Керамические порошки и др.
- от объёма, заполните заявку
Изготовим керамические порошки по вашему ТЗ, напишите запрос!
Керамические порошки — тугоплавкие неорганические соединения металлов с углеродом (карбиды), бором (бориды), азотом (нитриды) и кремнием (силициды). Эти материалы отличаются высокой твёрдостью, термостойкостью, химической инертностью и износостойкостью, что обеспечивает их широкое применение в порошковой металлургии, производстве режущего инструмента, огнеупорных материалов и защитных покрытий.
Температуры плавления керамических соединений достигают 2500–3900°C, твёрдость — до 9–9,5 по шкале Мооса, что сопоставимо с алмазом. Керамические порошки используются как компоненты твёрдых сплавов, материалы для газотермического напыления, наполнители композитов и сырьё для спекания изделий технической керамики.
Классификация керамических порошков
По химическому составу керамические порошки подразделяются на следующие группы:
- Карбиды — соединения металлов с углеродом (WC, TiC, B₄C, SiC)
- Бориды — соединения металлов с бором (TiB₂, ZrB₂, LaB₆)
- Нитриды — соединения металлов с азотом (BN, Si₃N₄, TiN, AlN)
- Силициды — соединения металлов с кремнием (MoSi₂, WSi₂)
- Оксиды — соединения металлов с кислородом (ZrO₂, Al₂O₃)
Карбиды — тугоплавкие соединения с углеродом
Карбиды — химические соединения металлов с углеродом, характеризующиеся высокой твёрдостью, тугоплавкостью и износостойкостью. Применяются в производстве твёрдых сплавов, режущего инструмента, абразивных материалов и износостойких покрытий.
Карбид вольфрама (WC)
Карбид вольфрама — основной компонент твёрдых сплавов группы ВК («Победит»). Серый порошок с металлическим блеском.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | WC |
| Температура плавления | 2870°C |
| Плотность | 15,8 г/см³ |
| Твёрдость по Моосу | 9 |
| Микротвёрдость | 13–22 ГПа |
Применение: режущий инструмент, буровые коронки, бронебойные сердечники, износостойкие покрытия, шарики для ручек.
Карбид титана (TiC)
Карбид титана — компонент безвольфрамовых твёрдых сплавов и карбидосталей. Светло-серый порошок.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | TiC |
| Температура плавления | 3140°C |
| Плотность | 4,92 г/см³ |
| Твёрдость по Моосу | 8–9 |
Применение: лопатки газовых турбин, защитные покрытия ракетных сопел, электроды для подводной резки.
Карбид бора (B₄C)
Карбид бора — третий по твёрдости материал после алмаза и кубического нитрида бора. Чёрный порошок.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | B₄C |
| Температура плавления | 2450°C |
| Плотность | 2,52 г/см³ |
| Твёрдость по Моосу | 9,3 |
Применение: абразивы, бронезащита, поглотители нейтронов в ядерных реакторах, притирочные пасты.
Полный перечень карбидов
| Наименование | Формула | Т плавления, °C | Плотность, г/см³ | Основное применение |
|---|---|---|---|---|
| Карбид алюминия | Al₄C₃ | 2100 | 2,36 | Раскислитель, науглероживатель |
| Карбид ванадия | VC | 2810 | 5,77 | Твёрдые сплавы, покрытия |
| Карбид вольфрама | WC | 2870 | 15,8 | Твёрдые сплавы ВК |
| Карбид гафния | HfC | 3890 | 12,6 | Ультравысокотемпературная керамика |
| Карбид железа | Fe₃C | 1650 | 7,69 | Цементит в сталях |
| Карбид иттрия | YC₂ | 2400 | 4,13 | Специальная керамика |
| Карбид кобальта | Co₃C | 1200 | 6,7 | Связка твёрдых сплавов |
| Карбид лантана | LaC₂ | 2360 | 5,29 | Катализаторы, электроника |
| Карбид молибдена | Mo₂C | 2690 | 9,18 | Твёрдые сплавы, покрытия |
| Карбид ниобия | NbC | 3500 | 7,82 | Твёрдые сплавы, добавки |
| Карбид тантала | TaC | 3880 | 14,5 | Ультравысокотемпературная керамика |
| Карбид титана | TiC | 3140 | 4,92 | Безвольфрамовые твёрдые сплавы |
| Карбид хрома | Cr₃C₂ | 1895 | 6,68 | Износостойкие покрытия |
| Карбид церия | CeC₂ | 2300 | 5,23 | Специальная керамика |
| Карбид циркония | ZrC | 3530 | 6,73 | Огнеупоры, ядерная техника |
| Карбонитрид титана | TiCN | 3050 | 5,1 | Покрытия инструмента |
Бориды — соединения с бором
Бориды — тугоплавкие соединения металлов с бором, характеризующиеся высокой твёрдостью, жаростойкостью и электропроводностью. Применяются в ультравысокотемпературной керамике, для нанесения износостойких покрытий и в качестве нейтронопоглощающих материалов.
