هندسة السيراميك

وليد خليفة

ساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا المقال

محاكاة لخارج مكوك الفضاء أثناء ارتفاع درجة حرارته لأعلى من 1500°س أثناء معاودة الدخول في الغلاف الجوي للأرض.

Bearing components made from 100% نيتريد السليكون Si₃N₄

سكين خبز سيراميكية

هندسة السيراميك أو هندسة الخزف Ceramic Engineering هي تكنولوجيا صناعة واستخدام المواد السيراميكية أو الخزفية. وتستفيد العديد من التطبيقات الهندسية من خصائص السيراميك كمادة. وقد جذبت خصائص السيراميك انتباه المهندسين في جميع أرجاء العالم, في مجالات: الهندسة الكهربائية, هندسة المواد, الهندسة الكيميائية, الهندسة الميكانيكية, وغيرهم. فالسيراميك يتميز بمقاومته للحرارة, يمكن استخدامه في حيث لا يمكن استخدام الفلزات أو الپوليمرات.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

عملية السيراميك

The ceramic process generally follows this flow.

Milling→ Batching→ Mixing→ Forming→ Drying→ Firing→ Assembly→

تاريخ السيراميك

كلمة "سيراميك" مستوحاة من الكلمة الجريكية (κεραμικός) (keramikos) و معناها الفخار. ^[1] هندسة السيراميك مثل العديد من العلوم نشأت و تطورت من علم جديد و مفهوم جديد طبقا للعلم الحديث. يتم جمع علم هندسة السيراميك مع علم المواد حتى يومنا هذا.

Leo Morandi's tile glazing line (circa 1945)

ابراهام داربي قام أولا باستخدام الكوك في شروب شاير,انجلترا عام 1709 , وذلك لتحسين انتاج عملية الصهر. ويتم الآن استخدام الكوك بكثرة من أجل تصنيع كربيدات السيراميك. صانع الفخار جوسياه ويدجوود قام بفتح أول مصنع حديث في ستوك أون ترنت بإنجلترا عام 1759 . الكيميائي الأسترالي كارل جوزيف باير والذي كان يعمل في صناعة المنسوجات في روسيا قام بتحديث طريقة لإستخراج الألومينا من خام البوكسايت عام 1880 . لا تزال عملية باير تستخدم حتى الآن لإستخراج الألومينا لصناعة السيراميك و الألمونيوم. اكتشف الاخوة بيير كوري وجاك الكهربائية الضغطية في روشيل ملح حوالي عام 1880. الكهربائية الضغطية هي واحدة من الخصائص الرئيسية لelectroceramics.

إي جي اتشيسون قام بتسخين خليط من الكوك و الطمي عام 1839 و اكتشف الكاربوراندام أو كاربيد السيليكون الصناعي.هنري مواسان أيضا قام بتصنيع كاربيدات السيليكون و كاربيدات التنجستن وذلك عن طريق فرن القوس الكهربائي في باريس وذلك في نفس الوقت مثل أتشيسون. كارل سشروتر استخدم التلبيد في مرحلة السائل من أجل ربط جسيمات كاربيدات التنجستن لمواسون مع الكوبالت عام 1923 في ألمانيا.الحدود القاطعة المصنوعة من الكاربيدات (المربوطة معدنيا) ترفع إلى حد عالي متانة الصلب المقصف في أدوات القطع. والتر نرنست قام بتحديث الزيركونيا ذات بنية مكعبية في العشرينات من القرن العشرين في برلين.هذه المادة تستخدم كمستشعر للأكسجين في نظم إخراج العوادم. الموانع الأساسية لإستخدام السيراميك في الصناعات الهندسية هي قصافتها العالية.

تاريخ السيراميك في الحربية

الحاجات العسكرية أثناء الحرب العالمية الثانية شجعت و بصورة كبيرة التطورات التكنولوجية, مما خلق حاجة كبيرة لصناعة مواد ذات أداء عالي و هذا ساعد علي تسريع التطور في علم و هندسة السيراميك. في خلال الستينات و السبعينات من القرن العشرين, تم تطوير أنواع جديدة كرد فعل للتطور في الطاقة الذرية و الإلكترونيات و الإتصالات و السفر عبر الفضاء.إكتشاف الموصلات الفائقة السيراميكية عام 1986 حفز إجراء بحوث مكثفة من أجل تطوير أجزاء سيراميكية ذات توصيل فائق, من أجل الأجهزة الإلكترونية, المحركات الكهربية, و معدات التوصيل.

