Quels sont les types de céramiques usinables ?

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Céramiques usinables Il s'agit d'un type de matériau céramique avancé doté de propriétés mécaniques uniques, qui peut être usiné avec précision à l'aide de méthodes d'usinage mécaniques conventionnelles telles que le tournage, le fraisage, le perçage, etc. après frittage.

Principaux types et caractéristiques des céramiques usinables

1. Céramiques usinables à base de mica
   Composition du matériau : Cristal de mica comme matrice, phase vitreuse comme liant
   Caractéristiques de traitement : excellente usinabilité, peut être usiné avec des outils standard en carbure
   Produit typique: MACOR ®, vitrocéramique à base de mica
   Température de fonctionnement : Température maximale d'utilisation continue de 800 à 1000 °C
2. Céramiques usinables à base de nitrure de bore
   Composition du matériau : Nitrure de bore hexagonal (h-BN) comme composant principal
   Caractéristiques de traitement : Performances de traitement similaires à celles du graphite, faible coefficient de frottement
   Produits typiques : Nitrure de bore pressé à chaud, céramiques en nitrure de bore de qualité pulvérisable
   Température de fonctionnement : jusqu'à 2000 °C dans une atmosphère inerte, environ 900 °C dans l'air
3. Céramiques usinables à base de phosphate
   Composition du matériau : Phosphate d'aluminium, phosphate de zirconium et autres systèmes
   Caractéristiques de traitement : Bonne performance d'usinage, résistance modérée
   Avantages particuliers : faible conductivité thermique, excellentes performances d'isolation thermique
4. Céramiques composites usinables
   Composition du matériau : Conception composite de plusieurs phases céramiques
   Caractéristiques de traitement : Équilibre entre usinabilité et propriétés mécaniques
   Concept de design : Réaliser un mécanisme de fracture contrôlable grâce à la conception de microstructures

Avantages du produit et valeurs fondamentales
Excellente aptitude à la transformation
-Pas besoin d'outils diamantés : des outils conventionnels en alliage dur ou en acier rapide peuvent être utilisés
-Formage de formes complexes : capable de traiter des filets, des rainures fines et des structures irrégulières
-Post-traitement à faible coût : réduire considérablement le coût de fabrication des pièces céramiques de précision
Excellente performance globale
-Résistance aux températures élevées : Plage de température de fonctionnement de -200 °C à 1600 °C
-Isolation électrique : résistivité volumique élevée, adaptée aux environnements à haute tension
-Stabilité chimique : résistant à la plupart des acides, bases et solvants corrosifs
-Faible dilatation thermique : grande stabilité dimensionnelle, forte résistance aux chocs thermiques
Combinaison de fonctions multifonctionnelles
-Conductivité thermique réglable : d'une faible isolation à une conductivité thermique modérée
-Compatibilité avec les aspirateurs : taux de dégagement gazeux extrêmement faible, adapté aux systèmes sous vide
-Stabilité au rayonnement : Certains types sont résistants aux rayonnements et adaptés à l'industrie nucléaire.

Service de personnalisation pour les spécifications et les dimensions
Spécifications standard du produit
-Conseil d'administration : épaisseur 0,5-50 mm, taille maximale 600 × 600 mm
-Rod : diamètre 3-150 mm, longueur jusqu'à 1000 mm
-Matériau du tuyau : Les diamètres intérieur et extérieur peuvent être personnalisés, avec une épaisseur minimale de paroi de 0,3 mm.
Capacité d'usinage de précision
-Contrôle de la tolérance : conventionnel ± 0,05 mm, précision ± 0,005 mm
-Rugosité de la surface : Le plus bas peut atteindre Ra 0,1 μ m
-Structures complexes : capable de traiter des trous profonds, des parois minces et des microstructures
Options de personnalisation spéciales
-Matériau composite : Structure composite de différentes couches céramiques
- Traitement de métallisation : La métallisation de surface est utilisée pour le soudage ou l'emballage.
-Amélioration du revêtement : Les revêtements fonctionnels améliorent les propriétés de surface

