Меню Закрыть

Обработка нанокерамикой: Особенности нанокерамики / Дейтейлинг / Детейлинг.NEWS

Содержание

Обработка автомобиля нанокерамикой в три слоя за 35 000 ₽

ОБРАБОТКА АВТОМОБИЛЯ НАНОКЕРАМИКОЙ В ТРИ СЛОЯ  ЗА 35 000 ₽.

ВАШ BMW СИЯЕТ КАК НОВЫЙ.

 

Преимущества полировки автомобиля нанокерамикой в Армаде:

 

• Защита покрытия
Нанокерамика повышает сопротивляемость лакокрасочного покрытия к механическим воздействиям. Царапины, сколы и другие повреждения (включая коррозию) возникают значительно реже.

• Эффект «Антидождь»
Эффект «антидождь». Гидрофобные свойства готового покрытия настолько высоки, что оно остается практически сухим даже в самый сильный дождь. Капли воды не задерживаются на обработанной поверхности, унося с собой частицы пыли и грязи.

• Защита кузова от химических воздействий
Это касается не только дорожных реагентов и топлива, но и более агрессивных веществ. Например, с кузова автомобиля без следа можно удалить краску, оставленную хулиганами, при помощи обычных растворителей.

• Защита от Ультрафиолета
Нанокерамический защитный слой устойчив к воздействию ультрафиолета. Краска авто не выгорает, а поверхность кузова не так сильно нагревается под палящим солнцем.

• Выгодное вложение
Сохраняет заводскую краску и увеличивает стоимость автомобиля на вторичном рынке при продаже.

• Отличный внешний вид
Полировка автомобиля нанокерамикой делает его более привлекательным. На кузове появляется благородный глянец, а цвет становится более насыщенным и глубоким.

• Использование премиальной линейки высокотехнологичных материалов KRYTEX.
 

Стоимость услуги «Нанокерамика»для любого автомобиля BMW от 1 серии до BMW X7  в три слоя — 35 000 Р. (антидождь в подарок) Выгода — 10% при заявке онлайн.

Стоимость услуги «Антидождь» для любого автомобиля — 3 100 Р. (за лобовое и передние боковые стекла). Выгода — 10% при заявке онлайн.


Дополнительные услуги, которые Вас также могут заинтересовать:
• Нанесение керамики на диски — 5 000 Р.
• Обработка салона (защита кожанных изделий) включена химчистка — 20 000 Р.
• Химчиста салона — 8 000 Р.
• Удаление запаха — 1 000 Р.
• Полировка фар — 3 000 Р.
• Химчистка насадок выхлопных труб — 2 000 Р.

ВЫГОДА 10% ВСЕ ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ УСЛУГИ ПО ЗАЯВКЕ ОНЛАЙН.

Покрытие нанокерамикой авто — нанесение жидкой керамики на авто, Ceramic Pro 9h

Нанокерамика — инновации доступные всем клиентам «Мира детейлинга»!

Новый автомобиль поражает своим блеском. Трудно оторвать взгляд от подчёркнутых изгибов кузова, но, к сожалению, уже через несколько месяцев активной эксплуатации первозданный лоск пропадёт, тускнея под абразивным воздействием частиц грязи, пыли, песка. Даже мойка кузова способна навредить внешнему великолепию. Полировка решает проблему, однако, на очень непродолжительный срок.

Если в душе вы перфекционист, цените эффектность, броскость, да и просто хотите защитить лакокрасочное покрытие авто от разрушительного воздействия внешних факторов, самое время заказать у нас услугу покрытия автомобиля нанокерамикой.

Что такое нанокерамика?

По своей химической сути — это кварцево-кремниевое соединение, создающееся при термическом воздействии. Инновационное название этого вещества обязано размерам частиц, входящих в его состав. Размер зёрен, составляющих кристаллическую решётку, не превышает 100 нм. Активные компоненты: неорганические соединения боридов, оксидов, нитридов, карбидов. Конечное вещество получают из нанопорошков, методом спекания и формования.

Для чего используется?

Нанокерамику применяют для защиты лакокрасочного слоя автомобиля сразу после приобретения или же восстановления методом полировки. В процессе нанесения компоненты защиты заполняют микротрещины, поры, покрывая всю поверхность тончайшим слоем, не превышающим 5 мк. Профессиональное нанесение от нашего сервиса гарантирует образование прочного слоя, который:

  • избавит от необходимости слишком часто мыть авто. Благодаря антистатическим и гидрофобным качествам, частицы пыли и грязи не задерживаются на поверхности керамики. Кузов автомобиля подобно листку лотоса отталкивает от себя любую жидкость: вода стекает, унося с собой все, что может испортить безупречный экстерьер машины;
  • защитит от механических повреждений, выгорания цвета, химического воздействия дорожных реагентов;
  • придаст оттенку ЛКП особую глубину и насыщенность;
  • станет препятствием для злоумышленников, решивших разукрасить ваше авто. Любая краска легко удаляется с поверхности керамического слоя.

Оптический эффект «линзы» усиливает отражение света от поверхности автомобиля, вследствие чего цвет становится более сочным, чем был до этого.

Какие средства мы применяем в своей работе?

Мы работаем с самими технологичными решениями от бренда Ceramic Pro. Особой популярностью пользуется серия Ceramic Pro 9h, из названия которой можно понять, что этот продукт предлагает максимальную твёрдость покрытия. Начиная с 2010 года серия постоянно совершенствуется: изменяется формула, вводятся новые компоненты, уплотняется молекулярный состав.

Также нельзя ни отметить продукцию других достойных производителей, выпускающих керамические покрытия для авто под брендами Modesta, C.Quartz и Gyeon.

Нанокерамика и жидкое стекло

Это не одно и то же. По химическому составу и уровню технологичности эти вещества абсолютно разные.

Обратите внимание на тот факт, что керамика имеет срок годности, исчисляемый примерно двумя годами. Если перевести этот показатель в другую понятную систему координат, то получим примерно сто моек, после которых слой следует обновить.

Технология нанесения от специалистов «Мира детейлинга»

Все начинается с подготовки кузова. Авто подвергается тщательной мойке и сушке. После этого мастер:

  • наносит полироль. Мы используем Nono Polish. Полироль выступает чем-то вроде грунта, на который закрепляется основная защита;
  • теперь наносится Ceramic Pro 9h. Нанесение происходит послойно, в количестве от одного до десяти слоев. Чем больше слоев, тем прочнее защита, но и тем дороже стоимость услуги;
  • в качестве финишного покрытия применяется Ceramic pro Light — керамика с водоотталкивающими свойствами.

Можно каждые полгода обновлять только верхний слой, экономя на повторении всей процедуры целиком.

Почему покрытие стоит доверить именно нам?

Мы не экономим на компонентах, применяем только лучшие средства. Знаем особенности всех типов ЛКП и, исходя из этого, предлагаем оптимальный тариф для клиента. Даем гарантии, что результат обработки нанокерамикой Вашего авто прослужит не меньше установленного срока.

ВСЕ РАБОТЫ →      Узнать цены на все услуги →

Почему нанокерамика — обман | CarDetailLab

В интернете полно статей, в которых люди всерьез обсуждают различия между жидким стеклом и нанокерамикой. Но шутка в том, что понятие «жидкое стекло» неграмотное, а «нанокерамика» — вообще бессмыслица.

Правильно — кварцевое покрытие

Главный компонент всех без исключения твердых защитных составов — это диоксид кремния, он же кварц, он же SiO2. После нанесения и высыхания состава, на поверхности кузова образуется прозрачный слой монокристаллов кварца. Поэтому грамотно говорить «кварцевое покрытие».

Почему не жидкое стекло

Во-первых, потому что жидким стекло может быть только при температуре от 300 до 2500°C, в зависимости от компонентов стеклообразующего расплава. Во-вторых, любое стекло состоит из смеси компонентов. Их может быть пять или двадцать пять, но нет ни одного стекла, которое состоит только из одного компонента. А вот любое твердое защитное покрытие — это всегда один основной компонент (SiO2) с незначительными фирменными добавками.

Почему не нанокерамика

Потому что керамика — это глина, прошедшая обжиг :—) Даже само слово произошло от древнегреческого κέραμος (глина). Но ладно, сегодня керамика — это не только обожженная глина.

По современным представлениям керамикой можно назвать любой материал, сформированный из комбинации неорганических неметаллических компонентов с помощью высокотемпературного обжига. Большинство изделий из керамики непрозрачные: посуда, унитазы, ортопедические протезы, обшивка спейс-шаттлов.

Сделать керамику прозрачной очень сложно. Для этого смесь компонентов перетирают и прессуют под давлением 35 МПа с температурой обжига в 1200 °C. Затем полученные таблетки подвергается сильному лазерному импульсному облучению мощностью в 665 Вт. В результате лазерного испарения таблеток получают нанопорошки оксидов размером до ≈30 нм, при спекании которых образуется прозрачная керамика. Поэтому прозрачный слой на кузове авто — это не керамика и не нанокерамика, а всего лишь монокристаллы кварца.

