Lastnosti keramičnih materialov, vrste, uporabe, značilnosti



The keramični materiali sestavljeni so iz anorganskih trdnih snovi, kovinskih ali kako drugače, ki so bile izpostavljene toploti. Njena osnova je ponavadi glina, vendar obstajajo različne vrste z različnimi sestavami.

Skupna glina je keramična pasta. Rdeča glina je tudi vrsta keramičnega materiala, ki ima med sestavinami aluminijeve silikate. Te materiale tvorijo zmes kristalnih in / ali steklastih faz.

Če so sestavljeni iz enega kristala, so monofazni. So polikristalni, kadar jih tvorijo številni kristali.

Kristalna struktura keramičnih materialov je odvisna od vrednosti električnega naboja ionov in relativne velikosti kationov in anionov..

Večje je število anionov, ki mejijo na osrednji kation, bolj stabilna bo nastala trdna snov.

Keramične materiale lahko najdemo v obliki gostih trdnih vlaken, vlaken, finega prahu ali filma.

Izvor besede lončarstvo najdemo v grški besedi keramikos, katerih pomen je "stvar opekla".

Obdelava

Predelava keramičnih materialov je odvisna od vrste materiala, ki naj bi ga dobili. Vendar pa proizvodnja keramičnega materiala običajno zahteva naslednje postopke:

1. Mešanje in mletje surovin

To je proces, v katerem so surovine združene in skuša se homogenizirati njihova velikost in porazdelitev.

2 - Konformacija

V tej fazi obliko in doslednost dobimo z maso, ki jo dosežemo s surovinami. Na ta način se poveča gostota mešanice in izboljšajo njene mehanske lastnosti.

3. Oblikovanje

To je postopek, s katerim se ustvari predstavitev ali slika (v tretji dimenziji) katerega koli realnega objekta. Običajno se oblikuje eden od teh procesov:

Pritisnjeno

Surovina je stisnjena znotraj matrice. Suho stiskanje se pogosto uporablja za izdelavo ognjevzdržnih izdelkov in elektronskih keramičnih komponent. Ta tehnika omogoča hitro izdelavo več kosov.

Oblikovanje v barbonitu

To je tehnika, ki omogoča izdelavo več sto krat iste oblike brez napak ali deformacij.

Ekstrudiranje

To je proces, v katerem se material potiska ali izloča skozi matrico. Uporablja se za ustvarjanje objektov z jasnim in fiksnim prerezom.

4. Sušenje

To je proces, ki je sestavljen iz nadzora izhlapevanja vode in kontrakcij, ki jih proizvaja v kosu.

To je kritična faza procesa, ker je odvisna od vzdrževanja oblike.

5 - Kuhanje

Iz te faze dobite "pecivo". Pri tem se kemijska sestava gline spremeni tako, da je krhka, a porozna za vodo.

V tej fazi mora toplota počasi naraščati, dokler ni dosežena temperatura 600 ° C. Po tej prvi fazi se izdelajo dekoracije, ko želijo.

Pomembno je zagotoviti, da so kosi v pečici ločeni, da se preprečijo deformacije.

Lastnosti

Čeprav so lastnosti teh materialov v veliki meri odvisne od njihove sestave, imajo na splošno naslednje lastnosti: \ t

  • Kristalna struktura Vendar pa obstajajo tudi materiali, ki nimajo te strukture ali imajo le v določenih sektorjih.
  • Imajo približno gostoto 2g / cm3.
  • Ukvarja se z materiali z izolacijskimi lastnostmi elektrike in toplote.
  • Imajo nizek koeficient ekspanzije.
  • Imajo visoko točko taljenja.
  • Ponavadi so nepremočljive.
  • Nismo gorljivi ali oksidativni.
  • So trde, vendar krhke in hkrati lahke.
  • Odporne so na stiskanje, obrabo in korozijo.
  • Imajo ozebline ali zmožnost vzdržati nizke temperature brez poslabšanja.
  • Imajo kemijsko stabilnost.
  • Zahtevajo določeno poroznost.

Razvrstitev

1. Rdeča keramika

Je najbolj razširjena vrsta gline. Ima rdečkasto barvo, ki je posledica prisotnosti železovega oksida.

Pri kuhanju je sestavljen iz aluminata in silikata. To je najmanj obdelano od vseh. Če se zlomi, je rezultat rdečkasta zemlja. Prepustna je za pline, tekočine in maščobe.

Ta glina se običajno uporablja za opeke in tla. Temperatura kuhanja se giblje od 700 do 1000 ° C in se lahko prekrije s kositrovim oksidom, da se pridobi stekleno posodo. Italijanske in angleške ploščice so izdelane z različnimi vrstami gline.

2 - Bela keramika

Je čistejši material, zato nimajo madežev. Njegova granulometrija je bolj nadzorovana in običajno zastekljena na zunanji površini, da se poveča njegova neprepustnost.

Uporablja se pri izdelavi sanitarne keramike in namiznega pribora. V to skupino vnesite:

Porcelan

To je material, ki je narejen iz kaolina, vrste zelo čiste gline, ki ji je dodan glinenec in kremen ali kremen..

Kuhanje tega materiala poteka v dveh fazah: v prvi fazi kuhamo pri 1000 ali 1300 ° C; in v drugi fazi lahko doseže 1800 ° C.

Porcelani so lahko mehki ali trdi. V primeru mehkega, v prvi fazi kuhanja doseže 1000 ° C.

