Modulus Young bagi seramik lanjutan

Modulus Young, juga dikenali sebagai modulus keanjalan, adalah sifat asas yang mengukur kekakuan sesuatu bahan—iaitu ketahanannya terhadap deformasi di bawah tegasan. Dalam kejuruteraan dan aplikasi berprestasi tinggi, seramik lanjutan digunakan secara meluas kerana modulus Young mereka yang sangat tinggi, yang bermakna kekakuan, ketepatan, dan kestabilan dimensi yang cemerlang. Artikel ini mengkaji modulus Young bahan seramik utama dan membandingkannya dengan logam dan plastik.

Langkau ke

Kepentingan | Data | Hubungi Kami | Jadual Perbandingan | Permohonan | FAQ | Produk berkaitan 

Acuan Yang

Mengapa modul Young penting?

Dalam industri seperti aeroangkasa, semikonduktor, tenaga, dan pembuatan tepat, kekakuan adalah sangat penting. Modulus Young yang lebih tinggi:

  • Pengurangan deformasi elastik di bawah beban mekanikal
  • Meningkatkan ketahanan seismik
  • Meningkatkan ketepatan komponen ketepatan
  • Menjaga integriti struktur di bawah keadaan tekanan tinggi

Disebabkan struktur ikatan atom semula jadi mereka, seramik canggih sering mengatasi logam dan plastik dalam bidang-bidang ini.

Data modulus Young bagi seramik lanjutan utama

Bahan seramik Modulus Young (GPa) Ciri-ciri
Karbid silikon (SiC) 410–450 Sangat keras, dengan ketahanan kakisan dan ketahanan haus yang luar biasa, serta kekonduksian terma yang tinggi.
Nitrida silikon (Si₃N₄) 290–320 Ketahanan pecah yang tinggi, ketahanan terhadap kejutan terma, ketumpatan rendah
Oksida aluminium (Al₂O₃) tiga ratus hingga tiga ratus sembilan puluh Kekerasan tinggi, ketahanan haus yang sangat baik, dan sifat penebat elektrik yang unggul
Oksida zirkonium (ZrO₂) 200–220 Keteguhan tinggi, kekonduksian terma rendah, pengerasan melalui transformasi fasa
Alumina yang diperkukuh dengan zirkonia 280–300 Ketahanan retakan yang dipertingkatkan, ketahanan haus yang cemerlang, kestabilan termal
Nitrida aluminium (AlN) 310–330 Konduktiviti terma yang tinggi, penebat elektrik, kerugian dielektrik yang rendah
Oksida berilium (BeO) 300–340 Memiliki konduktiviti terma yang tinggi, bersifat penebat elektrik, beracun dalam bentuk serbuk
Boron nitrida (h-BN) 30–50 (heksagon) Pelinciran, kestabilan terma, penebat elektrik
Seramik kaca yang boleh dimesin 40–50 Mudah diproses dengan mesin, kekuatan dielektrik yang baik, kekonduksian terma yang rendah

*Data hanya untuk rujukan.

Perlukan bantuan memilih seramik yang tepat?

Memilih bahan seramik berketeguhan tinggi yang sesuai adalah sangat penting untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan prestasi optimum. Sama ada anda memerlukan seramik zirkonia, silikon nitrida, atau berasaskan alumina, bahan kami menawarkan kekuatan, ketahanan, dan ketepatan terkemuka dalam industri.

Pasukan teknikal kami sedia membantu anda – sila hubungi kami dengan segera, dan kami akan memberikan nasihat profesional yang direka khas mengikut keperluan khusus anda.

Perbandingan Modulus Young: Seramik berbanding Logam dan Plastik

Graf bar di bawah memaparkan modul Young bagi pelbagai bahan kejuruteraan—daripada seramik superkeras hingga plastik perindustrian biasa—disusun dari yang tertinggi ke yang terendah.

Seramik
Logam
Plastik

*Data hanya untuk rujukan.

Aplikasi Berdasarkan Kekerasan Seramik

  • Bahan: Al₂O₃ (oksida aluminium), Si₃N₄ (nitrit silikon)
  • Aplikasi: Untuk kegunaan dalam peralatan semikonduktor, platform pemprosesan laser dan sistem penentuan kedudukan CNC.

  • Fungsi modul Young:

    • Berbanding dengan keluli (~210 GPa), oksida aluminium (~370 GPa) dan nitrida silikon (~310 GPa) menunjukkan kekakuan yang lebih tinggi.

    • Menjaga kestabilan dimensi semasa pergerakan pada skala mikrometer dan nanometer, mencegah lenturan atau getaran semasa operasi berkelajuan tinggi.

