Zdieľam:
Vlastnosti keramických materiálov, typy, použitia, charakteristiky
keramické materiály sú zložené z anorganických tuhých látok, kovových alebo iných, ktoré boli vystavené teplu. Jeho základ je zvyčajne hlinka, ale existujú rôzne typy s rôznymi zloženiami.
Spoločnou hlinou je keramická pasta. Tiež červená hlinka je typ keramického materiálu, ktorý má medzi jeho zložkami kremičitany hlinité. Tieto materiály sú tvorené zmesou kryštalickej a / alebo sklovitej fázy.
Ak sú tvorené jedným kryštálom, sú jednofázové. Keď sú tvorené mnohými kryštálmi, sú polykryštalické.
Kryštalická štruktúra keramických materiálov závisí od hodnoty elektrického náboja iónov a relatívnej veľkosti katiónov a aniónov..
Čím väčší je počet aniónov ohraničujúcich centrálny katión, tým stabilnejšia bude výsledná pevná látka.
Keramické materiály možno nájsť vo forme hustej pevnej látky, vlákna, jemného prášku alebo filmu.
Pôvod slova keramika sa nachádza v gréckom slove Keramikos, ktorého význam je "spálená vec".
prevádzkovanie
Spracovanie keramických materiálov závisí od typu materiálu, ktorý sa má získať. Výroba keramického materiálu však zvyčajne vyžaduje nasledujúce postupy:
1. Miešanie a mletie surovín
Je to proces, v ktorom sú suroviny zjednotené a je snaha o homogenizáciu ich veľkosti a distribúcie.
2 - Konformácia
V tejto fáze sa tvar a konzistencia dáva hmotnosti, ktorá sa dosahuje surovinami. Týmto spôsobom sa zvyšuje hustota zmesi, čo zlepšuje jej mechanické vlastnosti.
3 - Tvarovanie
Je to proces, ktorým sa vytvára reprezentácia alebo obraz (v treťom rozmere) akéhokoľvek reálneho objektu. Pri formovaní jedného z týchto procesov sa vykonáva:
lisovanie
Surovina sa lisuje vo vnútri lisovnice. Suché lisovanie sa často používa na výrobu žiaruvzdorných výrobkov a elektronických keramických komponentov. Táto technika umožňuje rýchlo vyrobiť niekoľko kusov.
Formovanie v barbonite
Je to technika, ktorá umožňuje vytvárať stokrát rovnakú formu bez chýb alebo deformácií.
vytlačovanie
Je to proces, počas ktorého je materiál tlačený alebo extrahovaný cez matricu. Používa sa na vytváranie objektov s jasným a pevným prierezom.
4- Sušenie
Je to proces, ktorý spočíva v riadení odparovania vody a kontrakcií, ktoré produkuje v kuse.
Je to kritická fáza procesu, pretože záleží na diele, ktorý si zachováva svoju formu.
5- Varenie
Od tejto fázy dostanete "piškótový koláč". V tomto procese sa chemické zloženie ílu mení tak, že je krehké, ale porézne voči vode.
V tejto fáze musí teplo pomaly stúpať, až kým sa nedosiahne teplota 600 ° C. Po tejto prvej fáze je to, že dekorácie sú vyrobené, keď chcú robiť.
Je dôležité zabezpečiť, aby boli kusy oddelené vo vnútri rúry, aby sa zabránilo deformáciám.
vlastnosti
Hoci vlastnosti týchto materiálov do veľkej miery závisia od ich zloženia, vo všeobecnosti majú tieto vlastnosti: \ t
- Kryštálová štruktúra Existujú však aj materiály, ktoré túto štruktúru nemajú alebo ju majú len v určitých sektoroch.
- Majú približnú hustotu 2 g / cm3.
- Zaoberá sa materiálmi s izolačnými vlastnosťami elektriny a tepla.
- Majú nízky koeficient expanzie.
- Majú vysoký bod topenia.
- Obvykle sú vodotesné.
- Nie sme horľavé alebo oxidovateľné.
- Sú tvrdé, ale zároveň krehké a ľahké.
- Sú odolné voči kompresii, opotrebeniu a korózii.
- Majú omrzliny alebo schopnosť odolať nízkym teplotám bez poškodenia.
- Majú chemickú stabilitu.
- Vyžadujú určitú pórovitosť.
klasifikácia
1 - Červená keramika
Je to najhojnejší typ ílu. Má červenkastú farbu, ktorá je spôsobená prítomnosťou oxidu železitého.
Pri varení sa skladá z hlinitanu a kremičitanu. Je to najmenej spracované zo všetkých. Ak sa zlomí, výsledkom je červenkastá zem. Je priepustný pre plyny, kvapaliny a tuky.
Táto hlinka sa bežne používa pre tehly a podlahy. Jeho teplota varenia sa pohybuje od 700 do 1000 ° C a môže byť pokrytá oxidom cínu, aby sa získal pancierový riad. Talianske a anglické dlaždice sú vyrobené z rôznych druhov ílu.
2 - biela keramika
Je to čistejší materiál, preto nemajú miesta. Jeho granulometria je kontrolovanejšia a obyčajne glazovaná na vonkajšej strane, aby sa zvýšila jej nepriepustnosť.
Používa sa pri výrobe sanitárnej keramiky a riadu. V tejto skupine zadajte:
Porcelán
Je to materiál, ktorý je vyrobený z kaolínu, typu veľmi čistej hliny, do ktorej sa pridáva živca a kremeň alebo pazúrik..
Varenie tohto materiálu sa vykonáva v dvoch fázach: v prvej fáze sa varí pri 1000 alebo 1300 ° C; a v druhej fáze môže dosiahnuť 1800 ° C.