Почему не нанопокрытие

Потому что нанотехнологии — это перспективная область фундаментальной науки. Нанотехнологии подразумевают создание уникальных материалов путем манипулирования отдельными атомами и молекулами. Например, с помощью нанотехнологий создан графен — модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом. Или углеродные нанотрубки — свернутые в трубку плоскости графена.

Еще одна область применения нанотехнологий — создание механизмов и функциональных элементов размером менее 100 нм. Например, в 2007 году компания Intel заявила о разработке нового прототипа процессора, содержащего наименьший структурный элемент размерами примерно 45 нм. Для справки, 1 нанометр — это одна миллиардная часть метра.

Нанопокрытия, нанобензин, наноприсадки и наношампуни — это банальный маркетинговый обман. В 2017 году в нашем быту нанотехнологий нет.

Простыми словами

  1. Главный компонент всех твердых защитных покрытий — диоксид кремния, он же кварц. Правильно говорить — «кварцевое покрытие».
  2. Нанести на кузов жидкое стекло нельзя. Жидкое стекло — расплавленное стекло.
  3. Керамических покрытий не бывает, потому что керамика непрозрачна. Сделать керамику прозрачной очень дорого и сложно.
  4. Нанопокрытий не бывает, потому что нанотехнологии — слабо изученная область науки. В нашем быту нанотехнологий нет.

Поделиться

Отправить

Покрытие автомобилей нанокерамикой, обработка Ceramic Pro 9H в Москве

Во время нанесения данного состава наши специалисты работают в строгом соответствии с инструкцией по использованию Ceramic Pro 9 и техническими регламентами авто клиента.

Этапы обработки автомобиля Ceramic Pro 9H в нашей компании

Подготовительный

Мастера выполняют очистку поверхности. Моют, удаляют битумные пятна, следы загрязнения и т.д.

Полировка

На уже подготовленную площадь наносится слой полироли. Это необходимо, чтобы создать защитную оболочку, затереть минимальные трещины, царапины и потертости на кузове. Кроме этого, использование данного состава прекрасно обновляет цвет лакокрасочного покрытия, обладает зеркальными и антибликовыми эффектами и является хорошей основой для покрытия нанокерамикой.

Заключительный

Последним этапом является нанесение Ceramic Pro 9H. После этого рекомендуется поместить автомобиль на несколько часов в сухое и хорошо проветриваемое помещение, чтобы состав набрал свои максимальные свойства. По этой же причине мы рекомендуем не производить мойку машины в течение недели после завершения процедуры.

Цены на обработку автомобиля нанокерамикой

Стоимость нанесения нанокерамического покрытия Ceramic Pro 9h зависит от модели авто, общего времени работы и количества требуемых слоёв.

«ЛРС» — качественная нанокерамика для авто по выгодной стоимости

Штат профессиональных мастеров и использование сертифицированных материалов помогают нам оказывать данную услугу на высшем уровне.

Обращаясь в наш автосервис, вы получаете следующие преимущества:

Помощь профессионалов

90% сотрудников нашей компании имеют опыт работы в этой сфере более 5 лет. Они успешно справляются со всеми этапами полировки, знают все тонкости этого дела, именно поэтому не упускают из виду даже мелочи, способные навредить идеальному конечному результату.

Надежное покрытие

Мы используем только оригинальные составы, обладающие высокими технологическими характеристиками.

Гарантированное качество

Вот уже 16 лет мы уверенно занимаем лидирующие позиции на рынке данных услуг. Применение новейшего оборудования и высококвалифицированные специалисты помогают нам держать высокую планку и полностью отвечать за все виды выполняемых нами работ.

Для того чтобы заказать полировку для кузова автомобиля нанокерамикой Ceramic pro 9h в Москве по выгодной цене, свяжитесь с нами по номеру + 7 (499) 649-86-65.Менеджер даст вам подробную консультацию относительно цены, хода работ и материалов.

Что такое нанокерамика? — ViPPro


Нанокерамика – это средство для создания долгосрочной защиты и усиления светоотражательной способности лакокрасочного покрытия кузова автомобиля. Нанокерамика была создана в 2009 году. Сразу же началось применение технология защиты лакокрасочного покрытия автомобилей. Через 2 года успешной эксплуатации нанокерамика приобретает популярность среди автовладельцев.

Нанокерамика – это прозрачное, бесцветное, прочное и стойкое к агрессивным средам вещество на основе силикатных соединений, прошедших несколько этапов обработки. Присущие силикатному стеклу свойства – твердость и блеск были значительно усилены, но при этом устранен самый главный недостаток стекла – его хрупкость. Нанокерамику можно также называть «жидким стеклом» из-за ее пластичности. Нанокерамика безопасна для здоровья человека, нетоксична, не имеет классов опасности и не наносит вреда окружающей среде.

Благодаря своим особым свойствам нанокерамика заметно преображает внешний вид автомобиля, а также эффективно блокирует воздействие внешних разрушающих факторов. Высокий коэффициент отражения света позволяет получить не только эффект зеркальной поверхности, но и блокирует проникновение ультрафиолета на краску, оберегая ее от быстрого выцветания и старения. Химическая стойкость нанокерамики надежно препятствует воздействию агрессивных химикатов (как автомоечных, так и дорожных) на лак и сохраняет его свойства. Сильнейшие молекулярные связи образуют прочную идеально гладкую поверхность, на которой меньше образуются мелкие царапины.

Использовать нанокерамику для защиты кузова рекомендуется как для новых автомобилей, так и для имеющих пробег. Абсолютно новый автомобиль выглядит идеально только первые несколько месяцев, пока постоянно появляющиеся мелкие царапины не уничтожат блеск нового покрытия. Нанокерамика не только сохраняет ощущение новизны в течение значительно более длительного времени, но и улучает внешний вид машины, поскольку отражательная способность нанокерамики выше, чем у автомобильного лака. Если же автомобиль эксплуатируется уже несколько лет, и утратил свой былой блеск и выразительность, нонокерамика позволяет вернуть первозданный вид и продлить срок службы угасающему покрытию.

В основном средства по уходу за кузовом автомобиля имеют ярко выраженным только одно свойство, поэтому можно условно разделить их на две категории. Первые создают блестящий слой, но не обеспечивают защиты и довольно быстро смываются. При использовании вторых поверхность становится прочной и служит долго, но она не обладает блеском, а значит, автомобиль теряет свою выразительность. В отличие от существующих средств, уникальность нанокерамики заключается в ее способности обеспечить как защиту, так и зеркальный блеск кузова автомобиля в течение длительного времени, не нанося ему вреда.

По сравнению со средствами для долгосрочной защиты кузова, которые имеют неприятную особенность разрушать структуру лакокрасочного покрытия, нанокерамика формирует на поверхности защитную сверхпрочную пленку, которая за счет сильного межмолекулярного притяжения надежно прикрепляется к слою автомобильного лака и не изменяет его свойств при длительном взаимодействии. В отличие от косметических средств, которые предназначены для кратковременного придания блеска кузову, слой нанокерамики держится долгое время (гарантийный срок — 1 год), и в течение всего срока службы за счет своей внутренней структуры способен обеспечивать устойчивый зеркальный блеск поверхности. Нанокерамика ремонтопригодна. В случае повреждения отдельного элемента автомобиля, производится его покраска и повторная защита нанокерамикой. Восстановленный элемент будет неотличим от соседних.

Нанокерамика предназначена только для профессионального использования при строгом соблюдении специально разработанной технологии нанесения на поверхность кузова автомобиля.

Защита кузова автомобиля нанокерамикой занимает один день. Предварительно лакокрасочное покрытие полируется до получения наивысшей степени зеркальности, а затем поверхность проходит специальную обработку. Полимеризация и образование устойчивого слоя нанокерамики занимает ровно одну неделю. В течение этого времени автомобиль нельзя мыть. Затем автомобиль можно эксплуатировать как обычно, без регулярных посещений автосервиса.

Для продления срока службы защитного слоя нанокерамики, который со временем изнашивается и становится тоньше, рекомендуется покрывать кузов горячим воском на автомобильных мойках.

Мы понимаем, что с физической и химической точки зрения название \»нанокерамика\» не верное. Мы использовали это название в период массового бума внедрения \»инноваций\» и новых технологий в нашей стране. К сожалению, сейчас многое, что было связано со словом \»нано-\» оказалось дискредитированным. Хотя приставка, обозначающая размерность частиц не имеет к коррупции никакого отношения. С 2012 года защитный состав использовался так же под маркой \»Vip Pro\».

Промо-видео того времени (2009-2011)

Что такое нанокерамика Ceramic Pro?

                                                                

Что такое нанокерамика Ceramic Pro?

Нанокерамика – это кристаллическое средство, состоящее из оксидов или нитридов алюминия, карбидов и других химических соединений.

Нанесение на кузов керамического покрытия Сeramic Pro 9H – это наиболее современный и эффективный способ защиты автомобиля от негативного влияния окружающей среды. Помимо защиты керамик про придает лакокрасочному покрытию автомобиля яркость и насыщенность.