هناك إحتياج متزايد في القطاع العسكري لمواد ذات صلابة عالية و متينة وتسمح بمرور الضوء حول المرئية (0.4–0.7 micrometers) و منتصف تحت الحمراء (1–5 micrometers) في مناطق الطيف. هذه المواد يتم إحتياجها من أجل تطبيقات تحتاج درع خفي. الدرع الخفي هو عبارة عن مادة أو نظام كامل من المواد تم تصنيعها لتكون شفافة ضوئيا و في نفس الوقت تحمي من التهشم و صدمات القذائف.المستلزمات الأساسية في الدرع الشفاف ليست فقط هزيمة الخطر و لكن أيضا أن تمنح قدرة علي الضرب المتعدد مع ضمان أقل تشويه للمناطق المحيطة. نافذات الدروع الشفافة يجب أن تكون أيضا متماشية مع معدات الرؤية الليلية.^[2] يتم البحث عن مواد جديدة ذات سمك أقل و وزن أٌقل وتمنح قدرة قتالية عالية. هذه المواد وجدت مجال واسع من التطبيقات في مجال الكهروضوئية مثل: الألياف البصرية لنقل الموجات الضوئية الموجه,مفاتيح بصرية, مكبرات ليزرية و عدسات, و مواد نافذات ضوئية لاليزر الغازي و أجهزة بحث موجات ما تحت الحمراء لتوجيه نظم توجيه الصواريخ و الرؤية الليلية.

تركيب السيراميك

تركيب السيراميك هو اكثر تعقيدا من التركيب المعدنى , السيراميك عادة ما يُعرف إنه مادة صلبة غير معدنية وغير عضوية وكما انه يُحضر من مواد مسحوقة , ويتم تشكلها باستخدام الحرارة , أو في درجات حرارة منخفضة باستخدام تفاعلات الترسيب من المحاليل الكيميائية عالية النقاوة .

السيراميك يتكون على الأقل من عنصرين او اكثر , الروابط الذرية لمواد السيراميك تتراوح ما بين الروابط التساهمية والروابط الايونية وبعض انواع السيراميك يجمع ما بين النوعين من الروابط , وتكون اكثر قوة من الروابط الذرية الموجودة في المواد المعدنية , وهذا يفسر كون السيراميك يتمتع بالخصائص التالية : قوة صلادة عالية و مقاومة عالية للضغط والجمود الكيميائي. وايضاً قوة الروابط بين الذرات هى التى تسمح بوجود خصائص قليلة الأنجذاب مثل قلة الليونة (غير مطيلة) وقلة مقاومة الشد بالأضافة الى أن غياب الألكترونات الحرة هو المسئول عن جعل معظم انواع السيراميك ضعيفة التوصيل الكهربى وايضاً التوصيل الحراري. مع ذلك , يجب أن نلاحظ ان التركيبات البلورية للسيراميك كثيرة ومتنوعة وينتج من ذلك مجموعة واسعة جداً من الخصائص . مثلا بينما السيراميك يُعتبر من العوازل الحرارية والكهربية ,اكسيد السيراميك (يعتمد على Y-Ba-Cu-O) هو اساس التوصيل الحرارى الفائق . الماس وكربيد السيليكون لديهم موصلية حرارية اعلى من الألومنيوم أوالنحاس . التحكم في البنية الجهرية يُمكن التغلب على الصلابة للتمكن من انتاج زنبركات السيراميك , ومركبات السيراميك التى تنتج عن طريق التغلب على الصلابة هى نصف الكمية المُنتجة من الصلب .وايضاً التركيبات الذرية غالباً ما تكون قليلة التماثل مما يعطى بعض الخصائص الكهروميكانيكية للسيراميك مثل الكهرباية الضغطية والتى تستخدم في اجهزة الاستشعار و محولات الطاقة .

