Keramikas materiālu īpašības, veidi, pielietojumi, raksturojums

The keramikas materiāli tie sastāv no neorganiskām cietvielām, kas ir metāla vai citādas, kas ir pakļautas karstumam. Tās pamatne parasti ir māla, bet ir dažādi veidi ar dažādiem kompozīcijām.

Parastais māls ir keramikas pasta. Arī sarkanais māls ir keramikas materiāla veids, kas sastāv no alumīnija silikātiem. Šos materiālus veido kristālisko un / vai stiklveida fāžu maisījums.

Ja tie ir izveidoti ar vienu kristālu, tie ir vienfāziski. Tie ir polikristāli, kad tos veido daudzi kristāli.

Keramisko materiālu kristāliskā struktūra ir atkarīga no jonu elektriskās uzlādes vērtības un katjonu un anjonu relatīvā lieluma..

Jo lielāks ir anjonu skaits, kas robežojas ar centrālo katjonu, jo stabilāks būs iegūtais cietais.

Keramikas materiālus var atrast blīvu cietu, šķiedru, smalku pulveru vai plēves formā.

Vārda “keramika” izcelsme ir atrodama grieķu valodā keramikos, kura nozīme ir "nodedzināta lieta".

Apstrāde

Keramikas materiālu apstrāde ir atkarīga no materiāla veida, ko paredzēts iegūt. Tomēr keramikas materiāla ražošanai parasti ir vajadzīgi šādi procesi:

1. Izejvielu sajaukšana un malšana

Tas ir process, kurā izejvielas tiek apvienotas, un tiek mēģināts homogenizēt to lielumu un izplatību.

2. Konformācija

Šajā fāzē tiek ņemta vērā masa, kas tiek panākta ar izejvielām. Tādējādi palielinās maisījuma blīvums, uzlabojot tā mehāniskās īpašības.

3. Cilnis

Tas ir process, kurā tiek izveidots jebkura reāla objekta attēlojums vai attēls (trešajā dimensijā). Lai parasti veidotu vienu no šiem procesiem, veic:

Presēts

Izejmateriāls tiek saspiests māla iekšpusē. Sausā presēšana bieži tiek izmantota ugunsizturīgu izstrādājumu un elektronisko keramisko komponentu izgatavošanai. Šī metode ļauj ātri izgatavot vairākus gabalus.

Liešana bikarbonītā

Tā ir tehnika, kas ļauj ražot simtiem reižu tādu pašu formu bez kļūdām vai deformācijām.

Ekstrūzija

Tas ir process, kura laikā materiāls tiek izspiests vai izvilkts caur mirtni. To izmanto, lai radītu objektus ar skaidru un fiksētu šķērsgriezumu.

4- Žāvēšana

Tas ir process, kurā tiek kontrolēta ūdens iztvaikošana un kontrakcijas, ko tā rada gabalā.

Tas ir kritisks procesa posms, jo tas ir atkarīgs no tā, kā tas saglabā formu.

5. Pavārmāksla

No šī posma jūs saņemsiet "sūkļa kūku". Šajā procesā māla ķīmisko sastāvu maina tā, ka tas ir trausls, bet porains ūdenim.

Šajā fāzē siltumam jābūt lēni pieaugam, līdz tiek sasniegta 600 ° C temperatūra. Pēc šī pirmās fāzes tiek veidoti rotājumi, kad viņi vēlas.

Ir svarīgi nodrošināt, lai gabali tiktu atdalīti cepeškrāsnī, lai izvairītos no deformācijām.

Rekvizīti

Lai gan šo materiālu īpašības lielā mērā ir atkarīgas no to sastāva, tām parasti ir šādas īpašības:

• Kristāla struktūra Tomēr ir arī materiāli, kuriem nav šīs struktūras, vai arī to var izmantot tikai noteiktās nozarēs.
• To aptuvenais blīvums ir 2 g / cm3.
• Tā nodarbojas ar materiāliem ar elektroenerģijas un siltuma izolācijas īpašībām.
• Tiem ir zems paplašināšanās koeficients.
• Tiem ir augsts kušanas punkts.
• Tie parasti ir ūdensizturīgi.
• Mēs neesam viegli uzliesmojoši vai oksidējami.
• Tie ir grūti, bet vienlaikus trausli un viegli.
• Tie ir izturīgi pret kompresiju, nodilumu un koroziju.
• Viņiem ir sasalums vai spēja izturēt zemas temperatūras bez bojājumiem.
• Viņiem ir ķīmiskā stabilitāte.
• Tie prasa noteiktu porainību.