Стоимость нанесения нано-керамики и полный прайс-лист в разделе детейлинг

Покрытие Ceramic Pro содержит наночастицы, которые при нанесении на кузов автомобиля вступают в химическую реакцию с ЛКП и образуют прочный защитный слой, одновременно увеличивая его толщину.

Керамик Про – это инновационный продукт, используемый для обработки, как новых автомобилей, так и машин, имеющих незначительные повреждения покрытия кузова. В последнем случае перед нанесением нанокерамики может потребоваться полировка и детейлинг кузова.

В Автостудио Ceramic Pro можно сделать в любом из 8-ми сервисов в Москве или Санкт-Петербурге.

Что даёт покрытие Ceramic Pro вашему автомобилю?

Нанокерамика Ceramic 9H надежно защищает автомобиль от:

  • выгорания на солнце;
  • коррозии;
  • сколов и мелких царапин;
  • грязи и пыли, битума и пыльцы;
  • реагентов и иных агрессивных химических веществ, попадающих на кузов.

Кроме того, Керамика Про обладает антивандальным эффектом. Любая оказавшаяся на кузове краска легко удаляется растворителем без причинения вреда заводскому ЛКП. А ультрафиолетовые лучи отражаются от поверхности автомобиля, не нагревая ее.

Нанокерамика позволяет реже мыть автомобиль. Он остается дольше чистым и без разводов, благодаря гидрофобному эффекту от нанесенного покрытия Ceramic 9H.

Сeramic Pro 9H усиливает прочность лака, который не тускнеет и меньше боится сколов и царапин, а кузов не ржавеет. Защита от коррозии при нанесении нанокерамики составляет 5 лет.

Отличия нанокерамики Ceramic Pro и жидкого стекла?

Многие автовладельцы считают, что нанокерамика и жидкое стекло – это одно и тоже. Некоторые недобросовестные сервисы предлагают обработку автомобиля более дешевым жидким стеклом, называя его керамическим покрытием.

Благодаря своим свойствам Сeramic Pro 9H является передовым средством защиты кузова автомобиля, но и стоит значительно дороже жидкого стекла.

Основное отличие Ceramic Pro от жидкого стекла – в его эффективности, долговечности, более надежной защите от воздействия внешней среды и устойчивости к коррозии.

Основной активный элемент жидкого стекла — диоксид кремния, доля которого составляет около 20%. У нанокерамики – его доля более 80%. Термическая обработка этого элемента позволяет Ceramic 9H взаимодействовать с ЛКП на молекулярном уровне, чего не умеет жидкое стекло.

Нанокерамика Керамик Про выполняет защитные функции до трех лет. Тогда как даже самое лучшее жидкое стекло прослужит всего от 6 до 12 месяцев.

Покрытие Ceramic 9H способно выдержать до 100 моек. В отличие от жидкого стекла керамик про не трескается на морозе, не подвержено мелким царапинам и сколам.

Керамическое покрытие дольше не тускнеет и лучше выполняет водо- и грязеотталкивающие функции.

Технология нанесения керамического покрытия Ceramic Pro

  1. Мойка и глубокая очистка кузова от сложных загрязнений, въевшейся пыли и грязи;
  2. Оценка состояния ЛКП;
  3. Детейлинг, устранение сколов и царапин;
  4. Полировка с использованием мягких или абразивных паст;
  5. Нанесение подготовительного слоя Nano Polish, для лучшей адгезии основного состава;
  6. Нанесение нескольких слоев (при необходимости до девяти) Ceramic Pro 9H;
  7. Покрытие кузова автомобиля финишным водоотталкивающим составом Ceramic Pro Light, который придает более глубокий блеск ЛКП.

Стоимость обработки Вашего автомобиля нанокерамикой Ceramic Pro вы можете узнать из прайса или позвонить по любому телефону, указанному на сайте.

Керамическое покрытие автомобиля Киров | обработка кузова авто нанокерамикой .

Ceramic Pro Light,Krytex,Killaqua — уникальные керамические покрытия на основе нанокерамики с облегченной текстурой для долговременной защиты кузова и лако-красочного покрытия автомобиля.Керамические покрытия защищают цветную поверхность от выгорания и тускнения, так как покрытия имееют вещества блокаторов ультрафиолета. После обработки поверхности вашего авто, влага, снег, капли дождя быстро и легко скатываются, забирая с собой пыль и грязь. 

Нанокерамика создает безупречный прозрачный защитный слой, не поддающийся воздействию воды и жидкости, цветовая гамма Вашего автомобиля не меняется, а создается оптический эффект яркости и насыщенности цвета. Инновационный нанокерамический состав защищает ЛКП на молекулярном уровне, проникая в мелкие трещинки.

Чтобы Ваш автомобиль всегда имел безупречный внешний вид, достаточно наносить керамический состав раз в 9-12 месяцев.

Керамические покрытия имеет следующие свойства:

  • стойкость к воздействию коррозии и ультрафиолета, защита от мелких  царапин кузова;
  • супер гидрофобный эффект;
  • обновление и насыщение цвета как при полировке;
  • облегчает чистку поверхности;
  • превосходная атмосфер стойкость;выдерживает 50 моек.

Керамическое покрытие кузова

Легковые (Krytex)

13000

Универсалы-кроссоверы (Krytex)

14000

Внедорожники (Krytex)

15000

Мы продаем заглушки подушек безопасности под оригинал

Что такое нано-покрытие? — Введение в керамические покрытия

Что такое нано-покрытие?

Нанопокрытие, также известное как керамическое покрытие, представляет собой процесс нанесения поверхностного слоя, который отталкивает сухие частицы, воду, масло и грязь. Их можно найти как в жидкой, так и в твердой форме, и они обладают благоприятными характеристиками. Например, нанопокрытие может сделать поверхность устойчивой к царапинам, повысить твердость или сделать ее устойчивой к бактериям.

Щелкните здесь, чтобы увидеть наши последние подкасты по технической инженерии на YouTube .

Типы и приложения

Антикоррозийные покрытия: При нанесении на металл покрытие предотвращает контакт химических соединений с коррозионными материалами, это останавливает такие процессы, как окисление.

Водонепроницаемая и антипригарная одежда: Гидрофильное покрытие можно наносить на различные предметы одежды, в то время как антипригарное покрытие применяется в мебели, электротехнике и стекле.

Антибактериальное покрытие: Эти покрытия помогают подавлять рост микроорганизмов, что особенно подходит для таких областей, как общественный транспорт.

Термобарьерное покрытие: Этот тип покрытия особенно распространен в авиационной промышленности и обычно наносится на металлические поверхности. Повышенные температуры, при которых работают самолеты, открыли возможность использования покрытий в автомобилях большой мощности.

Антиабразивные покрытия: Основное применение этого покрытия — продление жизненного цикла поверхности за счет уменьшения количества возникающего трения.

Самовосстанавливающиеся покрытия: Заполненные нанокапсулы внутри этого покрытия помогают восстановить поверхность в случае появления царапин.Их можно найти в предметах повседневного обихода, включая телефоны и автомобильные краски.

Антибликовые покрытия: Это покрытие не увеличивает пропускание, а просто уменьшает отражение на падающей стороне

Покрытия для защиты от граффити: Они невидимы невооруженным глазом и предотвращают дорогостоящие расходы правительства и компаний на очистку от граффити.

Преимущества

  • Легко чистится
  • Устойчивый (срок службы 25 лет)
  • дышащий
  • Сопротивление

Нанокерамика (нанотехнологии)

ВВЕДЕНИЕ

Керамика — одна из областей , где нанонаука и нанотехнологии продемонстрировали значительный прогресс, производя множество современных материалов с уникальными свойствами и характеристиками.Нанокерамика — это термин, используемый для обозначения керамических материалов, изготовленных из сверхмелкозернистых частиц, то есть диаметром менее 100 нм. В этой области за последние 20 лет было проведено большое количество исследований, которые привели к значительным результатам, которые имеют большое влияние как в академическом, так и в промышленном плане.

ОБЗОР

Современная керамика включает неорганические и неметаллические твердые материалы , состоящие из поликристаллических спеченных тел, тонких порошков, монокристаллов, некристаллических материалов, тонких или толстых пленок и волокон различной морфологии.Системы оксидов, карбидов, боридов и нитридов металлов составляют большинство важных керамических материалов. Традиционная керамика или старая керамика, например изразцовая посуда, изготавливается из таких минералов, как глина; однако промышленная керамика или современная керамика изготавливается из тщательно отобранных материалов высокой степени чистоты, таких как карбид кремния и оксид алюминия. Многие думают, что керамические материалы используются только для художественных изделий и посуды. Фактически, керамические изделия в настоящее время очень важны в широком диапазоне промышленных и передовых технических приложений в нескольких областях, включая электронику, медицину, ядерную промышленность, магнитные приложения и некоторые другие.

Было хорошо доказано, что объемное поведение материалов может быть резко изменено, если они состоят из строительных блоков наноразмеров. Было обнаружено благоприятное влияние на механические, магнитные, оптические и другие свойства материалов. Например, твердость и прочность можно значительно повысить за счет объединения керамических материалов из наноразмерных частиц. Теперь стали возможны пластичность и способность к сверхпластическому формованию нанофазной керамики, что привело к появлению новых способов обработки, которые будут более рентабельными, чем традиционные методы.

