Ceramice de uz tehnic este o ramură a științei materialelor care se ocupă cu știința și tehnologia minerale nemetalice materialelor cu aplicații industriale sau militare. Este radical diferit de creațiile artizanale ( ceramică ) sau artistice ( ceramică artistică ), precum și de porțelan pentru uz casnic. Această disciplină se ocupă în special de cercetarea și dezvoltarea ceramicii cu proprietăți fizice speciale, care acoperă purificarea materiei prime, studiul și producerea compușilor chimici necesari pentru producerea materialului finit, formarea lor în constituenți. Și studiul structurii, compoziției și proprietăților fizice și chimice ale acestora. Aceste materiale sunt de exemplu oxizi , cum ar fi alumina Al 2 O 3și dioxid de zirconiu ZrO 2, non-oxizi, care sunt adesea ceramici ultra-refractare ( boruri , carburi și nitriți ai metalelor refractare , ceramică armată cu siliciu sau chiar magneziu ), sau chiar ceramică compozită , care sunt combinații ale celor două precedente.
O ceramică tehnică poate fi în întregime cristalină sau parțial cristalizată, cu organizare pe scară largă la nivel atomic; ceramica sticloasă poate avea, de asemenea, o structură amorfă lipsită de organizare la scară atomică sau poate avea un grad limitat de organizare. ASTM definește o ceramică ca „o parte care are o structură vitrificată sau nu, cristaline sau parțial cristaline, sau corp din sticlă, al cărui corp este format din substanțe , în esență , minerale și nemetalice, și care este formată dintr - o masă topită. Care se solidifică la răcire sau care se formează și se aduce la maturitate, simultan sau ulterior, prin acțiunea căldurii ”; este, de asemenea, posibil să adăugați o metodă de obținere la temperatură scăzută prin precipitarea soluțiilor chimice foarte purificate, cum ar fi sinteza hidrotermală (en) , sau prin polimerizare , cum ar fi procesul sol-gel .
Proprietățile particulare căutate pentru ceramica tehnică pot fi de natură mecanică , electrică , magnetică , optică , piezoelectrică , feroelectrică sau supraconductoare , de exemplu, care explică varietatea foarte largă de aplicații ale acestui tip de material, fie în ingineria materialelor , fie în inginerie electrică , în inginerie chimică și inginerie mecanică . Deoarece ceramica este termostabilă , ele pot îndeplini funcții pentru care polimerii și metalele sunt inadecvate. Acesta este motivul pentru care se găsesc în domenii variate ca industria minieră , industria aerospațială , medicina , industria alimentară , industria chimica , industria semiconductorilor , industria nucleară , transmiterea energiei electrice și ghidajele de unde electromagnetice .
Ceramica rămâne solidă la temperatură ridicată, rezistă la șocuri termice (cum ar fi „plăcile” navetei spațiale americane ), precum și la îmbătrânire și atacuri climatice sau chimice. Articolele din ceramică au, în general, o rezistență mecanică bună , densitate redusă , duritate ridicată și o bună rezistență la uzură . Totuși, imperfecțiunile din material, cum ar fi fisurile rezultate din sinterizarea incompletă, pot modifica aceste proprietăți. Utilizarea lor este sigură pentru oameni și multe sunt biocompatibile , cum ar fi hidroxiapatita Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH) ; acestea sunt astfel utilizate ca echipamente sanitare, medicale sau alimentare.
Ceramica are, în general, o conductivitate termică scăzută . Ele sunt în general opace sau translucide ( ochelari amorfi ), dar pot fi și transparente , cum ar fi alumina Al 2 O 3, nitrură de aluminiu AlN, oxid de itriu (III) Y 2 O 3și YAG Y 3 Al 5 O 12, De exemplu , pentru binoclu viziune de noapte sau de orientare anti - rachetă în infraroșu sisteme . Sunt izolatori electrici excelenți și sunt folosiți, de exemplu, ca izolatori pentru circuite electrice sau linii de înaltă tensiune . În anumite condiții, în special la temperaturi criogenice (câteva zeci de Kelvin ), anumite ceramice devin supraconductoare .