Диборид титана (TiB₂)
Диборид титана — один из наиболее востребованных боридов. Тёмно-серый порошок с металлическим блеском.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | TiB₂ |
| Температура плавления | 3225°C |
| Плотность | 4,52 г/см³ |
| Твёрдость | 25–35 ГПа |
| Теплопроводность | 60–120 Вт/(м·К) |
Применение: испарительные лодочки, токоподводы в алюминиевом электролизе, режущий инструмент, бронезащита, модификатор керамики из карбида бора.
Диборид циркония (ZrB₂)
Диборид циркония — компонент ультравысокотемпературной керамики (УВТК) для аэрокосмической техники.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | ZrB₂ |
| Температура плавления | 3245°C |
| Плотность | 6,09 г/см³ |
Применение: носовые конусы гиперзвуковых аппаратов, кромки крыльев, детали газовых турбин, тигли для испарения металлов.
Гексаборид лантана (LaB₆)
Гексаборид лантана — материал с низкой работой выхода электронов.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | LaB₆ |
| Температура плавления | 2715°C |
| Работа выхода электронов | 2,6 эВ |
Применение: катоды электронных пушек, эмиттеры в электронных микроскопах, термоэлектронные устройства.
Полный перечень боридов
| Наименование | Формула | Т плавления, °C | Основное применение |
|---|---|---|---|
| Борид ванадия | VB₂ | 2400 | Твёрдые сплавы, покрытия |
| Борид вольфрама | W₂B₅ | 2365 | Износостойкие покрытия |
| Борид гадолиния | GdB₆ | 2510 | Поглотители нейтронов |
| Борид гафния | HfB₂ | 3380 | УВТК, аэрокосмическая техника |
| Борид иттрия | YB₆ | 2600 | Катоды, термоэмиттеры |
| Борид кальция | CaB₆ | 2235 | Раскислитель, модификатор |
| Борид кремния | SiB₆ | 1870 | Огнеупоры, абразивы |
| Борид лантана | LaB₆ | 2715 | Катоды электронных пушек |
| Борид молибдена | MoB₂ | 2100 | Твёрдые сплавы |
| Борид никеля | NiB | 1035 | Припои, покрытия |
| Диборид ниобия | NbB₂ | 3050 | УВТК, износостойкие покрытия |
| Диборид тантала | TaB₂ | 3040 | УВТК, твёрдые сплавы |
| Диборид титана | TiB₂ | 3225 | Испарители, электроды |
| Диборид хрома | CrB₂ | 2200 | Спекающая добавка, покрытия |
| Гексаборид церия | CeB₆ | 2550 | Катоды, термоэмиттеры |
| Диборид циркония | ZrB₂ | 3245 | УВТК, аэрокосмическая техника |
Нитриды — соединения с азотом
Нитриды — химические соединения металлов и неметаллов с азотом. Характеризуются высокой термостойкостью, твёрдостью и химической инертностью. Широко применяются в качестве износостойких покрытий, абразивных материалов и конструкционной керамики.
Нитрид бора (BN)
Нитрид бора существует в двух основных модификациях: гексагональной (α-BN, аналог графита) и кубической (β-BN, аналог алмаза).
| Модификация | Твёрдость по Моосу | Применение |
|---|---|---|
| Гексагональный (h-BN) | 1–2 | Смазки, огнеупоры, тигли |
| Кубический (c-BN) | 9,5–10 | Абразивы, режущий инструмент |
Кубический нитрид бора (эльбор, боразон) — второй по твёрдости материал после алмаза, превосходящий его по термостойкости.
Нитрид кремния (Si₃N₄)
Нитрид кремния — конструкционная керамика с высокой прочностью и термостойкостью.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | Si₃N₄ |
| Температура разложения | 1900°C |
| Плотность | 3,19 г/см³ |
| Твёрдость | 14–18 ГПа |
Применение: подшипники, детали ДВС (поршни, головки блоков), лопатки турбин, режущий инструмент.
Нитрид алюминия (AlN)
Нитрид алюминия — диэлектрик с высокой теплопроводностью.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | AlN |
| Температура разложения | 2200°C |
| Теплопроводность | 170–230 Вт/(м·К) |
Применение: теплоотводящие подложки в электронике, корпуса микросхем, высокочастотные изоляторы.
Полный перечень нитридов
| Наименование | Формула | Т плавления/разложения, °C | Основное применение |
|---|---|---|---|
| Нитрид алюминия | AlN | 2200 | Электроника, теплоотводы |
| Нитрид бора | BN | 2973 | Смазки, абразивы, тигли |
| Нитрид кремния | Si₃N₄ | 1900 | Подшипники, режущий инструмент |
| Нитрид ванадия | VN | 2050 | Твёрдые сплавы, покрытия |
| Нитрид магния | Mg₃N₂ | 1500 | Синтез нитридов, азотирование |
| Нитрид ниобия | NbN | 2573 | Сверхпроводники, покрытия |
| Нитрид тантала | TaN | 3090 | Тонкоплёночные резисторы |
| Нитрид титана | TiN | 2950 | Покрытия инструмента (золотистые) |
| Нитрид хрома | CrN | 1770 | Износостойкие покрытия |
| Нитрид церия | CeN | 2570 | Специальная керамика |
| Нитрид циркония | ZrN | 2980 | Покрытия, огнеупоры |
Силициды — соединения с кремнием
Силициды — химические соединения металлов с кремнием. Отличаются от карбидов и боридов полупроводниковыми свойствами, повышенной окалиностойкостью (до 1300–1700°C), стойкостью к кислотам и щелочам.