تركيب معظم انواع السيراميك يختلف من البسيط نسبياً الى المعقد جداً .البنية المجهرية يمكن ان تكون بالكامل زجاجية او بلورية تماماً , أو تكون مزيج ما بين الزجاج والبلور وفى هذه الحالة عادة يحيط بالطور الزجاجى بلورات صغيرة تربطهم بعضهم ببعض , المركبات الأساسية للسيراميك الهندسى هى الأكاسيد والنيتريدات والكربيدات.^[3]

السيراميك الزجاجي

السيراميك ذات التكوين الزجاجى كلياً له خصائص معينة والتى تختلف كلياً عن تلك المعادن ,تَذكر أنه عند تبريد المعدن في حالته السائلة ,والوصول لنقطة التجمد يتم ترسيب البلورات الصلبة , ولكن عند استخدام مادة زجاجية ,حيث يتم تبريد السائل فيصبح اكثر واكثر لزوجة .لا يوجد نقطة انصهار أو تجمد محددة . وإنما يتحول من الحالة السائلة إلى مادة صلبة من البلاستيك اللين واخيراً يكون صلد وقصف .وبسبب هذه الخاصية الفريدة يمكن تحويله إلى اشكال بالأضافة الى امكانية سباكته (cast) , سحبه (draw) ,ولفه ويمكن تجهزها بطرق مختلفة مثل المعادن. السلوك الزجاجى مرتبط بالتركيب الذرى للمادة ,اذا انصهر السيليكا النقى (SiO2) معاً ,يتكون زجاج يسمى كوارتز(vitreous silica)عند التبريد.

الوحدة الأساسية في بنية الزجاج هى رباعى اوجه السيليكا (silica tetrahedron ) , وهى تتكون من ذرة واحدة من السيليكون تحيط بها اربع ذرات اكسجين على بُعد متساوى . ذرات السيليكون تحتل الفتحات (interstitials ) بين ذرات الأكسجين وتشارك أربع إلكترونات التكافؤ مع ذرات الأكسجين من خلال رابطة تساهمية .

ذرة السيليكا لديها اربع إلكترونات تكافؤ وكل ذرة من ذرات الأكسجين لديها إلكترونين تكافؤ , لذلك رباعى أوجه السيليكا لديه اربع إلكترونات تكافؤ لمشاركتهم مع رباعى الأوجه المجاور له , بنية السيليكات يمكن أن ترتبط معا من خلال مشاركة الذرات في ركنين من رباعى الاوجهه SiO2 مما تُشكل سلسلة أو حلقة من الهياكل . تتكون شبكة سلاسل من رباعى اوجه السيليكا , وفى درجات الحرارة العالية تنزلق بسهولة فوق بعضها البعض عندما يبرد الذوبان , تقل طاقة الذبذبات الحرارية والسلاسل لا تستطيع التحرك بسهولة لذلك تصبح البنية ( الهيكل ) اكثر جموداً . السيليكا هى اهم مكون أساسى في الزجاج , بينما الأكاسيد الأخرى تُضاف لتغير بعض الخصائص الفيزيائية أو لخفض درجة حرارة الأنصهار .^[4]

خصائص وتطبيقات السيراميك الزجاجي

مواد السيراميك الزجاجى مُصممة لتكون لديها الخصائص التالية : مقاومة ميكانيكية عالية نسبياً , انخفاض معامل التمدد الحرارى ( لتجنب الصدمات الحرارية ) , قدرات درجات حرارة مرتفعة نسبياً , عازل كهربى جيد (لتطبيقات تعبئة packaging الإلكترونات ) , قدرات بيولوجية عالية . بعض السيراميك الزجاجى يُصنع شفاف بصرياً والبعض الأخر غير شفاف. يمكن أن تكون اكثر السمات المثيرة للأهتمام في هذا النوع من المواد هى سهولة تصنعها , التقنية التقليدية لتشكيل الزجاج يمكن أن تستخدم في الأنتاج الضخم ( الكمى ) . السيراميك الزجاجى يتم تصنيعه تجارياً تحت اسماء تجارية pyroceram ,corningware ,cercor ,and vision . الأستخدامات الأكثر شيوعاً لتلك المواد في الأدوات المقاومة للحرارة , أدوات المائدة ,و نوافذ الأفران .وذلك بسبب قدرتهم العالية على مقاومة الصدمات الحرارية . وايضاً يمكن استخدامها كعوازل كهربية ,وفى التسليح المعماري وفى المحولات الحرارية.^[5]

مركبات السيراميك

1-مركب الكربون – كربون: carbon – carbon composite سيراميك دقيق يتكون من نسيج من الكربون يدعم بألياف كربونية و مركب الكربون – كربون يمكن أن يستخدم كأجزاء من الفرن أو بلاطات مقاومة للحرارة المطوك الفراغ.

2-سيراميكي: يختص بالخصائص الأساسية للسيراميك أو الخامات أو عملية تصنيع المنتج أو التكنولوجيا المستخدمة.

