Властивості керамічних матеріалів, типи, використання, характеристики

The керамічні матеріали вони складаються з неорганічних твердих речовин, металевих або інших, які піддавалися нагріванню. Її основа зазвичай глиниста, але існують різні типи з різними композиціями.

Загальна глина - це керамічна паста. Також червона глина - це вид керамічного матеріалу, який має серед алюмінієвих силікатів. Ці матеріали утворюються сумішшю кристалічної та / або склоподібної фаз.

Якщо вони складаються з монокристала, то вони є монофазними. Вони є полікристалічними, коли вони складаються з багатьох кристалів.

Кристалічна структура керамічних матеріалів залежить від величини електричного заряду іонів і відносного розміру катіонів і аніонів..

Чим більше число аніонів, що межують з центральним катіоном, тим стабільнішим буде тверда речовина.

Керамічні матеріали можна знайти у вигляді щільного твердого речовини, волокна, тонкого порошку або плівки.

Походження слова кераміка знаходиться в грецькому слові керамікос, чий сенс - "річ спалена".

Обробка

Обробка керамічних матеріалів залежить від типу матеріалу, який має бути отриманий. Однак виготовлення керамічного матеріалу зазвичай вимагає наступних процесів:

1- Змішування та подрібнення сировини

Це процес, в якому сировина об'єднана і робиться спроба гомогенізувати їх розмір і розподіл.

2- Конформація

У цій фазі формується і узгоджується маса, яка досягається з використанням сировини. Таким чином підвищується щільність суміші, покращуючи її механічні властивості.

3- Лиття

Це процес, за допомогою якого створюється подання або зображення (в третьому вимірі) будь-якого реального об'єкта. Для формування зазвичай виконується один з цих процесів:

Натиснуто

Сировину пресують всередині штампа. Сухе пресування часто використовується для виготовлення вогнетривких виробів та електронних керамічних компонентів. Ця методика дозволяє швидко виготовити кілька штук.

Лиття в барбоніті

Це техніка, яка дозволяє виробляти сотні разів тієї ж форми без помилок або деформацій.

Екструзія

Це процес, під час якого матеріал виштовхується або витягується через фільєру. Він використовується для створення об'єктів з чітким і фіксованим поперечним перерізом.

4- Сушіння

Це процес, який полягає в контролі випаровування води і скорочень, які вона виробляє в шматку.

Це критична фаза процесу, тому що вона залежить від збереження форми.

5- Готування

З цієї фази ви отримуєте "бісквіт". У цьому процесі хімічний склад глини змінюється таким чином, що він є крихким, але пористим по відношенню до води.

У цій фазі тепло повинно повільно зростати до досягнення температури 600 ºC. Після цього першого етапу відбувається декорування, коли вони хочуть зробити.

Важливо, щоб шматки були розділені всередині печі, щоб уникнути деформацій.

Властивості

Хоча властивості цих матеріалів значною мірою залежать від їх складу, вони, як правило, мають наступні властивості:

• Кристалічна структура Однак існують також матеріали, які не мають такої структури або мають її лише в певних секторах.
• Вони мають приблизну щільність 2 г / см3.
• Вона займається матеріалами з теплоізоляційними властивостями електрики і тепла.
• Вони мають низький коефіцієнт розширення.
• Вони мають високу температуру плавлення.
• Вони зазвичай водонепроникні.
• Ми не горючі або не окислюються.
• Вони тверді, але тендітні і одночасно легкі.
• Вони стійкі до стиснення, зносу і корозії.
• Вони мають обмороження або здатність витримувати низькі температури без погіршення.
• Вони мають хімічну стабільність.
• Вони вимагають певної пористості.

Класифікація

1- Червона кераміка

Це найпоширеніший вид глини. Має червонуватий колір, що обумовлено наявністю оксиду заліза.

При приготуванні вона складається з алюмінату і силікату. Це найменш оброблений з усіх. Якщо він зламається, то результатом буде червонуватий земля. Він проникний для газів, рідин і жирів.

Ця глина зазвичай використовується для цегли та підлоги. Її температура приготування становить від 700 до 1000 ° C і може бути покрита оксидом олова, щоб отримати сталевий посуд. Італійська та англійська плитки виготовляються з різних видів глини.

2 - Біла кераміка

Це більш чистий матеріал, тому у них немає плям. Її гранулометрія більш керована і зазвичай глазурована на зовнішній поверхні, щоб підвищити її непроникність.

Використовується у виробництві сантехніки та посуду. У цю групу введіть:

Порцеляна

Це матеріал, який виготовляється з каоліну, типу дуже чистої глини, до якої додають польовий шпат і кварц або кремінь..

Варіння цього матеріалу здійснюється у два етапи: на першій фазі його готують при температурі 1000 або 1300 ° С; а на другому етапі може досягати 1800 ° С.

Фарфор може бути м'яким або твердим. У разі м'яких, у першій фазі приготування досягає 1000 ° С.

Потім її виймають з печі, щоб наносити емаль. Потім вона повертається в піч для другої фази, де застосовується мінімальна температура 1250 ° C.