Nato ga odstranimo iz pečice in nanesemo emajl. Nato se vrne v pečico za drugo fazo, kjer se uporabi minimalna temperatura 1250 ° C.

V primeru trdega porcelana se druga faza kuhanja izvede pri višji temperaturi: 1400 ° C ali več.

In v primeru, da se bo okrasil, je dekoracija določena in gre v pečico, vendar tokrat pri 800 ° C.

V industriji se večkrat uporablja za izdelavo objektov za komercialno uporabo (na primer namizni pribor) ali za objekte bolj specializirane uporabe (kot izolatorje v transformatorjih)..

3- Refraktorska

To je material, ki lahko brez deformiranja prenese zelo visoke temperature (do 3000 ° C). Gre za gline, ki imajo velike deleže aluminijevega oksida, berilija, torija in cirkonija.

Kuhamo jih med 1300 in 1600 ° C in jih postopoma ohladimo, da se izognemo napakam, razpokam ali notranjim napetostim.

Evropski standard DIN 51060 / ISO / R 836 določa, da je material ognjevzdržen, če se zmehča z minimalno temperaturo 1500 ° C.

Opeka je primer te vrste materiala, ki se uporablja za izdelavo peči.

4 očala

Očala so tekoče snovi s silikonsko bazo, ki se pri ohlajanju strdijo z različnimi oblikami.

Silicijevi osnovi se glede na vrsto stekla, ki ga je treba izdelati, dodajo različni tokovi. Te snovi znižujejo tališče.

5- Cementi

Gre za material, ki je sestavljen iz apnenca in mletega kalcija, ki postane trden, ko se zmeša s tekočino (po možnosti vodo) in pusti stati. Medtem ko je mokra, se lahko oblikuje v želeno obliko.

6- abrazivna sredstva

So minerali z izjemno trdimi delci, ki imajo med svojimi sestavinami aluminijevo oksidno in diamantno pasto.

Posebni keramični materiali

Keramični materiali so trdi in trdi, vendar so tudi krhki, zato so razvili hibridne ali kompozitne materiale z matriko iz steklenih vlaken ali polimernega polimera..

Za razvoj teh hibridov lahko uporabimo keramične materiale. To so materiali, sestavljeni iz silicijevega dioksida, aluminijevega oksida in nekaterih kovin, kot so kobalt, krom in železo.

Pri izdelavi teh hibridov se uporabljata dve tehniki:

Sintetizirana

To je tehnika, pri kateri se kovinski prah stisne.

Frita

S to tehniko se zlitina doseže s stiskanjem kovinskega prahu skupaj s keramičnim materialom v električni peči.

V to kategorijo spadajo ti kompozitne matrične keramike (CMC). Med njimi je mogoče navesti:

- Karbidi

Kot volfram, titan, silicij, krom, bor ali silicijev karbid, ojačan z ogljikom.

- Nitridi

Kot silicij, titan, keramični oksiinitrid ali sialon.

- Keramični oksidi 

Kot aluminijev oksid in cirkonij.

- Elektrokeramika

So keramični materiali z električnimi ali magnetnimi lastnostmi.

4 glavne uporabe keramičnih materialov

1 - V letalski industriji

Na tem področju so potrebne lahke komponente z odpornostjo na visoke temperature in mehanske zahteve.

2. V biomedicini

Na tem področju so uporabne za pripravo kosti, zob, vsadkov itd..

3. V elektroniki

Kjer se ti materiali uporabljajo za izdelavo laserskih ojačevalnikov, optičnih vlaken, kondenzatorjev, leč, izolatorjev, med drugim.

4- V energetiki

Ker keramični materiali lahko povzročijo na primer komponente jedrskega goriva.

7 najbolj izjemnih keramičnih materialov

1- Alumina (Al2O3)

Uporablja se za zadrževanje staljene kovine.

2 - aluminijev nitrid (AIN)

Uporablja se kot material za integrirana vezja in kot nadomestek za AI203.

3- borov karbid (B4C)

Uporablja se za izdelavo jedrske zaščite.

4 - silicijev karbid (SiC)

Uporablja se za premazovanje kovin, za njegovo odpornost proti oksidaciji.

5 - silicijev nitrid (Si3N4)

Uporabljajo se pri izdelavi sestavnih delov avtomobilskih motorjev in plinskih turbin.

6 - titanov borid (TiB2)

Sodeluje tudi pri izdelavi oklepov.

7- Urania (UO2)

Služi kot gorivo za jedrske reaktorje.

Reference

  1. Alarcón, Javier (s / f). Kemija keramičnih materialov. Izterjano od: uv.es
  2. Q., Felipe (2010). Lastnosti keramike. Vzpostavljeno iz: constructorcivil.org
  3. Lázaro, Jack (2014). Struktura in lastnosti keramike. Vzpostavljeno iz: prezi.com
  4. Mussi, Susan (s / f). Kuhanje Vzpostavljeno iz: ceramicdictionary.com
  5. ARQHYS Magazine (2012). Lastnosti keramike. Vzpostavljeno iz: arqhys.com
  6. Nacionalna tehnološka univerza (2010). Razvrstitev keramičnih materialov. Vzpostavljeno iz: cienciamateriales.argentina-foro.com
  7. Nacionalna tehnološka univerza (s / f). Keramični materiali Vzpostavljeno iz: frm.utn.edu.ar
  8. Wikipedija (s / f). Keramični material Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org