3-السيراميك: منتج غير عضوى غير فلزى أساسى متبلور أساساً مصنع تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة, مفهوم ( السيراميك ) يتضمن منتجات تعتمد على الطين كمادة خام و ايضا على المواد التى تعتمد نموذجيا على اكاسيد النيتريدات , الكربيدات السيلسيدات , البواريد .

4-مكثف سيراميكي: ceramic capacitor مكثف تكون فيه المادة العازلة سيراميك , على سبيل المثال المكثف ذو الطبقة السيراميكية المحيطة، المكثف ذو الطبقات السيراميكية المتعددة.

5-الحامل السيراميكي للمادة الحفازة: ceramic catalyst carrier طبقة أساسيا غير متفاعلة لحمل المادة الحفازة , الحامل السيراميكي للمادة الحفازة يصنع نمطياً من جدار رقيق له مساحة سطح كبيرة ويستخدم في الاتصال مع المادة السائلة

6- الطلاء السيراميكي: ceramic coating طبقة من أكسيد السيراميك و/ أو السيراميك اللاأكسيدى ملتصقة بطبقة الأساس , الطلاءات السيراميكية تنتج بطرق متعددة على سبيل المثال ، الغمس أو الترزيز بالبلازما أو عملية الطلاء بطريقة السول جيل أو عملية الترسيب الفيزيائى للبخار أو الترسيب الكيميائى للبخار , تنقسم الطلاءات السيراميكية عادة إلى أغطية سيراميكية رقيقة > 10ميكرومتر طلاءات سيراميكية سمكية ≥ ميكرومتر .

7-أداة قطع سيراميكية: ceramic cutting tool أداة للعمليات الآلية تتكون من سيراميك دقيق له مقاومة عالية للبرى وله مقاومة للحرارة , الآلية تشمل أعمال مثل الخراطة والحفر والتغريز .

مرشحات سيراميكية :ceramic filters تنقسم إلى :

1-مرشح كهربى: electrical مرشح يستخدم سيراميك( كهربى / انضغاطى تمددى ) ككاشف للذبذبة الكهربية .

2- مرشح مسامى: porous مادة سيراميكية مسامية للاستخدام في ترشيح غاز أو سائل .

مقاوم سيراميكي حرارى: ceramic heating resistor سخان يستفيد من خاصية التوصيل وشبه التوصيل للسيراميكيات .

سيراميك قرص العسل: ceramic honey comb سيراميك دقيق به ثقوب عديدة ومشكله يشبه نمطياً خلية النحل .سيراميك قرص العسل يستخدم نمطياً كحامل سيراميكي للمادة الحفازة أو مرشح أو في إعادة التوليد في المبادل الحرارى ويصنع نمطياً من ( كورديرايت ) أو ( ماليت ) أو ( تيتانات الألومنيوم ) .

موصل أيونى سيراميكي: ceramic ionic conductor سيراميك كهربى تنتقل فيه الأيونات بواسطة الجهد الكهربى أو التدرج الكيميائى .

مركب ذو نسيج سيراميكي: ( CMC ) ceramic matrix composite سيراميك دقيق مكون من نسيج سيراميكي يحتوى على مدعمات , تكون المدعمات غالباً متصلة على سبيل المثال شعيرات سيراميكية منتشرة في اتجاهات بعدية أو أكثر ولكن هذا المصطلح يستخدم أيضاً للمدعمات غير المتصلة على سبيل المثال ألياف سيراميكية قصيرة أو شعيرات سيراميكية أو صفائح سيراميكية أو حبيبات سيراميكية .

دليل موجي بصرى من السيراميك: ceramic optical waveguide هو دليل موجى بصرى من السيراميك مشكل فوق حامل سيراميكي , نمطياً تستخدم بلورات مفردة بصرية من نيوبات الليثيوم ( LiNbO3 ) كحامل سيراميكي .

حساس سيراميكي: ceramic sensor حساس سيراميكي يستفيد من خواص شبه التوصيل ، المغناطيسية والعزل للسيراميك الدقيق .

حامل سيراميكي: ceramic substrate جسم سيراميكي عبارة عن لوح أو طبقة من مادة يمكن أن يترسب أو يوضع عليها مادة أو مكون أخر نشط أو مفيد . على سبيل المثال وضع دائرة الكترونية على لوح سيراميكي من الألومينا ( أكسيد الألومنيوم ) في عمليات الحفز توزع المادة الحفازة بصورة رقيقة ممتدة على السطح الحامل المسامى ذو المساحة السطحية العالية وذلك الأسباب اقتصادية وتحمى بين الأداء .