У разі твердої порцеляни другу фазу варіння проводять при більш високій температурі: 1400 ° С або більше.

А у випадку, якщо він збирається прикрашати, прикраса визначається і йде в духовку, але цього разу при 800 ° С.

Вона має багаторазове застосування в промисловості для розробки об'єктів комерційного використання (посуд, наприклад), або для об'єктів більш спеціалізованого використання (як ізолятори в трансформаторах).

3- Вогнетривкий

Це матеріал, який може витримувати дуже високі температури (до 3000 ° C) без деформування. Це глини, які мають великі пропорції оксиду алюмінію, берилію, торію і цирконію.

Вони готуються між 1300 і 1600 ° C і повинні охолоджуватися поступово, щоб уникнути несправностей, тріщин або внутрішніх напружень.

Європейський стандарт DIN 51060 / ISO / R 836 зазначає, що матеріал є вогнетривким, якщо він пом'якшується при мінімальній температурі 1500 ° C.

Цегла є прикладом такого типу матеріалу, який використовується для будівництва печей.

4- окуляри

Склянки - це рідкі речовини з кремнієвою основою, які при охолодженні тверднуть з різними формами.

Різні флюси додаються до кремнієвої основи, відповідно до типу скла, яке буде виготовлятися. Ці речовини знижують температуру плавлення.

5- Цементи

Це матеріал, що складається з вапняку і молотого кальцію, який стає жорстким, коли він змішується з рідиною (переважно водою), і залишається стояти. У той час як вологий, він може бути сформований до бажаної форми.

6- Абразиви

Вони являють собою мінерали з надзвичайно твердими частинками, що мають оксид алюмінію і алмазну пасту, серед їх компонентів.

Спеціальні керамічні матеріали

Керамічні матеріали є жорсткими і жорсткими, але вони також тендітні, тому вони розробили гібридні або композитні матеріали з матрицею зі скловолокна або полімерного полімеру..

Керамічні матеріали можуть бути використані для розробки цих гібридів. Це матеріали, що складаються з діоксиду кремнію, оксиду алюмінію і деяких металів, таких як кобальт, хром і залізо.

При розробці цих гібридів використовуються дві методики:

Синтезовані

Це техніка, в якій ущільнюються металеві порошки.

Фритта

При такій техніці сплав досягається шляхом стиснення металевого порошку разом з керамічним матеріалом в електричній печі.

У цю категорію приходять так звані композитні матричні кераміки (КМЦ). Серед них можна вказати:

- Карбіди

Як і вольфрам, титан, кремній, хром, бор або карбід кремнію, посилений вуглецем.

- Нітриди

Подібно кремнію, титану, кераміки оксиінітріду або сіалону.

- Керамічні оксиди 

Як і глинозем і цирконій.

- Електрокераміка

Це керамічні матеріали з електричними або магнітними властивостями.

4 головних використання керамічних матеріалів

1 - В аерокосмічній промисловості

У цій галузі необхідні легкі компоненти з опором до високих температур і механічним вимогам.

2- В біомедицині

У цій області вони корисні для приготування кісток, зубів, імплантатів тощо..

3- У електроніці

Де ці матеріали використовуються для виготовлення лазерних підсилювачів, волоконної оптики, конденсаторів, лінз, ізоляторів, серед інших.

4- У енергетиці

Саме там, де керамічні матеріали можуть призводити, наприклад, до компонентів ядерного палива.

7 найбільш видатних керамічних матеріалів

1 - оксид алюмінію (Al2O3)

Використовується для утримання розплавленого металу.

2- Нітрид алюмінію (AIN)

Він використовується як матеріал для інтегральних схем і як замінник AI203.

3- Карбід бору (B4C)

Використовується для виготовлення ядерного екранування.

4- Карбід кремнію (SiC)

Застосовується для покриття металів, його стійкості до окислення.

5- Нітрид кремнію (Si3N4)

Вони використовуються при виготовленні компонентів автомобільних двигунів і газових турбін.

6 - Борид титану (TiB2)

Вона також бере участь у виробництві броні.

7- Уранія (UO2)

Служить паливом для ядерних реакторів.

Список літератури

1. Аларкон, Хав'єр (с / ф). Хімія керамічних матеріалів. Відновлено з: uv.es
2. Q., Феліпе (2010). Властивості кераміки. Отримано з: constructorcivil.org
3. Лазаро, Джек (2014). Структура і властивості кераміки. Отримано з: prezi.com
4. Муссі, Сьюзан (с / ф). Кулінарія Отримано з: ceramicdictionary.com
5. Журнал ARQHYS (2012). Властивості кераміки. Отримано з: arqhys.com
6. Національний технологічний університет (2010). Класифікація керамічних матеріалів. Отримано з: cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Національний технологічний університет (з / ф). Керамічні матеріали Отримано з: frm.utn.edu.ar
8. Вікіпедія (s / f). Керамічний матеріал Отримано з: en.wikipedia.org