاده می شود. با تلاش دانشمندان، مردم نیز توانسته‌اند سرامیک را سخت‌تر کنند. آنها 5 درصد اکسید ایتریم را به مواد خام اضافه می کنند و سرامیک را صاف تر، سفت تر و برای خاموش کردن آسان می کنند. گلوله های سرامیکی در بلبرینگ مخصوص از این نوع مواد اولیه ساخته می شود. همچنین می توان از آن برای صیقل دادن یا آسیاب کردن فلزات یا مواد دیگر استفاده کرد. با این حال، سرامیک ZrO2 سه برابر گرانتر از سرامیک آلومینا است، بسیار حساس به تغییر دما با ضریب انبساط حرارتی بسیار بالا است.

هر چند وقت یکبار، مردم با موفقیت بورازون، ترکیبی از بور و نیتروژن را سنتز کردند. برازون خالص پودر سفید است و می تواند تا دمای 2000 درجه (3632 درجه فارنهایت) را تحمل کند. بسیار سبک است، فقط دو برابر آب وزن دارد. می‌توان آن را در دمای بالا بدون نشانه‌ای از خروش گرم کرد. می توان از آن برای جوشکاری قوس پلاسما (PAW) و به عنوان هود محافظ برای الکترود جوشکاری تنگستن استفاده کرد. این نیز مواد عایق کامل است. Borazon آنقدر صاف است که شیشه سیال و فلز ذوب شده خود را به آن نمی چسباند.

علاوه بر نیتروژن، بور می تواند ترکیبی با کربن ایجاد کند. یکی از سرامیک های کاربید بور که به آن الماس سیاه نیز می گویند یکی از سخت ترین مواد است. سرامیک های کاربید بور می توانند شیشه را به راحتی خراش دهند. از پودر آن می توان برای آسیاب و صیقل دادن مواد دیگر استفاده کرد. بور می تواند هگزابورید لانتانیم را با لانتانیم فلز کمیاب گرانبها تشکیل دهد. برخلاف سایر سرامیک ها، رسانایی الکتریکی خوبی دارد. نقطه ذوب آن 2200 درجه (3992 درجه فارنهایت) است که اغلب به عنوان کاتد ترمیونیک برای تجهیزات بسیار کمی استفاده می شود. همچنین می توان از آن در جوشکاری پرتو الکترونی یا منبع پرتو الکترونی کاتدی برای میکروسکوپ الکترونی استفاده کرد. این می تواند به این اهداف کمک کند زیرا کمترین عملکرد الکترونیکی را دارد. از آنجایی که الکترون خود را به راحتی از دست می دهد، دارای مزایایی در پتانسیل الکتریکی است. ممکن است در آینده نزدیک جایگزین فلزات نسوز مولیبدن و تنگستن در راکتور شود. تا به امروز، خالص سازی و قالب گیری هگزابورید لانتانیم هنوز به خوبی توسعه نیافته است. هگزابورید لانتانیم از اکسید لانتانیم و بوراکس الکترولیز می شود. سپس با اختلاط با کاتد گرافیت استخراج می شود.

یکی دیگر از مواد سرامیکی خاص و گران قیمت ابررسانا با دمای بالا نام دارد. از چندین اکسید فلزی مختلف ساخته شده است و پرکاربردترین ماده آن YBa2Cu3O7 نام دارد. می تواند در دمای پایین خاص تبدیل به ابر رسانا شود و تمام مقاومت الکتریکی خود را از دست بدهد. دما بسیار پایین است و می تواند به -184 درجه برسد. وقتی نزدیک آهنربای نئودیمیم قرار می گیرد، منجر به قفل شدن کوانتومی می شود که به عنوان شناور کوانتومی نیز شناخته می شود.