В этой статье мы сосредоточимся на усовершенствованной керамике, изготовленной из порошков нанометрового размера. Приготовление, свойства и применение будут основными направлениями внимания, и особое внимание будет уделено влиянию размера частиц в этих материалах.

ПОДГОТОВКА

Значительный прогресс в синтетической химии привел к значительным достижениям в области материаловедения, сделав возможным синтез различных веществ и материалов. Изготовление керамики предполагает термическую обработку плотно сжатых порошков.Было обнаружено, что размер строительного блока этих порошков влияет на свойства конечного продукта. Метод подготовки очень часто является определяющим фактором при формировании материала и его свойств. Например, при сжигании Mg в O2 (дым MgO) получаются кубы и гексагональные пластины размером 40-80 нм, тогда как термическое разложение коммерческого Mg (OH) 2, MgCO3 и особенно Mg (NO3) 2 дает неправильные формы, часто с гексагональными пластинками. Площадь поверхности может составлять от 10 м2 / г (дым MgO) до 150 м2 / г при термическом разложении Mg (OH) 2.С другой стороны, приготовленный из аэрогеля Mg (OH) 2 может приводить к MgO с площадью поверхности до 500 м2 / г.

Поскольку основное внимание в данной статье уделяется керамике, изготовленной из строительных блоков нанометрового размера, будут обсуждаться различные методы получения ультратонких керамических порошков. Этапы изготовления керамики из порошков, включая формование, экструзию и уплотнение, здесь обсуждаться не будут.

Физические методы

Методы конденсации пара

Методы газовой конденсации для получения наночастиц непосредственно из перенасыщенного пара металлов являются одними из самых ранних методов получения наночастиц.Обычно они включают два этапа. Во-первых, металлический нанофазный порошок конденсируется в инертном конвекционном газе после того, как внутри камеры образуется пересыщенный пар металла. Во-вторых, порошок окисляется за счет проникновения кислорода в камеру (для получения порошка оксида металла). Для завершения окисления часто требуется последующий процесс отжига при высоких температурах. Система состоит из источника пара внутри вакуумной камеры, содержащей смесь инертного газа, обычно аргона или гелия, смешанного с другим газом, который выбирается в зависимости от материала, который нужно приготовить.Кислород смешивается с инертным газом с образованием оксидов металлов. Nh4 обычно используется для получения нитридов металлов, а соответствующий алкан или алкен в качестве источника углерода обычно используется для получения карбидов металлов. Наночастицы образуются, когда пересыщение достигается над источником пара. Поверхность сбора, обычно охлаждаемая жидким азотом, размещается над источником. Частицы переносятся на поверхность конвекционным потоком или комбинацией принудительного потока газа и конвекционного тока, который создается разницей в температуре между источником и холодной поверхностью.Некоторые улучшенные системы включают способ удаления наночастиц с поверхности холодного улавливания, чтобы частицы упали в фильеру и устройство, где они могут быть объединены в гранулы. Перенасыщенный пар может быть получен множеством различных методов испарения. Наиболее распространенные методы включают термическое напыление, распыление и лазерные методы. Различные наноразмерные оксиды металлов и карбиды металлов были получены с использованием методов лазерного испарения.

Преимущества методов конденсации пара включают универсальность, простоту выполнения и анализа, а также продукты высокой чистоты.С другой стороны, их можно использовать для производства пленок и покрытий. Кроме того, методы лазерного испарения позволяют производить высокоплотный, направленный и высокоскоростной пар любого металла за чрезвычайно короткое время. Несмотря на успех этих методов, у них есть недостаток, заключающийся в том, что стоимость производства по-прежнему высока из-за низкой урожайности. У методов нагрева есть и другие недостатки, которые включают возможность реакций между парами металла и материалами источника нагрева.

Распылительный пиролиз

Этот метод известен под несколькими другими названиями, включая термолиз аэрозолей раствора, испарительное разложение растворов, плазменное испарение растворов и разложение аэрозолей. Исходными материалами в этом процессе являются химические предшественники, обычно соответствующие соли, в растворе, золе или суспензии. Процесс включает образование капель аэрозоля путем распыления или «распыления» исходного раствора, золя или суспензии. Образовавшиеся капли подвергаются испарению и конденсации растворенного вещества внутри капли, сушке, термолизу частицы осадка при более высокой температуре с образованием микропористой частицы и, наконец, спеканию с образованием плотной частицы.

Используются различные методы распыления, включая напорные, двухжидкостные, электростатические и ультразвуковые распылители. Эти распылители различаются размером капель (2-15 мм), скоростью распыления и скоростью капель (1-20 м / сек).

Эти факторы влияют на скорость нагрева и время пребывания капли во время пиролиза распылением, что, в свою очередь, влияет на некоторые характеристики частиц, включая размер частиц. Для конкретного распылителя характеристики частиц, включая гранулометрический состав, однородность и фазовый состав, зависят от типа прекурсора, концентрации раствора, pH, вязкости и поверхностного натяжения.

Обычно используются водные растворы из-за их низкой стоимости, безопасности и доступности широкого спектра водорастворимых солей. Соли хлоридов и нитратов металлов обычно используются в качестве предшественников из-за их высокой растворимости. Предшественники, которые имеют низкую растворимость или могут вызывать примеси, такие как ацетаты, которые приводят к образованию углерода в продуктах, не являются предпочтительными.

Преимущества этого метода включают получение наноразмерных частиц высокой чистоты, однородность частиц в результате однородности исходного раствора и тот факт, что каждая капля / частица проходит через одни и те же условия реакции.К недостаткам распылительного пиролиза относятся необходимость использования больших количеств растворителей и сложность масштабирования производства. Использование больших количеств неводных растворителей увеличивает производственные расходы из-за высокой стоимости чистых растворителей и необходимости их надлежащей утилизации.

Термохимическое / пламенное разложение металлоорганических прекурсоров

Пламенные процессы широко используются для синтеза частиц керамических материалов нанометрового размера. Это еще один тип метода газовой конденсации, в котором исходным материалом является жидкий химический прекурсор.Этот процесс называется химической конденсацией пара (CVC). В этом процессе химические предшественники испаряются, а затем окисляются в процессе сгорания с использованием смеси топливо-окислитель, такой как пропан-кислород или метан-воздух. Он сочетает в себе быстрое термическое разложение потока газа-предшественника-носителя в среде с пониженным давлением с термофоретическим осаждением быстро сконденсированных частиц продукта на холодном субстрате. Пламя обычно обеспечивает высокую температуру (1200-3000 К), что способствует быстрым химическим реакциям в газовой фазе.

Можно использовать различные химические прекурсоры, включая хлориды металлов, , такие как TiCl4, для получения TiO2 и SiCl4 для получения SiO2, предшественников алкилов металлов, алкоксидов металлов и газообразных гидридов металлов, таких как силан, в качестве источника кремния для приготовления кремнезем. Хлориды были наиболее широко используемыми прекурсорами в промышленности, и этот процесс иногда называют «хлоридным процессом». Высокое давление паров хлоридов и тот факт, что они могут безопасно храниться и обрабатываться, делают их отличными потенциальными прекурсорами.Недостатками использования прекурсоров хлоридов являются образование кислых газов и загрязнение продуктов остатками галогенидов. Пламенные процессы используются в промышленности для производства промышленных количеств керамических частиц, таких как диоксид кремния и диоксид титана. Это связано с низкой стоимостью производства по сравнению со всеми другими методами. Недостатком пламенного синтеза является то, что контроль размера частиц (как первичных частиц, так и размера агрегатов), морфологии и фазового состава затруднен и ограничен.

Химические методы

Золь-гель техника

Золь-гель процесс обычно используется для получения частиц оксидов металлов нанометрового размера. Этот процесс основан на гидролизе предшественников реакционноспособных металлов, обычно алкоксидов в спиртовом растворе, с получением соответствующего гидроксида. Конденсация гидроксида с выделением воды приводит к образованию сетчатой ​​структуры. Когда все гидроксидные частицы связаны, достигается гелеобразование и получается плотный пористый гель.Гель представляет собой полимер трехмерного каркаса, окружающий соединенные между собой поры. Удаление растворителей и соответствующая сушка геля приводят к получению ультратонкого порошка гидроксида металла. Дальнейшая термообработка гидроксида приводит к соответствующему порошку оксида металла. Поскольку процесс начинается с наноразмерной единицы и претерпевает реакции в нанометровом масштабе, в результате получаются порошки нанометрового размера. Для алкоксидов с низкой скоростью гидролиза можно использовать кислотные или основные катализаторы для улучшения процесса.

Когда сушка достигается испарением при нормальных условиях, сетка геля сжимается в результате возникающего капиллярного давления, и полученный гидроксид называют ксерогелем. Однако, если применяется сверхкритическая сушка с использованием автоклавного реактора высокого давления при температурах, превышающих критические температуры растворителей, происходит меньшая усадка гелевой сетки, поскольку отсутствует капиллярное давление и поверхность раздела жидкость-пар, что лучше защищает пористую структуру. .Полученный гидроксид называют аэрогелем. Порошки аэрогеля обычно демонстрируют более высокую пористость и большую удельную поверхность, чем аналогичные порошки ксерогеля.