مقاوم سيراميكي فولطى التغير: ceramic varistor مادة سيراميكية لها مقاومة كهربية عالية عند الجهد المنخفض ولكن لها أيضاً موصلية كهربية عالية عند الجهد العالى . يمكن أن يستخدم من أكسيد الزنك للحماية في الدوائر الكهربية .

سرمت: cermet متراكب يتكون على الأقل من معدن واحد مميز وطور سيراميكي واحد مميز وعادة ما يكون النسبة المئوية للحجم للطور الأخير أكبر من 50٪ , الطور السيراميكي نمطياً له صلادة عالية ومقاومة حرارية عالية ، ومقاومة جيدة للتآكل والطور المعدنى له جساءة جيدة وسلوك لدونة ومرونة جيدة , المصطلح ( سرمت ) كلمة مختصرة من معدن سيراميكي (ceramic metal), المواد التى تحتوى نمطياً أقل من 50٪ بالحجم من الطور السيراميكي تسمى عموماً متراكبات ذو نسيج معدنى .

سيراميك مطلى: coated ceramic سيراميك مطلي بطبقة أو طبقات متعددة من مادة عضوية أو غير عضوية .

متراكب سيراميكي ذو ألياف متصلة: continous fiber ceramic composite CFCC متراكب ذو نسيج سيراميكي فيه طور أو أطوار ( التدعيم ) يتكون من شعيرات أو ألياف أو غزل إما تكون متصلة أو عقد أو أنسجة منسوجة . ^[6]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التشوهات في السيراميك

Ceramic fractured SEM

تشمل تشوهات بللورات السيراميك العيوب النقطية و الشوائب كما في المعادن ، و لكن في السيراميك فإن تكوّن العيوب يعتمد بدرجة كبيرة على حالة تعادل الشحنات حيث أن تكوّن مناطق من الشحنات غير المتعادلة يتطلب استخدام قدر كبير من الطاقة . ففي البللورات الأيونية تؤدي الشحنات غير المتعادلة إلي حدوث عيوب تأتي كأزواج من الأيونات بشحنات مختلفة أو كمجموعة من العيوب النقطية المتقاربة يكون مجموع شحناتها متعادلا ، وتشمل العيوب ذات الشحنات المتعادلة عيوب فرنكل و سكوتي “Frenkel and Schottky”.

و تنشأ عيوب فرنكل عندما تتحرك ذرة إحدى الشوائب قريبا من موقع بينيي خارج الوحدة البنائية للسيراميك مكوّنة فراغا-بينيا يشمل زوج من الأيونات موجبة الشحنة . أما عيب سكوتي فهو فراغ مكون من أيونا موجب الشحنة و آخر سالب الشحنة ، و يحدث هذا العيب عندما تترك ذرة إحدى الشوائب موقعها و تتحرك نحو السطح مكونة زوجا من الفراغات .

أحيانا يتم تغيير طفيف في التركيب الكيميائي للوصول إلى شحنة ذرية متعادلة بصورة أفضل . و تسمى المواد الصلبة ذات التركيب الكيميائي المحدد مثل ثاني أكسيد السيلكون SiO2 بالمركبات الإستايومترية . و غالبا ما يتربط وجود العيوب النقطية في المواد الصلبة بوجود تركيب كيميائي غير محدد بدقة نقص لإستايومترية ، و مصدر مثل هذه الحالة في ثاني أكسيد السيلكون SiO2 هو وجود فراغات من الأيونات سالبة الشحنة .

و إضافة شوائب ذرية إلى الشبكة البللورية محتمل حين يكون من الممكن الحفاظ على الشحنة كما في حالة إضافة شوائب سالبة الشحنة كبديل لأيون سالب الشحنة في الشبكة البللورية ، و يحدث ذلك غالبا عند تماثل أقطار الأيونات مما يؤدي إلى تقليل الطاقة اللازمة لتحوير الشبكة البللورية . و تظهر العيوب إذا كانت شحنة الشائبة غير متعادلة .^[7]

الصناعة الحديثة

ألياف الكولاجين في نسيج العظام

SEM 10,000x magnification image of crystalline bone mineral.