Résolution de problèmes industriels majeurs

1. Isolation et support haute température
   Scénario du problème : Composants isolants pour fours à haute température et équipements de chauffage par induction
   Solution : Fixations et supports de production en céramique usinable à base de mica
   Effet : Peut résister à des températures supérieures à 1000 °C et conserver ses propriétés d'isolation électrique.
2. Composants d'instruments de précision
   Scénario du problème : Les équipements semi-conducteurs et les instruments d'analyse nécessitent des composants isolants de forme complexe.
   Solution : Usinage de précision de céramiques en structures spécifiques
   Effet : Haute précision dimensionnelle, compatibilité avec le vide, absence de pollution
3. Appareils électriques à vide
   Scénario du problème : Les tubes à micro-ondes et les accélérateurs nécessitent des composants d'isolation compatibles avec le vide poussé.
   Solution : Céramiques usinables à faible taux de dégazage
   Effet : Maintenir un degré de vide élevé, résistant au bombardement électronique
4. Environnement résistant à la corrosion
   Scénario du problème : Équipement chimique, procédé humide pour semi-conducteurs
   Solution : Céramiques chimiquement stables et usinables
   Effet : Résistant à la corrosion acide et alcaline, longue durée de vie

Présentation d'un cas d'application
Cas n° 1 : Composants clés des équipements pour semi-conducteurs
Contexte du client : Fabricant leader d'équipements pour semi-conducteurs
Conditions d'admission : Composants de fixation d'isolants dans les équipements de gravure au plasma, nécessitant une résistance aux températures élevées, une grande pureté et un usinage de précision de formes complexes.
Solution : Adoption de céramiques usinables à base de mica de haute pureté, personnalisation et traitement de 24 composants structurels différents.
Effet d'utilisation : Le temps moyen entre deux pannes de l'équipement est augmenté de 30%, et le rejet d'ions polluants est réduit à un niveau de l'ordre du ppb.
Cas n° 2 : Emballage de capteurs aérospatiaux
Contexte du client : Institut de recherche aérospatiale
Conditions d'admission : Emballage isolant pour capteurs de pression haute température, nécessitant une résistance à 1200 °C, une faible dilatation thermique et une capacité de soudage par métallisation.
Solution : Céramiques usinables à base de nitrure de bore, traitement de métallisation de surface
Effet d'utilisation : Appliqué avec succès aux essais moteurs, avec une précision stable pendant plus de 1 000 heures.
Cas n° 3 : Fenêtre de rayonnement pour équipement médical
Contexte du client : Entreprise spécialisée dans les équipements d'imagerie médicale haut de gamme
Conditions d'admission : Fenêtre d'observation pour équipement à rayons X, nécessitant une transmittance élevée des rayons X, une étanchéité sous vide et une structure complexe
Solution : Céramiques composites usinables, structure de bride usinée avec précision
Effet d'utilisation : transmittance augmentée de 15%, taux de fuite inférieur à 10 ⁻⁹ Pa · m ³/s
Cas n° 4 : Mesure de l'environnement de corrosion chimique
Contexte du client : Entreprise spécialisée dans les produits chimiques
Conditions d'admission : Gaine pour capteur de niveau de liquide dans des environnements fortement acides et alcalins, nécessitant une résistance à la corrosion et des filetages usinables
Solution : Céramiques usinables à base de phosphate pour le traitement de structures filetées internes et externes
Effet d'utilisation : La durée de vie a été prolongée de 3 mois pour les matières premières à plus de 3 ans.

Les céramiques usinables jouent un rôle irremplaçable dans la fabrication haut de gamme en raison de leur usinabilité unique et de leurs excellentes performances globales. Qu'elles soient à base de mica ou de nitrure de bore, qu'il s'agisse de pièces standard ou entièrement personnalisées, ces matériaux ont résolu les problèmes liés à la difficulté de traitement des céramiques traditionnelles et à l'incapacité des métaux traditionnels à répondre aux exigences de performance des ingénieurs.
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