Золь-гель процессы имеют несколько преимуществ перед другими методами синтеза нанопорошков металлооксидной керамики. К ним относятся производство ультратонких пористых порошков и однородность продукта в результате гомогенного смешивания исходных материалов на молекулярном уровне.

Метод обратных микроэмульсий / мицелл

Подход с обращенными мицеллами — один из недавних многообещающих путей к нанокристаллическим материалам, включая керамику.Поверхностно-активные вещества, растворенные в органических растворителях, образуют сфероидальные агрегаты, называемые обратными (или обратными) мицеллами. В присутствии воды полярные головные группы молекул поверхностно-активного вещества организуются вокруг небольших водных бассейнов 100 A), что приводит к диспергированию водной фазы в непрерывной масляной фазе.

Обратные мицеллы используются для получения наночастиц с использованием водного раствора реакционноспособных предшественников, которые могут быть преобразованы в нерастворимые наночастицы. Синтез наночастиц внутри мицелл может осуществляться различными методами, включая гидролиз реакционноспособных предшественников, таких как алкоксиды, и реакции осаждения солей металлов.Удаление растворителя и последующее прокаливание приводят к получению конечного продукта. Некоторые параметры, такие как концентрация реакционноспособного предшественника в мицелле и весовой процент водной фазы в микроэмульсии, влияют на свойства, включая размер частиц, гранулометрический состав, размер агломератов и фазы конечных керамических порошков. . У использования этого метода есть несколько преимуществ, включая возможность получения очень мелких частиц и возможность контролировать размер частиц.К недостаткам можно отнести низкий выход продукции и необходимость использования большого количества жидкостей.

Осадки из растворов

Осаждение — это один из традиционных методов получения наночастиц металлооксидной керамики. Этот процесс включает растворение предшественника соли, обычно хлорида, оксихлорида или нитрата, такого как AlCl3, чтобы получить Al2O3, Y (NO3) 3, чтобы получить Y2O3, и ZrCl4, чтобы получить ZrO2, в воде. Соответствующие гидроксиды металлов обычно получают в виде осадков в воде путем добавления раствора основания, такого как раствор гидроксида натрия или гидроксида аммония.Оставшиеся противоионы затем смываются, а гидроксид кальцинируется после фильтрации и промывки для получения конечного порошка оксида. Этот метод полезен при получении керамических композитов из различных оксидов путем соосаждения соответствующих гидроксидов в одном и том же растворе. Химия растворов также используется для получения неоксидной керамики или пре-керамических прекурсоров, которые могут быть преобразованы в керамику при пиролизе.

Одним из недостатков этого метода является сложность контроля размера частиц и гранулометрического состава.Очень часто происходит быстрое и неконтролируемое осаждение с образованием крупных частиц.

Химический синтез пре-керамических полимеров в сочетании с физическими методами обработки

Этот метод основан на использовании молекулярных предшественников, , которые облегчают синтез наноматериалов, содержащих фазы желаемого состава. Он включает химическую реакцию для получения подходящего полимера, который затем превращается в керамический материал при пиролизе. Использование химических реакций для получения прекерамического полимера не только позволяет контролировать фазовый состав, но также преодолевает ограничение, связанное с низкой производительностью физических методов.Этот метод оказался очень полезным при изготовлении неоксидной керамики, такой как карбид кремния и нитрид кремния. Превращение металлорганического прекурсора в керамику зависит от различных параметров, таких как молекулярная структура прекурсора и условия пиролиза (температура, продолжительность и атмосфера). Карбиды металлов и нитриды металлов были получены пиролизом полимеров, содержащих соответствующие элементы, такие как Si или Al и C или N. Эти полимеры называются докерамическими полимерами и получают из более простых химических предшественников.Большое количество свободного углерода в процессе термолиза очень часто является проблемой. Карбид кремния (SiC) и нитрид кремния (Si3N4) являются наиболее изученными керамическими материалами, получаемыми этим способом. Их обычно синтезируют пиролизом поликарбосиланов и полисилазанов, общие структурные формулы которых показаны на рис. 1, при температурах от 1000 ° C до 1200 ° C.

Рис. 1 Общие структурные формулы поликарбосиланов и полисилазанов.

Механохимический синтез

Механохимический синтез включает механическую активацию реакций твердофазного замещения. Этот процесс недавно был успешно использован для изготовления нанокерамических порошков, таких как Al2O3 и ZrO2. Он включает измельчение порошков предшественников (обычно соли и оксида металла) для образования наноразмерного композита исходных материалов, которые вступают в реакцию во время измельчения, и последующий нагрев, если необходимо, для образования смеси диспергированных наночастиц желаемого оксида внутри растворимая солевая матрица.Наночастицы Al2O3 (10-20 нм), например, могут быть получены измельчением AlCl3 с CaO.

РАССМОТРЕНИЕ ОБЛИГАЦИИ

Понимание химической связи и структуры керамических материалов необходимо для понимания их химического и физического поведения. Когда материалы состоят из строительных блоков нанометрового размера, они значительно отклоняются от структурного совершенства и стехиометрии. В результате количество дефектов из-за краев, углов, f-центров и других дефектов поверхности значительно увеличивается, что, в свою очередь, влияет на некоторые физические и химические свойства, как будет описано ниже.

Диапазон сил когезии влияет на природу связывания в керамических материалах, включая ионные (MgO, Fej _xO), ковалентные, металлические, ван-дер-ваальсовые и водородные связи. Ионные соединения образуются, когда высоко электроотрицательные и высоко электроположительные элементы объединяются в решетку. Чистая ионная модель является разумным приближением для некоторых систем, в то время как это плохое приближение для кристаллов, содержащих большие анионы и маленькие катионы. В таких системах ковалентный вклад в связывание становится значительным.Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия играют решающую роль во многих керамических системах, особенно со слоистой структурой. Во многих оксидных гидратах или гидроксильных оксидах водородная связь также вносит вклад в энергию когезии. Для дальнейшего чтения о структуре и связях читателя отсылают к книгам по структурной неорганической химии.

ВЫБРАННЫЕ ОБЪЕКТЫ

Керамика обладает собственными химическими, физическими, механическими и магнитными свойствами, которые отличаются от свойств других материалов, таких как металлы и пластмассы.Свойства керамики зависят в основном от типа и количества материалов в их составе. Однако было обнаружено, что размер строительных блоков керамического материала играет важную роль в его свойствах (см. [1] и ссылки в нем).

Когда материалы получают из частиц нанометрового размера, значительная часть атомов выходит на поверхность. В результате такие материалы демонстрируют уникальные свойства, которые заметно отличаются от свойств соответствующей массы.Физические и химические свойства наночастиц показывают постепенный переход от атомных или молекулярных систем к системам конденсированного состояния.

Химические свойства

Керамические материалы относительно инертны, особенно кристаллические материалы, которые имеют тенденцию иметь идеальную структуру с минимальным количеством дефектов. Большая часть реакционной способности этих материалов связана с поверхностями, на которых присутствуют координационно ненасыщенные, а также участки дефектов. Поведение поверхности по отношению к другим видам и характер взаимодействия зависят от состава и морфологии, которые определяют характер и степень взаимодействия поверхности с другими веществами.В большинстве случаев взаимодействия ограничиваются адсорбцией на поверхности, которая не влияет на объем, что делает эти материалы хорошей устойчивостью к коррозии.

Возможность получения керамических порошков с большой площадью поверхности и высокой пористостью делает их востребованными в некоторых передовых областях применения. Одним из примеров является использование керамических материалов в качестве носителей для гетерогенных катализаторов. Другим примером является использование таких материалов в биомедицинских приложениях, где поверхность нанофазной керамики демонстрирует значительно улучшенную биомедицинскую совместимость по сравнению с традиционной керамикой, как обсуждается ниже.

Механические свойства

Керамика — очень прочный материал, обладающий значительным сопротивлением сжатию и изгибу. Некоторые керамические материалы по прочности близки к стали. Большинство керамических материалов сохраняют свою прочность при высоких температурах. Карбиды кремния и нитриды кремния, например, сохраняют свою прочность при температурах до 1400 ° C. В результате такие материалы используются в высокотемпературных приложениях. Многие физические и механические свойства зависят от размера частиц.В результате несколько систем нанофазной керамики показали довольно интересные и значительно улучшенные механические свойства.

Улучшенные свойства спекания и твердости

Нанокерамика обрабатывается из нанофазных порошков путем прессования первых порошков, состоящих из отдельных керамических частиц (обычно размером менее 50 нм), в необработанную форму (часто называемую зеленым телом). Затем этот уплотненный порошок нагревают при повышенных температурах. Уплотнение происходит в результате диффузии вакансий из пор (к границам зерен), что приводит к усадке образца.Этот процесс называется спеканием без давления. К счастью, было обнаружено, что нанофазные порошки уплотняются так же легко, как и их аналогичные субмикронные частицы. Чтобы избежать увеличения размера частиц, образцы необходимо спекать при минимально возможной температуре в течение времени, достаточного для удаления остаточной пористости и установления когерентных границ зерен. Успешное спекание увеличивает твердость конечного материала.