وتستمر التطبيقات لتتوسع لتشمل تطوير الباحثين لأنواع جديده من السيراميك لخدمه وتلبيه اغراض مختلفه.^[8] يستخدم ثانى اكسيد الزكونيوم في صناعه السكاكين ليصبح نصل السكين السيراميكي حاد لفتره اطول من السكين الصلب على الرغم من انه اكثر صلاده و يمكن ان يقطع"يقطم" عند سقوطه على سطح صلب.السيراميك مثل الالومنيوم و كربيد البورون و كربيد السيليكون يستخدموا في صناعه السترات الواقية من الرصاص لصد طلقات الرصاص ذات العيار الثقيل,وتعرف هذه الصفائح ب "الأيادى الصغيرة للحمايه", والمواد المشابهه لتلك تستخدم في صناعه قمرات القياده لبعض الطائرات العسكريه وذلك بسبب قلوزن الماده. نيتريد السيلكون يستخدم في صناعه "الكرات السيراميكيه" لأن صلابتهم العاليه تعنى انهم اقل عرضه للتآكل واقل عرضه للتشكيل والتشوه عند وجود الاحمال وذلك يعنى قدرتهم السريعه على التلف.فى تطبيقات السرعات العاليه ,يمكن للحراره المتولده بالاحتكاك خلال الدوران ان تسبب مشاكل في الكرات المعدنيه و تلك المشاكل تقل باستخدام السيراميك.السيراميك لديه مقاومه كيميائيه فيمكن استخدامه في الاجواء الرطبه التى قد تصدأ فيها كرات الصلب.العيب الرئيسى لاستخدام السيراميك هو ان تكلفته اغلى بكثير من التكلفه العاديه.

تطبيقات السيراميك

جزء دوار مصنوع من Si₃N₄

يستخدم السيراميك في كثير من التطبيقات منها فوهات المواقد والسترات الباليستية (المضادة للرصاص) وكرات قنابل الوقود اليورانيم النووية وزرع الاعضاء مثل العظام الصناعية و ريش مراوح محركات الطائرات و مقدمات القذائف. ومعظم هذه المنتجات مصنوعة من مواد أخرى غير الصلصال الطيني فهي تحتاج لمواد ذات خواص فيزيائية وميكانيكية خاصة لتتحمل القوى المؤثرة عليها وظروف تشغيلها.من هذه المواد :

الاوكسيدات : مثل أكسيد السيليكون, السليكاو أكسيدالألمونيوم, الالومينا وأكسيد الزيركنيوم, الزيركونيا.

الغير متاكسدات : مثل الكاربيدات و البوريدات النيتريدات و السيليسيدات.

المواد المركبة : جسيمات مقواه من تركيبات اوكسيدات و لا اوكسيدات مثل البوليمرات

يستخدم السيراميك أيضًا في كثير من الصناعات التكنولوجية الحديثة جدا مثل البلاطات المستخدمة في المكوك الفضائي الامريكي فـأرضه تحتاج للحماية القصوى و في الطائرات التي تسير بسرعة فوق صوتية لحمايتها من الحرارة الشديدة وتستخدم كثيرا أيضًا في الضوئيات والالكترونيات.بالاضافة لكل هذه التطبيقات والاستخدامات فـالسيراميك يستخدم كطلاء في الكثير من الاحيان فهو يستخدم كطلاء للمحامل(كراسي التحميل على هياكل التايتنيوم المستخدمة في بناء الطائرات . مؤخرا تتم دراسة الكريستالات ذات التشكيل البلوري الواحد والالياف الزجاجية ودراسة الكريستالات ذات التشكيلة البلورية المتعددة وتطبيقاتها الكثيرة والمتعددة التي اصبحت متداخلة ومتغيرة بشكل سريع جدا نتيجة للتطور التكنولوجي السريع.

يمكن أيضًا تقسيم التطبيقات إلى :

تطبيقات الطيران: -المحركات. -هياكل الطائرات. -المكوكات الفضائية. -دروع الحطام الفضائي البالستية. -فوهات الصواريخ.^[9]

الطب الحيوي: -العظام الصناعية. -التحلل البيولوجي للأركان. -مواد زراعة الأعضاء.

الالكترونيات: -المكثفات. -الدوائر الالكترونية المتكاملة. -محولات الطاقة. -العوازل . -الضوئيات. -الالياف الضوئية. -مكبرات أشعة اللايزر. -العدسات . -أجهزة الكشف الحرارية بالاشعة تحت الحمراء.