Klasifikācija

1. Sarkana keramika

Tas ir visizplatītākais māla veids. Tam ir sarkanīga krāsa, kas rodas dzelzs oksīda klātbūtnes dēļ.

Pēc vārīšanas tas sastāv no alumināta un silikāta. Tas ir vismazāk apstrādātais. Ja tas saplīst, rezultāts ir sarkanīga zeme. Tas ir caurlaidīgs gāzēm, šķidrumiem un taukiem.

Šo mālu parasti izmanto ķieģeļiem un grīdām. Tās gatavošanas temperatūra svārstās no 700 līdz 1000 ° C, un to var pārklāt ar alvas oksīdu, lai iegūtu stanifru traukus. Itāļu un angļu flīzes tiek izgatavotas no dažāda veida māliem.

2 - Baltā keramika

Tas ir tīrāks materiāls, tāpēc viņiem nav plankumu. Tās granulometrija ir vairāk kontrolēta un parasti stiklota uz tās ārējās virsmas, lai uzlabotu tā necaurlaidību.

To izmanto sanitārtehnikas izstrādājumu un galda piederumu ražošanā. Šajā grupā ievadiet:

Porcelāns

Tas ir no kaolīna izgatavots materiāls, kas ir ļoti tīrs māls, kam pievienots laukšpars un kvarcs vai krama..

Šā materiāla gatavošana notiek divās fāzēs: pirmajā fāzē to pagatavo 1000 vai 1300 ° C temperatūrā; un otrajā fāzē var sasniegt 1800 ° C.

Porcelāni var būt mīksti vai cieti. Mīksta gadījumā pirmajā gatavošanas fāzē sasniedz 1000 ° C.

Pēc tam to noņem no krāsns, lai uzklātu emalju. Un tad tas atgriezīsies cepeškrāsnī otrā fāzē, kur tiek piemērota minimālā temperatūra 1250 ° C.

Cietu porcelānu gadījumā otrā gatavošanas fāze tiek veikta augstākā temperatūrā: 1400 ° C vai vairāk.

Un, ja tā gatavojas izdaiļot, apdare ir definēta un dodas krāsnī, bet šoreiz 800 ° C temperatūrā.

Tas ir vairākkārt izmantojams rūpniecībā, lai izstrādātu komerciālas izmantošanas objektus (piemēram, galda piederumus) vai specializētākus objektus (kā izolatorus transformatoros)..

3. Ugunsizturīgs

Tas ir materiāls, kas var izturēt ļoti augstas temperatūras (līdz 3000 ° C) bez deformācijas. Tie ir māli, kuriem ir liela alumīnija oksīda, berilija, torija un cirkonija daļa.

Tie ir vārīti no 1300 līdz 1600 ° C, un tie ir jāatdzesē pakāpeniski, lai izvairītos no bojājumiem, plaisām vai iekšējiem spriegumiem.

Eiropas standarts DIN 51060 / ISO / R 836 nosaka, ka materiāls ir ugunsizturīgs, ja tas mīkstina ar minimālo temperatūru 1500 ° C..

Ķieģeļi ir šāda veida materiāla piemērs, ko izmanto krāsnīm.

4 - Brilles

Brilles ir šķidras vielas ar silīcija pamatni, kas atdzesējot sacietē ar dažādām formām.

Silīcija pamatnei tiek pievienotas dažādas plūsmas atkarībā no ražojamā stikla veida. Šīs vielas pazemina kušanas temperatūru.