Экспериментальные данные показывают, что нанофазные порошки уплотняются с большей скоростью по сравнению с коммерческими (субмикронными) частицами.[1] Более высокая скорость уплотнения позволяет достичь заданной плотности при меньших размерах зерен до того, как произойдет серьезный рост. В результате их малых размеров частиц и пор нанокристаллические порошки спекаются до гораздо большей плотности, чем их традиционные аналоги при той же температуре. Это также устанавливает, что нанокристаллические порошки по сравнению с обычными порошками достигают той же плотности при гораздо более низких температурах. Это, конечно, устраняет необходимость в очень высоких температурах.

Одним из недостатков, который может сопровождать быстрое уплотнение, является неоднородный нагрев, когда внешние слои частиц уплотняются в твердую непроницаемую оболочку, которая удерживает внутреннюю часть образца от нормальной усадки, что приводит к некоторому растрескиванию в результате несовместимости деформации. .Этой проблемы можно избежать несколькими способами. Наиболее эффективный способ — медленный нагрев образцов, чтобы уменьшить усадку во внешней оболочке, в то время как тепло передается во внутренние области. С другой стороны, наноструктурированные керамические системы высокой плотности, включая Y2O3, TiO2 и ZrO2, были получены посредством спекания под давлением. Приложение некоторого давления во время спекания может увеличить скорость уплотнения и подавить рост частиц.

Наноразмерные порошки неоксидной керамики, такой как карбиды и нитриды металлов, демонстрируют аналогичное поведение.Обычный SiC, например, трудно спекать. Добавление некоторых добавок, таких как бор или углерод, очень часто необходимо для уплотнения SiC. Сверхтонкий порошок SiC спекается при более низких температурах и уплотняется без добавок. С другой стороны, механические свойства могут быть значительно улучшены путем введения металлических наночастиц, диспергированных в зернах матрицы. Такие системы называют нанокомпозитами. Наночастицы вольфрама, никеля или молибдена, диспергированные в зернах матрицы Al2O3, например, могут улучшать механические свойства оксида алюминия, включая прочность на излом и твердость.

Пониженная хрупкость, повышенная пластичность и сверхпластичность

Сверхпластичность и пластичность относятся к способности некоторых поликристаллических материалов подвергаться обширной деформации растяжения без образования шейки или разрушения. Хрупкость керамики — самый большой технический барьер в практических приложениях, особенно в приложениях, способных выдерживать нагрузки. Теоретические и экспериментальные результаты свидетельствуют о возможности пластичности традиционных хрупких материалов за счет уменьшения размера их зерен.[1] Хрупкая керамика, изготовленная из наночастиц, может быть сверхпластически деформирована при умеренных температурах, а затем термообработана при более высоких температурах для высокотемпературного упрочнения.

Создана возможность синтеза сверхпластичных керамических материалов . Нанокристаллическая керамика деформируется быстрее, с меньшими напряжениями и более низкими температурами. Одним из важных применений сверхпластичности в керамике является диффузионное соединение, при котором две керамические детали прижимаются друг к другу при умеренных температурах и давлениях, образуя бесшовное соединение за счет диффузии и роста зерен через поверхность раздела.Диффузионные связи легче образуются в нанокристаллической керамике, чем в керамике с более крупными зернами, в результате как усиленного пластического течения нанокристаллической керамики, так и большего количества границ зерен, которые они обеспечивают для диффузионного потока через поверхность раздела.

Электрические характеристики

Керамика включает электропроводящие, изоляционные и полупроводниковые материалы. Оксид хрома — это электрический проводник, оксид алюминия — изолятор, а карбид кремния ведет себя как полупроводник.В результате керамические материалы использовались во множестве электронных приложений в зависимости от их электрических свойств.

Некоторые электрические свойства зависят от размера и состава частиц. Электрическое сопротивление и диэлектрическая проницаемость, например, для некоторых систем увеличиваются в результате малого размера частиц. Электропроводность некоторых смешанных оксидных керамик, таких как алюмосиликат лития, выше, чем проводимость составляющих их оксидов.

Магнитные свойства

Некоторые керамические материалы обладают магнитными свойствами.К ним относятся керамика на основе оксида железа и оксиды хрома, никеля, марганца и бария. Керамические магниты, как известно, обладают высоким сопротивлением размагничиванию. В результате несколько керамических порошков были использованы в широком диапазоне электронных и магнитных приложений, как обсуждается ниже.

Изготовление таких материалов из сверхмелкозернистых частиц может значительно улучшить их магнитные свойства. Тот факт, что в частицах нанометрового размера большая часть атомов находится на поверхности, где координационные числа меньше, чем у объемных атомов, влияет на несколько параметров, включая уникальное поведение поверхности / интерфейса и различную зонную структуру, которые оба приводят к магнетизму. улучшение.В настоящее время хорошо установлено, что одним из требований для достижения соответствующей коэрцитивной силы и высокого насыщения намагниченностью является изготовление таких материалов в виде сильно разделенных частиц, предпочтительно в диапазоне нанометрового размера, с однородностью и узким распределением по размерам.

Многие другие свойства также зависят от размера частиц. Было обнаружено, что, например, оптические свойства некоторых керамических материалов зависят от размера частиц. Например, наночастицы TiO2 являются более эффективным поглотителем УФ-излучения, чем порошки из крупных частиц.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Керамические материалы имеют большое значение в различных областях применения благодаря своим уникальным свойствам по сравнению с другими материалами. Из-за своих электрических и магнитных свойств керамика играет важную роль в нескольких электронных приложениях, где они используются в качестве изоляторов, полупроводников, проводников и магнитов. Керамические материалы также находят важное применение в аэрокосмической, биомедицинской, строительной и ядерной отраслях. Во многих из этих применений керамические материалы показали значительно лучшие характеристики, когда они изготовлены из частиц нанометрового размера.

Механические приложения

Промышленная керамика широко используется в областях, где требуются прочные, твердые и стойкие к истиранию материалы. Очень часто используются металлорежущие инструменты с наконечниками из оксида алюминия и инструменты из нитрида кремния для резки, формовки, шлифования и шлифования железа, сплавов на основе никеля и других металлов. Другая керамика, такая как нитриды и карбиды кремния, используется для изготовления компонентов для использования при высоких температурах, таких как клапаны и роторы турбокомпрессоров.Керамические материалы и керамика на основе металлов (металлокерамика) используются для изготовления компонентов космических аппаратов, в том числе плиток теплозащитного экрана для космических челноков и носовых обтекателей для полезной нагрузки ракет.

Электротехнические приложения

Керамика используется в качестве изоляторов, полупроводников и проводников. Оксид алюминия (Al2O3), например, совсем не проводит электричество и используется для изготовления изоляторов. Другая керамика, такая как титанат бария (BaTiO3), используется в качестве полупроводников в электронных устройствах.Некоторые керамические материалы на основе оксида меди являются сверхпроводящими при температурах выше, чем те, при которых металлы становятся сверхпроводящими. Сверхпроводимость относится к способности охлаждаемого материала проводить электрический ток без сопротивления. Это явление может происходить только при крайне низких температурах, которые трудно поддерживать. Нитриды, карбиды и бориды переходных металлов представляют интерес в качестве катодов в электрохимических приложениях. Этот интерес проистекает из благоприятных свойств этих материалов, включая электронную проводимость и хорошую теплопроводность, которые в сочетании с их механической прочностью и высокими температурами плавления позволяют предположить, что такие материалы могут быть стабильными в различных средах.

Таблица 1 Примеры электронной керамики

Функции

Примеры материалов

Приложения

Изоляция

Al 2 O 3 , SiC + BeO

Подложка ИС

Диэлектричество

BaTiO 3

конденсатор

Полупроводники

SiC, LaCrO 3 , SnO 2 , ZnO + Bi 2 O 3

газовый дефектор, термистор, варистор

Пьезоэлектричество

ZnO, SiO 2

пьезоэлемент, пьезофильтр, преобразователь поверхностных волн,

пьезовибратор, гибкий пьезодетектор

Пироэлектричество

PZT

ИК-извещатели

Сегнетоэлектричество

PLZT

оптический затвор, оптическая память

Ионная проводимость

б-Al2O3, ZrO2

Батарея Na-S, O 2 датчик

Люминесценция

Y 2 O 2 S: Eu, ThO 2 : Nd, Al 2 O 3 : Cr

катодолюминесценция, ИК-лазер

Световод

SiO2

оптическое волокно связи

Поляризация

PLZT

оптический затвор

Мягкий магнетизм

г-Fe2O3, Zn1 _ x Mn x Fe2O4

магнитная лента

Жесткий магнетизм

SrO ■ 6Fe 2 O 3

магнитное уплотнение

Некоторые керамические материалы, такие как титанат стронция (SrTiO3), используются в виде тонких пленок в качестве конденсаторов в некоторых электронных устройствах из-за их способности накапливать большое количество электричества в чрезвычайно малых объемах.Литий-алюмосиликатная керамика имеет потенциальное применение в качестве твердых электролитов для использования в системах твердых литиевых батарей с высокой плотностью энергии. Пьезоэлектрическая керамика в настоящее время является ключевыми электронными компонентами для телевидения, FM-радио и т.п. Совсем недавно в Японии были разработаны пьезоэлектрические керамические дисплеи, в которых используются микрокерамические приводы для активации пикселей. Пьезоэлектрический эффект относится к появлению электрического потенциала на определенных гранях кристалла, когда он подвергается механическому давлению.