السيارات: -الدرع الحراري (طبقة للحماية من الحرارة العالية). -ادارة حرارة العادم.

صورة لتجميع فائق للجزيئات

استخدامات السيراميك في الهندسة

الكصران والفضاء

محركات; Shielding a hot running airplane engine from damaging other components.
هيكل طائرةs; Used as a high-stress, high-temp and lightweight bearing and structural component.
Missile nose-cones; Shielding the missile internals from heat.
Space Shuttle tiles
Rocket Nozzles; Withstands and focuses the exhaust of the rocket booster.

الطبية والحيوية

عظم اصطناعي; استخدامات طب الأسنان, أسنان تعويضية.
Biodegradable splints; تقوية العظام المتعافية من هشاشة العظام
Implant material

الصناعات الإلكترونية والكهربية

الضوئية/الفوتونية

Optical fibers; Glass fibers for super fast data transmission.
Switches
ليزر amplifiers
Lenses

انظر أيضاً

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

قراءات اضافية

Engineered Materials Handbook, Volume 4: Ceramics and Glasses, ASM International, 1991, ISBN 0-87170-282-7.
M.W. Barsoum, Fundamentals of Ceramics, McGraw-Hill Co., Inc., 1997.
W.D. Callister, Jr., Materials Science and Engineering: An Introduction, 5^th Ed., John Wiley & Sons, Inc., 2000.
W.D. Kingery, H.K. Bowen and D.R. Uhlmann, Introduction to Ceramics, John Wiley & Sons, Inc., 1976, ISBN 0-471-47860-1.
M.N. Rahaman, Ceramic Processing and Sintering, 2^nd Ed., Marcel Dekker Inc., 2003, ISBN 0-8247-0988-8.
J.S. Reed, Introduction to the Principles of Ceramic Processing, John Wiley & Sons, Inc., 1988, ISBN 0-471-84554-X.
D.W. Richerson, Modern Ceramic Engineering, 2^nd Ed., Marcel Dekker Inc., 1992, ISBN 0-8247-8634-3.
W.F. Smith, Principles of Materials Science and Engineering, 3^rd Ed., McGraw-Hill, Inc., 1996.
L.H. VanVlack, Physical Ceramics for Engineers, Addison-Wesley Publishing Co., Inc., 1964.

المصادر

^ A. R. von Hippel (1954). "Ceramics". Dielectric Materials and Applications. Technology Press (M.I.T.) and John Wiley & Sons. ISBN 1-58053-123-7.
^ Patel, Parimal J. (2000). "Proceedings of SPIE". 4102: 1. doi:10.1117/12.405270. {{cite journal}}: |chapter= ignored (help); Cite journal requires |journal= (help)
^ http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Structure/ceramic.htm
^ callister-materials science and engineering seventh edition
^ callister-materials science and engineering seventh edition
^ ISO 20507 /2003 Fine ceramics (advanced ceramics, advanced Technical ceramics ) – vocabulary
^ http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Structure/ceramic_prop.htm
^ Richerson, D.W., Modern Ceramic Engineering, 2nd Ed., (Marcel Dekker Inc., 1992) ISBN 0-8247-8634-3.
^ Ceramic Fabric Offers Space Age Protection, 1994 Hypervelocity Impact Symposium

وصلات خارجية

الكلمات الدالة:

[hippel-1] A. R. von Hippel (1954). "Ceramics". Dielectric Materials and Applications. Technology Press (M.I.T.) and John Wiley & Sons. ISBN 1-58053-123-7.

[2] Patel, Parimal J. (2000). "Proceedings of SPIE". 4102: 1. doi:10.1117/12.405270. {{cite journal}}: |chapter= ignored (help); Cite journal requires |journal= (help)

[3] ttp://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Structure/ceramic.htm

[4] ster-materials science and engineering seventh edition

[5] ster-materials science and engineering seventh edition

[6] ISO 20507 /2003 Fine ceramics (advanced ceramics, advanced Technical ceramics ) – vocabulary

[7] ttp://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Structure/ceramic_prop.htm

[MOD-8] Richerson, D.W., Modern Ceramic Engineering, 2nd Ed., (Marcel Dekker Inc., 1992) ISBN 0-8247-8634-3.

[9] Ceramic Fabric Offers Space Age Protection, 1994 Hypervelocity Impact Symposium

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]