În ceramică, legăturile dintre atomi au un caracter iono - covalent . Cele legături ionice sunt direcționale, au tendința de a maximiza atracțiile repulsie Coulomb și a minimiza isocharges, ceea ce duce la aranjamente de anioni și cationi compacte; a legaturilor covalente sunt direcționale și conduce pe ele aranjamentelor atomice mai mari. Caracterul destul de ionic sau mai degrabă covalent al unei legături chimice depinde de diferența de electronegativitate a atomilor care formează ceramica: în general, o diferență mare de electronegativitate favorizează legăturile ionice în timp ce o diferență mică favorizează legăturile. astfel, fluorură de calciu CaF 2este în esență ionic, în timp ce carbura de siliciu SiC este în esență covalentă, dioxid de siliciu SiO 2 fiind intermediar.
Se spune că cele două tipuri principale de sinteză a materialelor ceramice sunt pe calea uscată și pe calea umedă , în funcție de condițiile experimentale și de modelarea dorită.
Un tratament termic adecvat, de obicei în jur de 1200 ° C , se aplică unui amestec de precursori solizi pulberi pentru a obține materialul ceramic dorit. Aceasta este o reacție în fază solidă la temperatură ridicată utilizată mai presus de toate pentru a obține piese masive, adică de cel puțin 1 mm grosime. Pulberile sunt măcinate fin și aduse la o temperatură ridicată, dar sub punctul lor de topire, astfel încât reacția chimică are loc la suprafețele de contact dintre boabe. Acestea sunt, de exemplu, reacțiile:
MgO + Fe 2 O 3⟶ MgFe 2 O 4 ; BaCO 3+ TiO 2⟶ BaTiO 3+ CO 2 ↑.Mai mult, tehnicile de ablație cu laser permit producerea de straturi subțiri de ordinul unui nanometru .
Acest tip de proces este mai rapid și necesită temperaturi mai scăzute decât procesul uscat. Permite un control mai bun al texturii pulberilor formate și poate fi folosit pentru a produce straturi subțiri de ordinul unui micrometru . Constă în special din precipitarea simultană în fază apoasă a sărurilor metalice sub acțiunea unei baze puternice , dând hidroxizi hidrați M 1 M 2 (OH) x · z H 2 O, sau sub acțiunea acidului oxalic HOOC - COOH, dând oxalați hidrați M 1 M 2 (C 2 O 4 ) x · z H 2 O, apa acestor compuși fiind apoi îndepărtată prin încălzire. În ceea ce privește hidroxizii metalici obținuți sub acțiunea unei baze puternice, este important să vă plasați la un pH la care acești hidroxizi coexistă, în cazul de față, la un pH de ordinul 9-10, astfel încât să existe într-adevăr co-precipitații.