Porcelán môže byť mäkký alebo tvrdý. V prípade mäkkej, v prvej fáze varenia dosiahne 1000 ° C.
Potom sa vyberie z rúry na nanášanie smaltu. Potom sa vráti do pece pre druhú fázu, kde sa použije minimálna teplota 1250 ° C.
V prípade tvrdého porcelánu sa druhá fáza prípravy vykonáva pri vyššej teplote: 1400 ° C alebo vyššej.
A v prípade, že sa bude zdobiť, dekorácia je definovaná a ide do rúry, ale tentoraz na 800 ° C.
Má viacnásobné použitie v priemysle na spracovanie predmetov komerčného použitia (napríklad riadu) alebo na predmety špecializovanejšieho použitia (ako izolátory v transformátoroch)..
3- Žiaruvzdorné
Je to materiál, ktorý vydrží veľmi vysoké teploty (do 3000 ° C) bez deformácie. Sú to íly, ktoré majú veľký podiel oxidu hlinitého, berýlia, tória a zirkónia.
Varia sa medzi 1300 a 1600 ° C a musia sa postupne ochladzovať, aby sa zabránilo chybám, prasklinám alebo vnútorným napätiam.
Európska norma DIN 51060 / ISO / R 836 uvádza, že materiál je žiaruvzdorný, ak mäkne s minimálnou teplotou 1500 ° C.
Tehly sú príkladom tohto typu materiálu, ktorý sa používa na stavbu pecí.
4- Sklá
Okuliare sú kvapalné látky so silikónovou bázou, ktoré pri ochladení tuhnú s rôznymi formami.
K silikónovej báze sa pridávajú rôzne tavivá podľa typu skla, ktoré sa má vyrábať. Tieto látky znižujú teplotu topenia.
5- Cementy
Je to materiál zložený z vápenca a mletého vápnika, ktorý sa po zmiešaní s kvapalinou (výhodne vodou) stane tuhým a nechá sa stáť. Zatiaľ čo je vlhký, môže byť tvarovaný do požadovaného tvaru.
6- brúsivá
Sú to minerály s extrémne tvrdými časticami, ktoré majú medzi svojimi zložkami oxid hlinitý a diamantovú pastu.
Špeciálne keramické materiály
Keramické materiály sú tvrdé a tuhé, ale sú tiež krehké, takže vyvinuli hybridné alebo kompozitné materiály s matricou zo sklených vlákien alebo plastov..
Keramické materiály môžu byť použité na vývoj týchto hybridov. Ide o materiály zložené z oxidu kremičitého, oxidu hlinitého a niektorých kovov, ako je kobalt, chróm a železo.
Pri spracovaní týchto hybridov sa používajú dve techniky:
Syntetizované
Je to technika, pri ktorej sa zhutňujú kovové prášky.
Frita
Týmto spôsobom sa zliatina dosiahne lisovaním kovového prášku spolu s keramickým materiálom v elektrickej rúre.
V tejto kategórii prichádza tzv. Kompozitná matrica (CMC). Medzi nimi možno uviesť:
- karbidy
Ako volfrám, titán, kremík, chróm, bór alebo karbid kremíka vystužený uhlíkom.
- nitridy
Podobne ako kremík, titán, keramický oxyinitrid alebo sialon.
- Keramické oxidy
Ako oxid hlinitý a zirkón.
- elektrokeramiky
Sú to keramické materiály s elektrickými alebo magnetickými vlastnosťami.
4 hlavné použitia keramických materiálov
1. V leteckom a kozmickom priemysle
V tejto oblasti sú potrebné ľahké komponenty s odolnosťou voči vysokým teplotám a mechanickým požiadavkám.
2- V biomedicíne
V tejto oblasti sú užitočné na prípravu kostí, zubov, implantátov atď..
3- V elektronike
Tam, kde sa tieto materiály používajú okrem iného na výrobu laserových zosilňovačov, optických vlákien, kondenzátorov, šošoviek, izolátorov.
4- V energetickom priemysle
Napríklad tam, kde môžu vzniknúť keramické materiály, môže ísť napríklad o zložky jadrového paliva.
7 najvýraznejších keramických materiálov
1- Alumina (Al2O3)
Používa sa na uloženie roztaveného kovu.
2 nitrid hliníka (AIN)
Používa sa ako materiál pre integrované obvody a ako náhrada AI203.
3-karbid bóru (B4C)
Používa sa na výrobu jadrového tienenia.
4 Karbid kremíka (SiC)
Používa sa na poťahovanie kovov, na ich odolnosť voči oxidácii.
5- Nitrid kremíka (Si3N4)
Používajú sa pri výrobe komponentov automobilových motorov a plynových turbín.
6- boritan titaničitý (TiB2)
Podieľa sa aj na výrobe brnení.
7- Urania (UO2)
Slúži ako palivo pre jadrové reaktory.
referencie
- Alarcón, Javier (s / f). Chémia keramických materiálov. Obnovené z: uv.es
- Q., Felipe (2010). Vlastnosti keramiky. Zdroj: constructorcivil.org
- Lázaro, Jack (2014). Štruktúra a vlastnosti keramiky. Zdroj: prezi.com
- Mussi, Susan (s / f). Varenie. Zdroj: keramdictionary.com
- Časopis ARQHYS (2012). Vlastnosti keramiky. Zdroj: arqhys.com
- Národná technologická univerzita (2010). Klasifikácia keramických materiálov. Zdroj: cenciamateriales.argentina-foro.com
- Národná technologická univerzita (s / f). Keramické materiály Zdroj: frm.utn.edu.ar
- Wikipedia (s / f). Keramický materiál Zdroj: en.wikipedia.org