5- Cements

Tas ir materiāls, kas sastāv no kaļķakmens un grunts kalcija, kas kļūst neelastīgs, tiklīdz tas ir sajaukts ar šķidrumu (vēlams, ūdeni) un ļauj nostāties. Lai gan tas ir slapjš, to var veidot līdz vēlamajai formai.

6- Abrazīvie materiāli

Tie ir minerāli ar ļoti cietām daļiņām, un to sastāvdaļās ir alumīnija oksīds un dimanta pastas.

Īpaši keramikas materiāli

Keramikas materiāli ir cieti un izturīgi, bet ir arī trausli, tāpēc tie ir izstrādājuši hibrīda vai kompozītmateriālus ar stikla šķiedras vai plastmasas polimēra matricu..

Šo hibrīdu izstrādei var izmantot keramikas materiālus. Tie ir materiāli, kas sastāv no silīcija dioksīda, alumīnija oksīda un dažiem metāliem, piemēram, kobalta, hroma un dzelzs.

Šo hibrīdu izstrādē tiek izmantotas divas metodes:

Sintēze

Tā ir metode, kurā metāliski pulveri ir saspiesti.

Frīts

Ar šo metodi sakausējums tiek panākts, saspiežot metāla pulveri kopā ar keramisko materiālu elektriskā krāsnī.

Šajā kategorijā nonāk tā sauktā kompozīta matricas keramika (CMC). To vidū var uzskaitīt:

- Karbīdi

Tāpat kā volframs, titāns, silīcijs, hroms, bors vai oglekļa pastiprināts silīcija karbīds.

- Nitrīdi

Tāpat kā silīcijs, titāns, keramikas oksinitrīds vai sialons.

- Keramikas oksīdi 

Tāpat kā alumīnija oksīds un cirkonijs.

- Elektrokeramika

Tie ir keramikas materiāli ar elektriskām vai magnētiskām īpašībām.

Keramikas materiālu 4 galvenie izmantošanas veidi

1 - Aviācijas un kosmosa rūpniecībā

Šajā jomā ir nepieciešamas vieglas sastāvdaļas ar izturību pret augstām temperatūrām un mehāniskām prasībām.

2 - biomedicīnā

Šajā jomā tie ir noderīgi kaulu, zobu, implantu uc sagatavošanai..

3 - Elektronikā

Ja šos materiālus izmanto lāzeru pastiprinātāju, šķiedru optikas, kondensatoru, lēcu, izolatoru ražošanai, cita starpā.

4. Enerģētikas nozarē

Piemēram, keramikas materiāli var izraisīt kodoldegvielas sastāvdaļas.

7 izcilākie keramikas materiāli

1 - Alumīnija oksīds (Al2O3)

To izmanto, lai saturētu izkausētu metālu.

2- Alumīnija nitrīds (AIN)

To izmanto kā materiālu integrālajām shēmām un aizstājēju AI203.

3 - bora karbīds (B4C)

To izmanto kodolizolācijas izgatavošanai.

4 - silīcija karbīds (SiC)

To izmanto metālu pārklāšanai, tā izturībai pret oksidāciju.

5- Silīcija nitrīds (Si3N4)

Tos izmanto automobiļu dzinēju un gāzes turbīnu komponentu ražošanā.

6) titāna borīds (TiB2)

Tā arī piedalās bruņu ražošanā.

7- Uranija (UO2)

Kalpo kā degviela kodolreaktoriem.

Atsauces

1. Alarcón, Javier (s / f). Keramikas materiālu ķīmija. Atgūts no: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Keramikas īpašības. Saturs iegūts no: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Keramikas struktūra un īpašības. Saturs iegūts no: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Pavārmāksla Saturs iegūts no: ceramicdictionary.com
5. ARQHYS Magazine (2012). Keramikas īpašības. Saturs iegūts no: arqhys.com
6. Nacionālā tehnoloģiskā universitāte (2010). Keramisko materiālu klasifikācija. Saturs iegūts no: cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Nacionālā tehnoloģiskā universitāte (s / f). Keramikas materiāli Saturs iegūts no: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Keramikas materiāls Saturs iegūts no: en.wikipedia.org