De exemplu, ferita de cobalt CoFe 2 O 4poate fi obținut prin co - precipitarea clorurilor metalice sub acțiunea hidroxidului de sodiu NaOH și apoi încălzirea hidroxizilor obținuți la aproximativ 700 ° C :
CoCl 2+ 2 FeCl 3 6H 2 O+ 6 NaOH ⟶ Co (OH) 2 ↓+ 2 Fe (OH) 3 ↓+ 6 NaCl + 6 H 2 O ; Co (OH) 2+ 2 Fe (OH) 3⟶ CoFe 2 O 4+ 4 H 2 O ↑până la 700 ° C .Mixed spinel ferita Ni 0,5 Zn 0,5 Fe 2 O 4 pot fi obținute în mod similar:
0,5 NiCh 2 6H 2 O+ 0,5 ZnCl 2+ 2 FeCl 3 6H 2 O+ 8 NaOH ⟶ 0,5 Ni (OH) 2 ↓+ 0,5 Zn (OH) 2 ↓+ 2 Fe (OH) 3 ↓+ 8 NaCI + 12 H 2 O ; 0,5 Ni (OH) 2+ 0,5 Zn (OH) 2+ 2 Fe (OH) 3⟶ Ni 0,5 Zn 0,5 Fe 2 O 4+ 4 H 2 O ↑până la 700 ° C .În schimb , titanatul de bariu BaTiO 3poate fi obținut prin co-precipitarea clorurilor metalice sub acțiunea acidului oxalic, scris H 2 (C 2 O 4 ) pentru comoditate mai jos:
TiCU 3 (ro) + BaCl 2 2H 2 O+ 3 H 2 O+ 2 H 2 (C 2 O 4 )⟶ BaTiO (C 2 O 4 ) 2 4H 2 O ↓+ 6 HCI ; BaTiO (C 2 O 4 ) 2 4H 2 O⟶ BaTiO 3+ 2 CO 2 ↑+ 2 CO ↑ până la 700 ° C . Proces sol-gelMetoda sol-gel permite fabricarea unui polimer anorganic prin reacții chimice simple și relativ aproape de temperatura mediului ambiant, adică între 20 și 150 ° C . Sinteza este realizată din alcoolații cu formula M (O R ) n, unde M este un atom de metal sau de siliciu și R este o grupare alchil organică C n H 2 n +1, de exemplu ortosilicat de tetraetil Si (OCH 2 CH 3 ) 4( TEOS ). Unul dintre avantajele acestui proces este că acești precursori există pentru un număr mare de metale și metaloizi . Sunt fie lichide, fie solide, caz în care sunt, în cea mai mare parte, solubile în solvenții obișnuiți. Prin urmare, este posibil să se pregătească amestecuri omogene de monomeri (precursori) sau de oligomeri . Reacțiile chimice simple care stau la baza procesului sunt declanșate atunci când precursorii sunt aduși în contact cu apa: hidroliza grupelor alcoolat are loc mai întâi, apoi condensarea produselor hidrolizate duce la gelificarea sistemului. Acest lucru poate fi ilustrat prin reacțiile producției de dioxid de siliciu SiO 2din alcoolati de tip Si (O R ) 4, inițiată prin hidroliza lor, dând un intermediar hidroxilat HOSi (O R ) 3din care se propagă reacția de polimerizare care formează o serie de Si - O - Si obligațiuni siloxanic cu eliberare de apă H 2 Oși alcooli R OH:
Dacă (O R ) 4+ H 2 O⟶ HOSi (O R ) 3+ R OH. (O R ) 3 SiOH+ HOSi (O R ) 3⟶ (O R ) 3 Si - O - Si (O R ) 3+ H 2 O ; (O R ) 3 SiO R+ HOSi (O R ) 3⟶ (O R ) 3 Si - O - Si (O R ) 3+ R OH.Hidroliza completă a precursorilor se poate realiza , în general , printr - un exces de apă sau utilizarea de hidroliză catalizatori , cum ar fi acid acetic CH 3 COOHsau acid clorhidric HCI. Formarea intermediarilor precum (O R ) 2 Si (OH) 2sau (O R ) 3 SiOHpoate duce la hidrolize parțiale. Procesul sol-gel face posibilă punerea materialului final în diferite forme, inclusiv monolite, materiale masive de la câțiva milimetri cubi la câteva zeci de centimetri cubi și straturi subțiri , de la câțiva nanometri la câteva zeci de micrometri grosime .
Amestecul polimer-ceramic face posibilă modelarea unei pulberi ceramice, ceea ce face posibilă obținerea unei părți compozite. Este necesar să se efectueze o etapă de sinterizare a posteriori a acestor metode pentru a obține o parte ceramică pe cont propriu.
Acoperirea este realizată în special dintr - o pastă lichidă rezultată din procedeul sol-gel .
