Неметаллическая безоксидная керамика

К неметаллическим безоксидным керамикам относятся материалы на основе боридов ZrB₂, CrB₂, TiB₂, карбидов B₄C, SiC и некоторых переходных металлов, нитридов BN, Si₃N₄, AlN, силицидов, фосфидов, арсенидов и халькогенидов (кроме оксидов). Керамики на основе карбидов переходных металлов, обладающих структурой химических соединений, например Fe₃C, а также на основе фосфидов, арсенидов и халькогенидов в данном пособии не рассматриваются по причине ограниченного применения в современной технике.

В настоящее время наиболее перспективной для конструкционного примене­ния считается керамика на основе SiC, Si₃N₄ и AlN - сое­динений с большой долей ковалентной связи, кристаллы которых характеризуют­ся значительными напряжениями Пайерлса, вследствие присущего их кристалли­ческой решетке сопротивления искажению связей. В таких кристаллах перемещение дислокаций затруднено, потому данные соединения сохраняют свою прочность до очень высоких температур. Наиболее целесообразным считается примене­ние SiC, Si₃N₄ и AlN вместо металлов в двигателестроении. Это связано с тем, что изго­товление проточной части газотурбинного двигателя (ГТД) из керамики и повы­шение его рабочей температуры до 1400°С и выше позволит увеличить КПД с 26 до 45%. При использовании керамики в дизельном двигателе его можно сделать неохлаждаемым, снизить массу и повысить экономичность.

Целесообразность применения керамики для двигателестроения объясняется не только ее высокой жаропрочностью, но и тем, что благодаря ее более высо­кой, по сравнению с металлами, коррозионной стойкости можно использовать низкосортное топливо. Например, согласно оценкам Института НАТО по изуче­нию перспективных проблем, ежегодная экономия за счет применения в США керамических автомобильных ГТД составит 7млрд долларов только на импор­тируемой нефти, а в целом экономия может достичь 50млрд долларов. Применение керамики для изготовления деталей двигателей снижает их стои­мость, что обусловлено сравнительно низкой стоимостью керамики и уменьша­ет расход никеля, кобальта, хрома и других остродефицитных дорогих металлов.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 236; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!