Другие примеры функций и применения современной керамики в области электроники показаны в таблице 1. [2]

Магнитные приложения

Керамика на основе оксида железа (ферриты) широко используются в качестве недорогих магнитов в электродвигателях. Такие магниты помогают преобразовывать электрическую энергию в механическую. В отличие от металлических магнитов, ферриты проводят токи высокой частоты, и в результате они не теряют столько мощности, сколько металлические проводники. Ферриты марганца и цинка используются в головках магнитной записи, а оксиды железа являются активным компонентом некоторых носителей магнитной записи, таких как записывающие ленты и компьютерные дискеты.

Применение в биомедицине и биокерамике

Некоторые современные материалы используются в биомедицине для изготовления имплантатов для использования в организме. Основное требование к биоматериалам для этого применения — способность их поверхностей поддерживать рост новых костей. Известно, что керамические материалы обладают исключительной биосовместимостью с костными клетками и тканями. Специально изготовленные пористые керамические материалы, такие как оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония и другие, связываются с костью и другими естественными тканями.Из такой керамики делают тазобедренные суставы, зубные колпачки и мосты. Другая передовая керамика, такая как гидроксиапатит, Ca10 (PO4) 6 (OH) 2, который является основным компонентом костей и зубов, обладает превосходной биосовместимостью и способностью к росту кости и используется при реконструкции сломанных костей и в качестве материалов для замены.

Недавние исследования долговременных функций остеобластов на нанофазной керамике показали уникальное и важное поведение. [3] По сравнению с обычной керамикой, нанофазная керамика продемонстрировала повышенную адгезию и пролиферацию остеобластов, синтез щелочной фосфатазы и концентрацию кальция внеклеточного матрикса.

Покрытия

Благодаря своей уникальной твердости и коррозионной стойкости керамическая эмаль часто используется для покрытия металлов. Тонкие твердые износостойкие покрытия керамики включают такие материалы, как нитрид титана и карбонитрид титана. Возникающий класс новых твердых защитных покрытий помимо однородных слоев керамического нитрида — это слоистые структуры покрытия, такие как сверхрешетки или многослойные слои различных нитридов. Такое многослойное покрытие успешно применяется в нескольких областях, таких как подшипники, насосы и компрессоры.Ненитридные покрытия, такие как карбид вольфрама / углерод, также представляют интерес из-за их высокой эластичности и химической инертности.

Для защитного керамического покрытия используется несколько методов. К ним относятся термическое напыление, химическое осаждение из паровой фазы (известное как CVD) и плазменное напыление.

Атомная промышленность

Керамика на основе лития в настоящее время рассматривается как потенциальный твердый размножитель трития в термоядерных реакторах. Возможные материалы-размножители включают LiAlO2, Li2O, Li2ZrO3 и Li4SiO4.Твердые размножители более безопасны во время работы, чем жидкие литиевые системы, которые обладают высокой реакционной способностью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нанокерамика — один из величайших результатов эволюционных исследований в области нанонауки и нанотехнологий, где изготовление материалов из строительных блоков нанометрового размера привело к появлению широкого спектра материалов, пригодных для промышленного использования. Недавние исследования доказали, что керамические материалы, изготовленные из ультратонких порошков, могут быть получены с помощью нескольких физических, а также химических методов, которые можно масштабировать для производства промышленных количеств.Эти уникальные материалы показали очень замечательные характеристики по сравнению с их объемными аналогами. Важные характеристики включают химические, механические, магнитные, электрические и оптические свойства. В результате улучшенные характеристики керамических материалов наблюдались во множестве применений, включая химические, механические, магнитные, электрические и биомедицинские. Обнаруженные новые свойства и улучшенные характеристики нанокерамики стимулируют развитие и совершенствование обработки керамики, что, в свою очередь, широко открывает двери для использования керамики в широком спектре новых технологий.

Направления текущих интересов включают приготовление и переработку ультратонких (нанометровых) порошков, разработку новых методов синтеза материалов из однородных спеченных тел и изготовление керамики из нескольких композитов.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Обработка коллоидной керамики систем нано-, микро- и макрочастиц

Дисперсность нанометровых частиц церия (Я. Хирата, Х. Такахаши, Х. Симадзу и С. Самешима)

Стеклокерамические тонкие пленки, полученные методом золь-гель процесса для электронного применения (К.Саэгуса).

Получение высокодисперсного ультрадисперсного порошка титаната бария с использованием акрилового олигомера с высокой плотностью гидрофильных групп (Ю. Йонемочи, Ю. Иида, К. Огино, Х. Камия, К. Гоми и К. Танака).

Термостойкость и эволюция структурных свойств отвержденных и неотвержденных порошков ZrO 2 и ZrO 2 -SiO 2 (Q. Zhao, W.Y. Shih и W.Y.-H. Shih).

Микропористый диоксид кремния, модифицированный оксидом алюминия в качестве CO 2 / N 2 Сепараторы (T.Патил, К. Чжао, Р. Мутарасан, В. Ши и В.-Х. Ши).

Исследование механизма порошка PMN-PT без пирохлора с использованием метода с покрытием (Х. Гу, В. Ши и В.-Х. Ши)

Микромеханические испытания двумерных агрегированных коллоидов (С. Промкотра и К. Т. Миллер) ).

Реология керамических суспензий для электроосаждения в приложениях быстрого прототипирования (Н. Манджоран, С. Ли, Г. Пирджотакис и В. Зигмунд).

Анализ механизма действия анионного полимерного диспергатора с различной молекулярной структурой в плотной керамической суспензии с использованием коллоидного зонда АСМ (H.Камия, С. Мацуи и Т. Какуи).

Водная обработка порошков WC-Co: приготовление суспензии и свойства гранул (К.М. Андерссон и Л. Бергстром).

Коллоидная обработка и жидкофазное спекание SiC-Al 2 O 3 -Y 3+ Система ионов (Н. Хидака и Ю. Хирата).

Коллоидная обработка SiC с пределом прочности на изгиб 700 МПа (С. Табата и Ю. Хирата).

Адсорбция поли (акриловой кислоты) на коммерческой шариковой глине (U.Ким, Б. Шульц и В. Карти).

Анализ переменных контроля толщины при отливке ленты. Часть II: Влияние зазора между лезвиями (М. Гиффорд, Э. Твинейм и Р. Мистлер).

Специальный выпуск: Последние достижения в области искрового плазменного спекания и обработки нанокерамических материалов с помощью электрического поля

Проф. Д-р Ён-Хван Хан
Электронная почта Интернет сайт
Гостевой редактор

Международная школа материаловедения и инженерии, Уханьский технологический университет, Ухань 430070, Китай
Интересы: искровое плазменное спекание; спекание в электрическом поле; нанокерамические материалы; функциональная усовершенствованная керамика

Проф.Доктор Хён-Вон Сон
Электронная почта Интернет сайт
Гостевой редактор

Исследовательский институт экстремальной плотности энергии, Технологический университет Нагаока, Нагаока 940-2188, Япония
Интересы: Искровое плазменное спекание; реактивное спекание; термоэлектрические материалы; бориды; оксиды

Д-р У Хён Нам
Электронная почта Интернет сайт
Гостевой редактор

Центр энергоэффективных материалов, Отдел энергетики и окружающей среды, Корейский институт керамической инженерии и технологии (KICET), Чинджу 52851, Корея
Интересы: термоэлектричество; материаловедение; преобразование энергии; композиты из углеродных наноматериалов; нанокерамика

Уважаемые коллеги,

Основным принципом искрового плазменного спекания (SPS) и спекания с использованием электрического поля (EFAS) является использование низковольтного, постоянного (DC) импульсного активированного тока и синтеза с помощью высокого или низкого давления или без давления. методы, которые оказали большое влияние на обработку материалов за последние 50 лет.Функциональные, механические, термические и даже биомедицинские подходы использовались в сочетании с электрическими эффектами в SPS и EFAS, а результаты были опубликованы с учетом уникальной роли атмосферы. Также были опубликованы исследования, посвященные разработке ассортимента успешных материалов, включая сверхвысокотемпературные материалы, нанокристаллическую функциональную керамику, градиентные и неравновесные материалы. Новые технологические аспекты, например, передовые концепции инструментов, такие как покрытие поверхности, соединение керамики, прекурсоры и компьютерное моделирование, были получены в результате адаптации современных методов SPS и EFAS, также известных как спекание импульсным электрическим током (PECS) или спекание в полевых условиях. техника (FAST), оплавление (FS), представляющая класс методов порошковой металлургии.SPS, EFAS и FS возникли как многообещающие методы спекания и массового производства передовых материалов, таких как поверхностное покрытие, бессвинцовая сегнетоэлектрическая керамика, пористая нанокерамика и биокерамика. Недавняя работа Son et al. по высокотемпературным термоэлектрическим материалам и Han et al. на прозрачной биокерамике HAp с помощью SPS была замечательной, демонстрируя потенциальную функцию в неожиданных областях применения для будущих передовых и уникальных керамических материалов.