Oxizii tehnologici sunt compuși în principal din elemente metalice și oxigen , cum ar fi alumina Al 2 O 3, oxid de fier (III) Fe 2 O 3, spinele MgAl 2 O 4și CoFe 2 O 4, titanat de bariu BaTiO 3, Dioxid de titan TiO 2, etc.
Acestea sunt oxizi tehnologici cu proprietăți magnetice sau feromagnetice . Prima ceramică magnetică descoperită este oxidul de fier (II, III) Fe 3 O 4, sau magnetit .
Cea mai obișnuită structură a oxizilor tehnologici cu proprietăți magnetice este structura spinelului în care anionii formează un teanc compact de geometrie cubică sau hexagonală compactă centrată pe față și cationii sunt așezați în locuri libere tetraedrice sau octaedrice în funcție de mărimea lor. Este de forma A ( B ) 2 O 4 cu metalele care ocupă siturile tetraedrice în roșu și cele octaedrice în verde. Există două tipuri de structuri de spinel:
Magnetismul acestor materiale provine din momentul magnetic purtat de atomi , care are două componente: de spin magnetic momentului și momentul cinetic orbital .
Fiecare cation metalic poartă un moment magnetic datorat rotirii electronilor săi de valență . De exemplu, fierul feric Fe 3+ este un metal de tip d 5 cu o rotație mare , astfel încât momentul său magnetic este de ordinul 5µ B , unde µ B este magnetul Bohr . Cu toate acestea, la acest efect se adaugă efectul super-schimbului care rezultă din cuplarea antiferomagnetică indusă de oxigen între cationii din posturile vacante tetraedrice și cele din posturile vacante octaedrice. Această cuplare este antiferomagnetică, deoarece oxigenul implică faptul că rotirile acestor două tipuri de cationi sunt opuse. Dar, din moment ce valoarea absolută a celor două momente magnetice cationice nu este identică, momentul magnetic rezultat nu este zero, prin urmare materialul este magnetic.
În cazul magnetitei Fe 3 O 4, structura este de tip spinel invers Fe 3+ (Fe 2+ Fe 3+ ) O 4 . Momentul magnetic de fier feric Fe 3+ este 5μ B , în timp ce de fier feros Fe 2+ este 4μ B . Datorită supra-schimbului, momentul magnetic total este (5 + 4 - 5) µ B = 4 µ B , deoarece momentele magnetice ale celor două tipuri de cationi sunt opuse.
Aplicațiile oxizilor tehnologici cu proprietăți magnetice depind în special de formatarea lor, cum ar fi înregistrarea magnetică ( benzi magnetice ) sau stocarea informațiilor ( hard disk- uri , CD-uri ).
Oxizii tehnologici care prezintă proprietăți piezoelectrice au caracteristica de a fi polarizați electric sub acțiunea unei solicitări mecanice și, invers, de a fi deformați atunci când li se aplică un câmp electric . Vorbim despre un efect direct și un efect invers, cele două fiind inseparabile: efectul piezoelectric direct induce o tensiune electrică sub efectul unei acțiuni mecanice, în timp ce efectul piezoelectric invers induce o acțiune mecanică sub efectul unei tensiuni electrice. Un cristal piezoelectric este feroelectric dacă își păstrează polarizarea electrică după aplicarea unui câmp electric. Foarte puține materiale sunt feroelectrice. Fără deformare, structura perovskitei nu are un moment dipol electric deoarece anionii și cationii sunt dispuși simetric, cationii fiind în centrul siturilor lor; când rețeaua este deformată, de exemplu prin presiune mecanică, cationii locurilor libere octaedrice sunt descentrate, ceea ce induce un moment dipolar și, prin urmare, o tensiune electrică .
