تتفوق سيراميك الكورديريت الصناعية في مقاومة الحرارة وامتصاص الصدمات

الكورديريت، بالصيغة الكيميائية 2MgO·2Al ₂ O ₃ ·5SiO ₂ ، هو معدن سيليكات طبيعي يتكون من المغنيسيوم والألومنيوم والسيليكون والحديد، يتبلور في النظام الأورثورومبي. تم اكتشافه لأول مرة في عام 1813 من قبل عالم الجيولوجيا الفرنسي لويس كوردير، الذي سمي على اسمه، يتشكل الكورديريت الطبيعي في المقام الأول في الصخور المتحولة ذات درجة الحرارة العالية والجرانيت والريوليت. نظرًا لوفرته الطبيعية المحدودة، تعتمد الإنتاجية على نطاق صناعي على الطرق الاصطناعية.

يتضمن تصنيع سيراميك الكورديريت أربع مراحل حاسمة:

• تشمل المواد الخام عادةً التلك والكاولين والألومينا بدلاً من الأكاسيد النقية، لأن هذه تسهل التفاعلات أثناء التلبيد. يساهم تقليل حجم الجسيمات في تعزيز التفاعل.
• التحكم الدقيق في القياسات أمر حيوي. تتكون التركيبات الشائعة من 34–43% من التلك، و 20–30% من الكاولين، و 30–40% من الألومينا.
• يضمن الطحن الكروي أو الخلط مع المشتتات والمواد الرابطة التجانس ويحسن القابلية للتشكيل.

يبدأ التسخين إلى حوالي 1275 درجة مئوية في تكوين الكورديريت الجزئي مع توليد مراحل المولييت والكريستوباليت. تعمل هذه الخطوة على تقوية الجسم الأخضر للمعالجة اللاحقة.

عند 1335 درجة مئوية، تتحول المتفاعلات المتبقية إلى كورديريت. تمنع معدلات التسخين والوقت المستغرق المتحكم فيه الذوبان (يذوب الكورديريت عند 1460 درجة مئوية). تمنع الأجواء المحايدة أو المؤكسدة التحلل.

يؤدي التبريد البطيء إلى تجنب التشقق. تحقق المعالجة الآلية (القطع والطحن) دقة الأبعاد والتشطيب السطحي.

يتفوق سيراميك الكورديريت بفضل خصائصه الفريدة:

• مقاومة الصدمات الحرارية: تمدد حراري منخفض للغاية (1.4–2.6 × 10 ⁻⁶ /K) يقلل من التشقق في ظل التغيرات السريعة في درجة الحرارة.
• التوصيل الحراري المنخفض: فعال للعزل وإدارة الحرارة.
• العزل الكهربائي: مقاومة عالية وثابت عازل منخفض (ε _r ≈ 5 عند 1 ميجاهرتز) تناسب تطبيقات الترددات العالية.
• المتانة الكيميائية: يقاوم الأحماض والقلويات والغازات المسببة للتآكل.
• الأداء الميكانيكي: صلابة موس ~7؛ قوة الانحناء 120–245 ميجا باسكال.

تعمل أثاث أفران الكورديريت خفيفة الوزن على تحسين كفاءة نقل الحرارة في تلبيد السيراميك والزجاج والمعادن، مما يقلل من استهلاك الطاقة.

تستخدم في حوامل المصهرات، ومنظمات الحرارة، وركائز الدوائر عالية التردد نظرًا لخصائصها العازلة الفائقة.

تخدم الهياكل المسامية ذات الثبات الحراري في تنقية عادم السيارات ومعالجة الغازات الصناعية.

تزيل المرشحات ذات المساحة السطحية العالية الشوائب من المعادن المنصهرة أو المواد الجسيمية من السوائل.

تشمل الطلاءات الحاجزة الحرارية، وأغلفة المزدوجات الحرارية، والأختام ذات درجة الحرارة العالية.

تعد التطورات في تكنولوجيا النانو والمواد المركبة بخصائص ميكانيكية محسنة ووظائف جديدة. نظرًا لأن الصناعات تتطلب مواد قادرة على تحمل الظروف القاسية، ستستمر سيراميك الكورديريت في التطور، مما يعزز دورها في التنمية الصناعية المستدامة.