Keramikkipohjaiset

Keramikkipohjaiset ovat ei-metallisia, epäorgaanisia materiaaleja, joiden pääkomponentit ovat keraamisia aineita tai keraamisten matriisien ja lisäaineiden muodostamia kompositteja. Yleisimpiä keraamisia aineita ovat alumiinioksidi (Al2O3), zirkoniumdioksidi (ZrO2) sekä piikarbidi (SiC). Näitä käytetään sekä puhtaissa keraameissa että keraamisten matriisien kanssa muodostetuissa komposiiteissa, jolloin voidaan parantaa kovuutta, kulutuskestävyyttä ja lämpötilan kestävyyttä.

Ominaisuudet ja rajoitteet: Keramikkipohjaiset tarjoavat korkeaa kovuutta, hyvää kulutuskestävyyttä sekä erinomaisen lämpötilan keston ja kemiallisen kestävyyden. Ne voivat olla kevyitä, mutta niiden suurin rajoite on haurastuvuus ja alhainen taivutuslujuus, mikä vaatii suunnittelussa ja mahdollisesti kuituvahvistusta tai matriisivalinnalla parantamista.

Valmistus ja muotoilu: Keramikkipohjaiset valmistetaan usein massan muotoilulla ja sintraamalla korkeissa lämpötiloissa. Perinteisiä menetelmiä ovat puristaminen, slip casting ja ruiskuvalutekniikat, kun taas nykyaikaisempiin ratkaisuihin kuuluu 3D-tulostus sekä laser- tai sähköinen sinteröinti. Pintakäsittelyillä voidaan lisätä kulutuspintojen kestävyyttä sekä muuttaa lämpöominaisuuksia.

Sovellukset: Niitä käytetään monilla teollisuudenaloilla kulutustarvikkeina kuten hionta- ja leikkaustyökaluina sekä laakeriosina, lämpöeristiminä sekä katalysaattoreiden tukirakenteina. Lääketieteessä ja hammaslääketieteessä käytetään keramikkipohjaisia implantteja ja korvakappaleita, kuten alumiinioksidi- ja zirkonia-implanteja. Ympäristötekijät huomioivat tuotannon energiaintensiivisyyden ja kierrätyshaasteet, mutta pitkä käyttöikä voi pienentää elinkaariasioita.