Cea mai comună structură a oxizilor tehnologici cu proprietăți piezoelectrice este o rețea cristalină ortorombică formată din octaedri de anioni în interiorul cărora este prins un cation relativ mic; opt dintre aceste octaedre formează un cub cu un spațiu în centrul căruia este prins un alt cation relativ mare. Acest tip de structură se numește perovskit . Un exemplu este titanatul de bariu BaTiO 3, a cărei structură cristalină este ilustrată opus. În această ilustrație a unui perovskit la temperatură ridicată, dimensiunea ionilor nu este respectată pentru a putea vizualiza în mod clar poliedrul de coordonare al titanului. Raza anionului de oxigen O 2- este de fapt cea mai mare.
Oxizi tehnologici piezoelectrice sunt utilizate în senzori ( presiune , temperatură , microfoane , microbalanțele , etc. ) în elemente de acționare sau motoare ( microscop de forță atomică , microscop de tunel , sisteme optice adaptive în astronomie, autofocus de camere , capete care au scris cu jet de cerneală imprimante , etc. ) .
Oxizii tehnologici ferroelectrici sunt utilizați pentru stocarea informațiilor.
Oxizii tehnologici dielectrici sunt folosiți ca izolatori electrici , de exemplu ca izolatori ai liniilor de înaltă tensiune .
The photocatalysts , de exemplu, sunt utilizate pentru cataliză în poluare , cum ar fi dioxidul de titan TiO 2, care poate fi așezat astfel pe clădiri vitrate pentru a preveni murdărirea datorită proprietăților sale oxidante , sau pe o oglindă pentru a preveni formarea de ceață, deoarece are o umezire foarte bună cu apă .
Cristal fotonic utilizat , de exemplu , pentru a efectua colorations structurale , componente optice integrate (folosind de exemplu litiu niobat LiNbO 3) Sau fibre de cristal fotonice , de exemplu , sticlă de cuarț ( dioxid de siliciu SiO 2).
Există mai multe metode de caracterizare ceramică, din inițială pulberea la sinterizate produs : tehnici de analiză de suprafață ( cu raze X , SEM , TEM , MFA , etc. ), măsurarea dimensiunii particulelor , aria suprafeței specifice , densitate ( densitate ), porozitate , rezistența mecanică , parametrii reologici și comportamentul termic.
Ceramica proiectată tinde să înlocuiască metalele într-un număr tot mai mare de aplicații. Slăbiciunea lor majoră constă în fragilitatea lor , legată de rigiditatea lor , unde metalele au o bună rezistență la fracturi datorită ductilității lor . Pe de altă parte, tind să reducă tensiunile locale acumulate sub efectul deformărilor elastice și plastice . Dezvoltarea materialelor compozite pentru fibra ceramică a realizat progrese semnificative în acest domeniu și a extins în mod semnificativ gama de aplicații tehnice ale ceramicii.
Există ceramice în lagărele mecanice și garniturile , cum ar fi coji de lagăre pentru turbine cu gaz care funcționează la câteva mii de rotații pe minut și mai mult de 1500 ° C . De etanșări mecanice în deschiderile de etanșare ceramice care permit copacilor prin pompe să le protejeze de agenți corozivi și abrazivi din mediul extern. Acesta este cazul, de exemplu, în sistemele industriale de desulfurare a gazelor arse , unde rulmenții de ceramică ai pompelor sunt expuși la lapte de bază foarte concentrat de var, încărcat cu nisip. Găsim condiții similare în sistemele de pompare pentru desalinizarea apei de mare , în care rulmenții uni ceramici pot trata apa sărată încărcată cu nisip timp de câțiva ani fără a fi deteriorată de abraziune sau coroziune.
Majoritatea materialelor ceramice sunt izolatoare electrice , dar unele sunt supraconductoare , semiconductoare sau sunt utilizate ca elemente de încălzire . Ceramica semiconductoare este utilizată pentru varistoare ( oxid de zinc ZnO), sonde termice , demaror , demagnetizare , siguranțe PTC resetabile .