  • Bahan: AlN (Nitrida Aluminium)
  • Gunaan: Untuk sistem radar, komunikasi satelit dan modul mikrogelombang.

  • Fungsi modul Young:

    • Seramik AlN (~320 GPa) mempamerkan kekakuan yang luar biasa dan mempunyai sifat pengembangan terma yang sepadan dengan cip semikonduktor.

    • Menjaga kelurusan di bawah tekanan termal, mencegah penyimpangan dan memastikan kebolehpercayaan litar jangka panjang.

  • Bahan: Si₃N₄ (nitrida silikon)
  • Gunaan: galas berkelajuan tinggi dan suhu tinggi dalam enjin jet.

  • Fungsi modul Young:

    • Modulus sfera Si₃N₄ adalah kira-kira 310 GPa, membolehkan ia menahan deformasi di bawah tegasan putaran.

    • Berbanding dengan bahan keluli, ia menunjukkan geseran yang lebih rendah dan hayat keletihan yang lebih panjang.

  • Bahan: ZrO₂ (oksida zirkonium), ZTA (alumina yang diperkuat dengan zirkonia)
  • Guna: Untuk pam metering, peralatan pengendalian cecair perubatan dan instrumen analisis.

  • Fungsi modul Young:

    • Seramik ZTA (280–350 GPa) menggabungkan kedua-dua kekakuan dan ketahanan.

    • Menahan pengaktifan berulang kali tanpa cacat bentuk, mengekalkan penyegelan ketat dan ketepatan dos.

  • Fungsi modul Young:

    • Seramik ZTA (280–350 GPa) menggabungkan kedua-dua kekakuan dan ketahanan.

    • Menahan pengaktifan berulang kali tanpa cacat bentuk, mengekalkan penyegelan ketat dan ketepatan dos.

[/fusion_li_item][/fusion_checklist]

  • Bahan: MGC (Seramik Kaca Mesin)
  • Gunaan: Untuk digunakan dalam sistem pemeriksaan wafer dan ujian prob IC.

  • Fungsi modul Young:

    • Walaupun modulus MGC yang agak rendah (~90–120 GPa), ia menunjukkan kestabilan terma dan kebolehmesinan yang sangat baik.

    • Sangat sesuai untuk platform besar dan rata yang memerlukan ketepatan dimensi tinggi di bawah fluktuasi terma.

  • Bahan: SiC (karbida silikon), AlN (nitrit aluminium)
  • Aplikasi: Untuk laser keadaan pepejal, pendakap optik dan sistem pengurusan terma.

  • Fungsi modul Young:

    • Karbit silikon mempunyai modul yang sangat tinggi (~450 GPa), menjadikannya sangat sesuai untuk struktur sokongan kaku.

    • Mengurangkan ketidaksejajaran optik yang disebabkan oleh penyimpangan akibat getaran atau haba.

  • Bahan: Si₃N₄, SiC
  • Tujuan: Untuk mengamankan instrumen sensitif dalam satelit dan kapal angkasa.

  • Fungsi modul Young:

    • Kekakuan tinggi dan perayapan rendah menyumbang kepada mengekalkan dimensi geometri yang tepat dalam persekitaran vakum dan terma yang mencabar.

    • Mencegah pengumpulan tekanan dan kerosakan mekanikal yang disebabkan oleh mikro-deformasi jangka panjang

Bahan seramik penting

Seramik Silikon Nitrida - Bahan Seramik Lanjutan - Seramik Zhihao

Seramik nitrida silikon

Seramik Karbida Silikon - Bahan Seramik Lanjutan - Seramik Zhihao

Seramik karbida silikon

Seramik Alumina - Bahan Seramik Lanjutan - Seramik Zhihao

Seramik oksida aluminium

Seramik Zirkonia - Bahan Seramik Lanjutan - Seramik Zhihao

Seramik zirkonia

Soalan Lazim (FAQ)

Seramik mempunyai ikatan kovalen atau ionik yang kuat, dan berbanding dengan ikatan logam, ia menunjukkan ketahanan yang lebih tinggi terhadap deformasi.

Karbid boron adalah salah satu bahan seramik dengan modulus tertinggi yang diketahui, mencapai sehingga 470 GPa.

Ya, kekakuan biasanya mengurangkan ketahanan. Inilah sebabnya bahan seperti zirkonia dan oksida zirkonium direka untuk mencapai keseimbangan antara kedua-duanya.

Produk berkaitan

Kekerasan

Kekerasan

Kekuatan mampatan seramik lanjutan

Kekuatan mampatan

Kekuatan Lenturan.

Kekuatan lenturan