Эволюция такой огромной промышленной сферы, как машиностроение, невозможна без постоянных поисков новых материалов. Удачной находкой стала керамика, она позволила решить сразу несколько задач машиностроительной отрасли: - производства высокоточных инструментов;
- увеличения производительности в обработке металлов;
- выпуска узлов опоры — подшипников скольжения и качения с уникальными эксплуатационными качествами;
- изготовления широкого спектра огнеупорных продуктов от керамического тигля лаборатории до обшивки головного обтекателя космического корабля;
- производства оборудования для добывающей, химической и атомной промышленности с увеличенным сроком службы.
Инструмент и подшипникиДля измерительного инструмента важнейшей характеристикой является точность. Техническая керамика позволила производить линейки, угольники, калибры и т. д. с точностью, измеряемой долями микрометра и со сроком эксплуатации, в десятки раз превышающим этот показатель у стальных аналогов. В обработке металлов на первом месте скорость резания, по этому основному параметру составы на основе оксида алюминия, нитрида кремния или диоксида циркония намного опережают не только быстрорежущую сталь, но и твердые сплавы. А нитрид бора имеет твердость, соизмеримую с твердостью алмаза. В качестве дополнительных преимуществ можно назвать — стойкость к износу и термическому воздействию. Высокая температура, резкие перепады силовых нагрузок и агрессивная среда окислителя — условия, в которых работает подшипник вала реактивного двигателя, вращаясь со скоростью до 30000 об/мин. Даже высокопрочные легированные стальные детали теряют работоспособность в таких условиях из-за изменения своих физических свойств, но керамические подшипники справляются с подобной нагрузкой. Необходимыми прочностью и жесткостью обладают комплектующие из нитрида кремния, они производятся методом горячего прессования. Гибридные изделия имеют керамические детали вращения и стальные обоймы, если сравнивать их с аналогами, выполненными полностью из стали, то гибриды имеют меньший вес и меньшее сопротивление качения, вследствие чего снижаются энергетические затраты. Работа в агрессивной средеОборудование атомных электростанций подвергается термическим нагрузкам и воздействию радиоактивного излучения. Смесь оксида свинца с карбидом и оксидом бора после спекания представляет собой материал высокой плотности со свойствами поглощения гамма-излучения и нейтронов, такая керамика используется в виде защитных экранов и футеровки атомных реакторов. В добывающей и химической промышленности требуется износостойкость и инертность. Песок, содержащийся в нефти, может за считаные часы разрушить стальные узлы оборудования скважины, керамические детали увеличивают срок эксплуатации в разы. Не менее эффективно использование керамики в химически активных средах, например, контакт большинства металлов с кислотой вызывает химическую реакцию и, как следствие, разрушение конструкций. Керамика из-за своей минимальной химической активности решает эту проблему радикально, позволяя значительно увеличить срок эксплуатации элементов оборудования. |