Ceramica este cunoscută în mod obișnuit ca izolatori, cum ar fi bujii și izolatoare pentru liniile de înaltă tensiune ). Rezistă la temperaturi de 600 ° C , de exemplu în cazul bujiilor sau dispozitivelor de aprindere pentru arzătoarele pe gaz. Alumina Al 2 O 3bujii are o rezistivitate de 108 Ω cm la 600 ° C . Aplicațiile la cald sunt printre cele mai importante ceramice, în special în sobe , arzătoare și elemente de încălzire. De ultraréfractaires ceramica poate opera pana la 2500 ° C , fără deformări sau tulpina . Scăzut conductivitatea termică și foarte mare termostabilitatea a acestor materiale, cum ar ca diborură de zirconiu ZRB 2și diborură de hafniu HfB 2, Îi determină pe aceștia să fie folosite ca izolatori termici sau materiale refractare , de exemplu pentru gresie de scuturi termice destinate să protejeze vehiculele spațiale și rachete balistice în timpul lor de reintrare atmosferice , sau pe cele mai importante margini ale aeronavelor și aeronavelor. Arme în zbor hipersonic (în ) , sau chiar pentru a acoperi structura metalică a vanes a turbinelor .
Odată cu cercetarea motoarelor cu ardere internă care funcționează la temperaturi din ce în ce mai ridicate, cererea de palete cu turbocompresor , piese ale motorului și rulmenți din materiale ceramice crește semnificativ. Încă din anii 1980 , Toyota dezvoltase un motor ceramic capabil să funcționeze la temperaturi ridicate fără răcire, rezultând un câștig semnificativ în eficiență și greutate în comparație cu motoarele convenționale cu ardere internă; livrat în unele motoare ale celei de-a 7- a generații S120 Toyota Crown , nu a fost produs în serie, deoarece multe provocări industriale, inclusiv gradul ridicat de puritate necesar.
Utilizarea ceramicii mai mari în volum se face sub formă de condensatoare ceramice (ro) . Datorită rezistenței lor dielectrice ridicate, condensatoarele de putere (din) ceramice sunt esențiale pentru emițătoarele de unde radio . Proprietățile optice ale anumitor ceramice permit utilizarea lor în lămpi cu vapori de metal ( lampă de sodiu , lămpi cu mercur ), în diode laser , precum și în detectoare cu infraroșu . Inertitatea lor chimică și biocompatibilitatea îi fac candidați valabili pentru proteze de șold și dentare . Proprietățile ceramicii pot fi, de asemenea, utilizate pentru a reduce frecarea dintre piesele mecanice ( rulmenți cu bile ceramice, de exemplu) sau pentru a detecta gazele, umiditatea, acționa ca un catalizator sau pentru a produce electrozi. Pulberile ceramice pe bază de nitrură de titan TiN, de exemplu, pot fi utilizate ca lubrifiant solid .