Проф. Д-р Ён-Хван Хан
Проф.Доктор Хён Вон Сон
Доктор У Хён Нам
Приглашенные редакторы

Информация для подачи рукописей

Рукописи должны быть представлены онлайн по адресу www.mdpi.com, зарегистрировавшись и войдя на этот сайт. После регистрации щелкните здесь, чтобы перейти к форме отправки. Рукописи можно подавать до указанного срока. Все статьи будут рецензироваться. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и будут перечислены вместе на веб-сайте специального выпуска.Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для запланированных статей название и краткое резюме (около 100 слов) можно отправить в редакцию для объявления на этом сайте.

Представленные рукописи не должны были публиковаться ранее или рассматриваться для публикации в другом месте (за исключением трудов конференции). Все рукописи проходят тщательное рецензирование путем слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая важная информация для подачи рукописей доступна на странице Инструкции для авторов. Материалы — это международный рецензируемый полумесячный журнал с открытым доступом, который издается MDPI.

Пожалуйста, посетите страницу Инструкции для авторов перед отправкой рукописи. Плата за обработку статьи (APC) для публикации в этом журнале с открытым доступом составляет 2000 швейцарских франков. Представленные документы должны быть хорошо отформатированы и написаны на хорошем английском языке. Авторы могут использовать MDPI Услуги редактирования на английском языке перед публикацией или во время редактирования автора.

Продвинутая керамика | керамика | Британника

Полная статья

Современная керамика , вещества и процессы, используемые при разработке и производстве керамических материалов, обладающих особыми свойствами.

Керамика, как указано в керамическом составе и свойствах изделия, традиционно описывается как неорганические неметаллические твердые вещества, которые получают из порошкообразных материалов, превращаются в изделия с помощью нагрева и демонстрируют такие характерные свойства, как твердость, прочность. , низкая электропроводность и хрупкость. Современная керамика представляет собой «прогресс» по сравнению с этим традиционным определением. Благодаря применению современного материаловедческого подхода были разработаны новые материалы или новые комбинации существующих материалов, которые демонстрируют удивительные вариации свойств, традиционно приписываемых керамике.В результате теперь существуют керамические изделия, которые обладают такой же прочностью и электропроводностью, как некоторые металлы. Развитие передовой обработки керамики продолжается быстрыми темпами, что можно считать революцией в отношении получаемых материалов и свойств.

С развитием современной керамики требуется более подробное, «продвинутое» определение материала. Это определение было предоставлено Версальским проектом по передовым материалам и стандартам 1993 года (VAMAS), в котором передовая керамика описывалась как «неорганический, неметаллический (керамический), в основном кристаллический материал со строго контролируемым составом и производимый с детальным регулированием из высокоочищенных и чистых материалов. / или охарактеризованное сырье, дающее точно определенные атрибуты.В этом определении указывается ряд отличительных черт современной керамики. Во-первых, в них отсутствует стекловидный компонент; то есть они «в основном кристаллические». Во-вторых, микроструктуры обычно тщательно спроектированы, что означает, что размеры зерен, формы зерен, пористость и распределение фаз (например, расположение вторых фаз, таких как нитевидные кристаллы и волокна) тщательно планируются и контролируются. Такое планирование и контроль требуют «детального регулирования» состава и обработки, при этом обработка в «чистых помещениях» является нормой, а чистые синтетические соединения, а не природное сырье, используются в качестве прекурсоров в производстве.Наконец, передовая керамика, как правило, демонстрирует уникальные или превосходные функциональные характеристики, которые можно «точно определить» путем тщательной обработки и контроля качества. Примеры включают уникальные электрические свойства, такие как сверхпроводимость, или превосходные механические свойства, такие как повышенная ударная вязкость или высокотемпературная прочность. Из-за внимания к микроструктурному дизайну и контролю обработки передовая керамика часто является продуктом с высокой добавленной стоимостью.

Современная керамика в разных частях света упоминается как техническая керамика, высокотехнологичная керамика и высокотехнологичная керамика.Термины «инженерная керамика» и «тонкая керамика» используются соответственно в Великобритании и Японии. В этой статье термин «продвинутая керамика» используется для того, чтобы отличить материал от традиционной керамики, категории промышленной керамики, основанной на сырье, из которого изготавливаются изделия с относительно небольшими отклонениями от их естественного состояния. В статье рассматривается производство традиционной керамики.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

В этой статье рассматриваются типы химических прекурсоров и методы обработки, используемые при производстве всех передовых керамических изделий.

Химические пути к прекурсорам

Как и их традиционные аналоги, усовершенствованная керамика часто изготавливается путем смешивания и прокаливания (совместного обжига) порошков-прекурсоров. Однако, в отличие от традиционной керамики, природное сырье используется редко. Вместо этого обычно используются синтетические предшественники высокой чистоты.Кроме того, жидкофазное спекание, метод уплотнения порошков, который является обычным при традиционной обработке керамики, используется редко. Вместо этого усовершенствованная керамика уплотняется спеканием в переходной жидкости (также называемым спеканием в реакционной жидкости) или спеканием в твердом состоянии (описанным далее в этой статье). Наиболее важным фактором в этих методах спекания является небольшой размер частиц. Маленькие частицы имеют большее отношение площади поверхности к массе и, следовательно, создают более высокую движущую силу для спекания.Небольшие размеры частиц также уменьшают расстояния, на которых должна происходить диффузия материала. Поэтому керамисты стараются производить активные керамические порошки с малым размером зерна, обычно в субмикрометровом диапазоне, то есть меньше одного микрометра или одной миллионной доли метра (0,000039 дюйма).

Основной проблемой при приготовлении порошкообразных прекурсоров, особенно для электрокерамических применений, является химическая однородность, то есть установление однородного химического состава по всей смеси.Стандартные твердотельные методы обработки отдельных порошков прекурсоров могут достичь однородности в конечном продукте только после многих стадий измельчения и обжига. Поэтому был разработан ряд химических подходов для улучшения перемешивания даже до атомного уровня. Часто эти методы включают разложение солей, например карбонатов, нитратов и сульфатов, в желаемую химическую форму. Большая часть керамики, как объясняется в статье керамического состава и свойств, представляет собой оксиды металлических элементов, хотя многие керамические изделия (особенно передовая керамика) также состоят из карбидных, нитридных и боридных соединений.Ниже по очереди описаны различные химические методы получения однородных мелкозернистых порошков.

Часто солевые соединения двух желаемых предшественников могут быть растворены в водных растворах и впоследствии осаждены из раствора путем регулирования pH. Этот процесс называется соосаждением. При осторожном подходе полученные порошки представляют собой однородные и реакционноспособные смеси желаемых солей. При сушке вымораживанием, еще одном способе получения гомогенных и реакционноспособных порошков-предшественников, смесь водорастворимых солей (обычно сульфатов) растворяется в воде.Затем мелкие капли быстро замораживают путем распыления раствора на охлажденную органическую жидкость, такую ​​как гексан. Благодаря быстрому замораживанию капель спрея до мелких кристаллов льда разделение химических компонентов сводится к минимуму. Замороженный материал удаляют из гексана просеиванием, а затем воду удаляют из льда сублимацией в вакууме.

После соосаждения или сублимационной сушки полученные порошки подвергаются промежуточному высокотемпературному прокаливанию для разложения солей и получения мелких кристаллитов желаемых оксидов.

Исследования по прецизионному шлифованию нанокерамических покрытий

[1] KONG Ling-zhi. Поверхностные / подповерхностные повреждения и контроль шлифования усовершенствованной керамики, в: Машиностроение & Автоматизация, январь (2010).

[2] Юнгсик Чой.Сравнительное исследование распределения остаточных напряжений, вызванных жесткой обработкой и шлифованием. В: Письма о трибологии, декабрь 2009 г.

DOI: 10.1007 / s11249-009-9512-9

[3] Хо, Чанг-Цзюй1, Лю, Сюань-Чжи2.Влияние абразивного шлифования на прочность Y-TZP. Журнал Европейского керамического общества, сентябрь 2009 г., Vol. 29.

[4] Синьли Тянь, Цзюньфэй Ян, Чао Лю и др.Исследование технологии механической обработки керамики с новой конструкцией микродетонации с пульсационным управлением при зажигании электродной дуги. Международный журнал передовых производственных технологий. Июль 2010, т. 48.

DOI: 10.1007 / s00170-009-2289-z

[5] Агарвал, Санджай, Венкатешвара Рао, П.Прогнозное моделирование толщины недеформированной стружки при шлифовании керамики. Международный журнал станков и производства, май 2012 г., Vol. 56.

DOI: 10.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.