Дисилицид молибдена (MoSi₂)
Дисилицид молибдена — материал для высокотемпературных нагревателей.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | MoSi₂ |
| Температура плавления | 2030°C |
| Рабочая температура | до 1700°C |
| Плотность | 6,26 г/см³ |
Применение: нагревательные элементы высокотемпературных печей, защитные покрытия, компоненты УВТК.
Полный перечень силицидов
| Наименование | Формула | Т плавления, °C | Основное применение |
|---|---|---|---|
| Силицид бария | BaSi₂ | 1180 | Металлургия, раскисление |
| Силицид бора | B₄Si | 1850 | Огнеупоры, абразивы |
| Силицид ванадия | VSi₂ | 1750 | Высокотемпературные покрытия |
| Силицид вольфрама | WSi₂ | 2160 | Электроника, покрытия |
| Силицид гафния | HfSi₂ | 1680 | Электроника, УВТК |
| Силицид кобальта | CoSi₂ | 1326 | Термоэлектрики |
| Силицид лантана | LaSi₂ | 1520 | Электроника |
| Силицид магния | Mg₂Si | 1085 | Термоэлектрики, сплавы Al |
| Силицид никеля | NiSi | 992 | Электроника, контакты |
| Дисилицид хрома | CrSi₂ | 1490 | Термоэлектрики |
| Дисилицид молибдена | MoSi₂ | 2030 | Нагреватели печей |
| Дисилицид ниобия | NbSi₂ | 1940 | Высокотемпературные покрытия |
| Дисилицид тантала | TaSi₂ | 2200 | Электроника, покрытия |
| Дисилицид циркония | ZrSi₂ | 1620 | УВТК, покрытия |
| Силицид церия | CeSi₂ | 1530 | Специальная керамика |
Оксиды и другие соединения
Диоксид циркония (ZrO₂)
Диоксид циркония — основа конструкционной и функциональной керамики.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | ZrO₂ |
| Температура плавления | 2715°C |
| Плотность | 5,68 г/см³ |
Применение: стоматологическая керамика, кислородные датчики, теплоизоляционные покрытия турбин, твёрдооксидные топливные элементы.
Дигидрид титана (TiH₂)
Дигидрид титана — порообразователь для производства пористых металлов.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Формула | TiH₂ |
| Температура разложения | 450–550°C |
| Плотность | 3,75 г/см³ |
Применение: порообразователь для алюминиевых пен, раскислитель сталей, легирующая добавка в порошковой металлургии.
Области применения керамических порошков
Твёрдые сплавы и режущий инструмент
Карбиды вольфрама, титана, тантала и ниобия — основа металлокерамических твёрдых сплавов групп ВК (WC-Co), ТК (WC-TiC-Co), ТТК (WC-TiC-TaC-Co). Применяются для изготовления резцов, фрез, свёрл, буровых коронок.
Износостойкие и защитные покрытия
Порошки карбидов (WC, Cr₃C₂), боридов (TiB₂, CrB₂), нитридов (TiN, CrN) используются для газотермического напыления износостойких покрытий на детали машин и инструмент.
Ультравысокотемпературная керамика (УВТК)
Композиции HfB₂-SiC, ZrB₂-SiC, HfC-TaC применяются для изготовления носовых конусов гиперзвуковых аппаратов, кромок крыльев, сопел ракетных двигателей.
Электроника и электротехника
Нитрид алюминия (AlN) — теплоотводящие подложки. Силициды (WSi₂, TaSi₂, NiSi) — контакты и межсоединения в микросхемах. Гексабориды (LaB₆, CeB₆) — катоды электронных пушек.
Ядерная техника
Карбид бора (B₄C) и гексаборид гадолиния (GdB₆) — поглотители нейтронов в регулирующих стержнях реакторов.
Абразивные материалы
Карбид бора, кубический нитрид бора, карбид кремния — абразивы для обработки твёрдых материалов.
Формы поставки керамических порошков
| Форма | Размер частиц | Назначение |
|---|---|---|
| Микропорошки | 1–10 мкм | Твёрдые сплавы, спекание |
| Субмикронные порошки | 0,1–1 мкм | Нанокерамика, покрытия |
| Нанопорошки | <100 нм | Специальные применения |
| Гранулированные | 50–150 мкм | Газотермическое напыление |
| Агломерированные | 15–45 мкм | Плазменное напыление |
Условия поставки
Керамические порошки изготавливаются по техническому заданию заказчика. При заказе указывается:
- Химический состав (наименование соединения)
- Чистота (содержание основного вещества)
- Гранулометрический состав (размер частиц)
- Форма частиц (сферическая, осколочная)
- Количество
Поставляются порошки в полиэтиленовых пакетах, металлических банках или барабанах в зависимости от объёма.
