پیشرفت در کوردیریت، کاربردهای مهندسی متنوع را افزایش می دهد

آیا ماده ای وجود دارد که بتواند در برابر دماهای شدید مقاومت کند در حالی که عملکرد پایدار را تحت میدان های الکتریکی حفظ کند؟در سرامیک جایگاهی را در اختیار دارد.این مقاله ویژگی ها، کاربردهای کوردیریت و پیشرفت های تحقیقاتی پیشرفته را بررسی می کند.

خلاصه ای از کوردیریت

کوردیریت (فرمول شیمیایی: Mg)₂ال₄آره₅اوه₁₈) یک ماده معدنی آلومینیومسیلیکات منیزیم است که به دلیل مقاومت استثنایی در برابر شوک حرارتی، ثبات حرارتی و خواص دی الکتریک شناخته شده است.این ماده در کاربردهای درجه حرارت بالا و الکترونیک ضروری شده است..

خواص فیزیک شیمیایی

عملکرد منحصر به فرد کوردیریت ناشی از ساختار کریستالی متمایز و ترکیب شیمیایی آن است:

• ظاهر:پودر نارنجی تا قهوه ای
• نقطه ذوب:≈1460°C
• تراکم:2.0-2.3 گرم در سانتی متر
• رسانایی حرارتی:1.3-1.7 W/m·K
• مقاومت الکتریکی:≈10¹⁰م
• ماژول یونگ:≈62 GPa
• مقاومت کششی:≈190 MPa

ساختار کریستالی

کوردیریت در سیستم ارتورومبیک کریستالیزه می شود و دارای یک ساختار کانال است که اجازه می دهد یون یا مولکول محدود در آن گنجانده شود.چارچوب آن شامل چهار ابعاد سیلیکون-اکسیژن و هشت ابعاد آلومینیوم-اکسیژن است، با یون های منیزیم که ساختار را در حفره های هشتگانه ثبات می دهند.

روش های سنتز

تولید کنندگان از تکنیک های مختلفی برای تولید کوردیریت استفاده می کنند:

واکنش حالت جامد

رایج ترین روش شامل سوختگی با دمای بالا از آکسید منیزیم، آکسید آلومینیوم و مخلوط دی اکسید سیلیکون است.این روش باعث می شود که اندازه ذرات نابرابر باشد..

فرآیند سول ژل

این روش فاز مایع باعث تولید پودر های خوب و با پاکیزه ی بالا از طریق هیدرولیز آلکوسید فلزی و پلی کندنساسیون می شود، هرچند با هزینه های بالاتر.

سنتز هیدروترمال

واکنش ها در معلقات آبی تحت دمای بالا و فشار بالا رخ می دهد، که دمای پردازش پایین تر را امکان پذیر می کند اما نیاز به تجهیزات تخصصی دارد.

کاربردهای صنعتی

خواص استثنایی کوردیریت امکان استفاده های تکنولوژیکی متنوع را فراهم می کند:

سرامیک

مقاومت خارق العاده آن در برابر ضربه های حرارتی باعث می شود که کوردیریت برای پوشش کوره، مبادله گرما و سطوح پخت و پز ایده آل باشد.

مواد آتش گیر

به عنوان یک افزودنی، کوردیریت مقاومت در برابر شوک حرارتی را در مواد با دمای بالا برای فلزات سازی و پردازش شیمیایی افزایش می دهد.

الکترونیک

با از دست دادن دی الکتریک پایین و قدرت مکانیکی خوب، زیربناهای کوردیریت در قطعات الکترونیکی فرکانس بالا استفاده می شوند.

ماشین آلات

ساختارهای شانه عسل کوردیریت ستون فقرات تبدیل کننده های کاتالیتیک را تشکیل می دهند و به طور موثر انتشار گازهای خروجی را درمان می کنند.

اجرای قابل توجه

• حفره های فر مایکروویو از شفافیت مایکروویو و دوام حرارتی کوردیریت بهره مند می شوند
• تبدیل کننده های کاتالیتیک خودرو NO را کاهش می دهند_x، CO، و انتشار هیدروکربن
• زیربناهای بسته بندی الکترونیکی از دست دادن سیگنال در دستگاه های فرکانس بالا را به حداقل می رسانند

مرزهای تحقیق

پیشرفت های اخیر بر افزایش عملکرد از طریق:

• استفاده از مواد مخدر:عناصر زمین های نادر خواص مکانیکی را بهبود می بخشند
• مواد ترکیبی:ترکیب با SiC یا ZrO₂مواد تخصصی تولید
• کاربردهای انرژی:استفاده های بالقوه در کپسول سلول های خورشیدی و الکترولیت های سلول سوخت

ملاحظات ایمنی

به عنوان غیر خطرناک طبقه بندی می شود، cordierite نیاز به احتیاط های گرد و غبار استاندارد در هنگام دست زدن به پودر دارد.

مشخصات مواد

فرمول خطی: 2MgO·2Al₂اوه₃·5SiO₂
وزن مولکولی: 594.76 g/mol
گزینه های بسته بندی از بشکه های 25 کیلوگرم تا ظروف عمده در مقیاس تن، با فرم های محلول در ظروف مختلف موجود است.

مطالب مرتبط

آلومینیومسیلیکات های منیزیم مشابه و مواد پیشرفته مانند آلیاژ های ارتفاع انتروپی (HEAs) ممکن است در کاربردهای خاص با کوردیریت تکمیل یا رقابت کنند.