Material | Formula chimica | Proprietăți notabile | Exemple de aplicații |
---|---|---|---|
Alumină | Al 2 O 3 | Rezistență mecanică bună la temperaturi ridicate, conductivitate termică bună , rezistivitate electrică ridicată , duritate ridicată , rezistență bună la uzură, inerție chimică. | Izolatori electrici, suporturi pentru elemente de încălzire, protecții termice, elemente de măcinare, componente mecanice, inele de etanșare , proteze dentare. |
Sialon | Si 12– m - n Al m + n O n N 16– n Si 6– n Al n O n N 8– n Si 2– n Al n O 1+ n N 2– n |
Soluție solidă de nitrură de siliciu Dacă 3 N 4, nitrură de aluminiu AlN și oxid de aluminiu Al 2 O 3. | |
Cordierit (silicat aluminos fero-magnezian) | Mg 2 Al 3 AlSi 5 O 18 | Rezistență la șoc termic bună, conductivitate termică bună. | Izolatori electrici, schimbătoare de căldură, elemente de încălzire |
Mullite | 3Al 2 O 3 2SiO 2sau 2AL 2 O 3 SiO 2 | Rezistență bună la șoc termic, conductivitate termică scăzută, rezistivitate electrică ridicată. | Produse refractare. |
Dioxid de zirconiu | ZrO 2 | Proprietăți mecanice excelente la temperaturi ridicate, conductivitate termică scăzută la temperatura ambiantă, conductor electric la T> 1000 ° C , duritate ridicată, rezistență bună la uzură, inerție chimică bună, rezistență bună la atacurile metalelor. Există două tipuri: zirconia nestabilizată, utilizată ca aditiv, material de acoperire, pulbere abrazivă ... și zirconia stabilizată la yttria (ZrO 2/ Y 2 O 3= TZP) sau oxid de magneziu (ZrO 2/ MgO = PSZ). | Creuzete, duze de turnare, elemente de încălzire, acoperire antitermică, conductori ionici, proteze dentare. |
Oxid de zinc | ZnO | Folosit în diode pentru proprietățile sale electrice. Vezi Varistor . | |
Oxid de fier (II, III) | Fe 3 O 4 | Utilizat în transformatoare și stocare magnetică de date. | |
Perovskites | ( A ) ( B ) O 3 | Acestea constituie o vastă familie de materiale cristaline incluzând, de exemplu, titanatul de bariu BaTiO 3, titanat de calciu CaTiO 3( perovskit ), titanat de stronțiu SrTiO 3(PbSr) TiO 3sau Pb (Zr 0,5 Ti 0,5 ) O 3. | Dielectrice pentru fabricarea condensatorilor multistrat, termistori , traductoare piezoelectrice etc. |
Ortosilicat de magneziu | Mg 2 SiO 4 | Rezistivitate electrică bună. | Izolatori electrici. |
Oxid de magneziu | MgO | Rezistență la metalele topite, bună rezistență mecanică. | Tratarea materialelor piezoelectrice , refractare, componente optice. |
Dioxid de uraniu | UO 2 | Combustibilul din reactoarele nucleare. |
Material | Formula chimica | Proprietăți notabile | Exemple de aplicații |
---|---|---|---|
Nitrură de siliciu | Dacă 3 N 4 | Duritate ridicată, bună rezistență la uzură și abraziune, bună inerție chimică, bună rezistență la șoc termic. Există două tipuri de nitrură de siliciu: legată prin nitrurarea pulberii de siliciu comprimat sau prin presarea pulberii de nitrură de siliciu la temperatură ridicată ( sinterizare ). | Pulberi abrazive, unelte de tăiat, refractare pentru industria siderurgică, bile de laminat, inele de etanșare pentru turnarea metalelor, supape (auto). |
Carbură de bor | B 4 C | Armura de tancuri și elicoptere . | |
Carbură de siliciu | Sic | Duritate ridicată, bună rezistență la șoc termic, conductivitate termică ridicată, expansiune termică redusă, inertitate chimică excelentă. | Refractare, rezistențe de încălzire, unelte de tăiere, piese de frecare , garnituri de etanșare a pompei de apă, suport catalizator . |
Nitrură de aluminiu | AlN | Conductivitate termică ridicată, rezistență electrică bună, lungimi de undă transparente la vizibile și infraroșii. | Circuite tipărite, coloane termice, ferestre radar, creuzete de turnătorie. |
Nitrură de bor | BN | Conductivitate termică ridicată, expansiune termică redusă, rezistență excelentă la șoc termic, rezistență dielectrică ridicată, constantă dielectrică scăzută, inert din punct de vedere chimic, transparent la microunde, ușor de prelucrat. | Izolație electrică la temperaturi ridicate, creuzete pentru turnătorie , căptușeli pentru cuptoare, termocupluri cu mâneci , materiale de rezistență, lubrifiant la temperatură ridicată. |
Diborură de aluminiu | AlB 2 | Material de armare în compozite metalice . |