Keraminės medžiagos savybės, tipai, naudojimo būdai, charakteristikos

The keraminės medžiagos jie susideda iš neorganinių kietų medžiagų, metalų arba kitokių, kurie buvo apšiltinti. Jos pagrindas paprastai yra molis, tačiau yra įvairių tipų su skirtingomis kompozicijomis.

Paprastas molis yra keraminė pasta. Be to, raudonas molis yra keraminės medžiagos tipas, kurio sudėtyje yra aliuminio silikato. Šios medžiagos susidaro kristalinių ir (arba) stiklinių fazių mišiniu.

Jei jie yra sudaryti iš vieno kristalo, jie yra vienfaziai. Jie yra polikristaliniai, kai juos sudaro daug kristalų.

Keraminių medžiagų kristalinė struktūra priklauso nuo jonų elektros įkrovos vertės ir santykinio katijonų ir anijonų dydžio..

Kuo daugiau anijonų ribojasi su centriniu katijonu, tuo stabilesnė bus gauta kieta medžiaga.

Keramines medžiagas galima rasti tankios kietos medžiagos, pluošto, smulkių miltelių ar plėvelių pavidalu.

Žodis „keramika“ kilęs iš graikų kalbos keramikos, kurio reikšmė yra „sudeginta“.

Apdorojimas

Keraminių medžiagų apdorojimas priklauso nuo medžiagos, kurią ketinate gauti, rūšies. Tačiau keraminės medžiagos gamybai paprastai reikalingi šie procesai:

1 - Žaliavų maišymas ir šlifavimas

Tai procesas, kurio metu suvienytos žaliavos ir bandoma suvienodinti jų dydį ir paskirstymą.

2- Konformacija

Šiame etape formuojama ir suderinama su žaliavomis pasiekiama masė. Tokiu būdu padidėja mišinio tankis, pagerinant jo mechanines savybes.

3 - Liejimas

Tai yra procesas, kuriuo sukuriamas bet kurio tikrojo objekto atvaizdas arba vaizdas (trečiajame matme). Paprastai atliekamas vienas iš šių procesų:

Spaudžiama

Žaliava spaudžiama viduje. Sausas presavimas dažnai naudojamas ugniai atspariems gaminiams ir elektroniniams keramikos komponentams gaminti. Šis metodas leidžia greitai gaminti kelis gabalus.

Liejimas karbonitu

Tai technika, leidžianti gaminti šimtus kartų tą pačią formą be klaidų ar deformacijų.

Ekstruzija

Tai procesas, kurio metu medžiaga yra stumiama arba išgaunama per mirtį. Jis naudojamas objektams, turintiems aiškų ir fiksuotą skerspjūvį, generuoti.

4- Džiovinimas

Tai procesas, kurį sudaro vandens garavimo ir susikaupimų, kuriuos jis gamina gabale, kontrolė.

Tai yra esminis proceso etapas, nes jis priklauso nuo gabalo, išlaikančio jo formą.

5. Virimas

Nuo šio etapo gausite „kempinę“. Šiame procese molio cheminė sudėtis keičiama taip, kad ji būtų trapi, bet akytinga vandeniui.

Šiame etape šiluma turi didėti lėtai, kol pasiekiama 600 ° C temperatūra. Po šio pirmojo etapo, kai jie nori, dekoracijos yra daromos.

Svarbu užtikrinti, kad gabalai būtų atskirti orkaitės viduje, kad išvengtumėte deformacijų.

Savybės

Nors šių medžiagų savybės labai priklauso nuo jų sudėties, jos paprastai turi šias savybes:

• Kristalinė struktūra Tačiau yra ir medžiagų, kurios neturi šios struktūros arba turi tik tam tikruose sektoriuose.
• Jų apytikslis tankis yra 2 g / cm3.
• Jis skirtas medžiagoms, turinčioms elektros ir šilumos izoliacijos savybes.
• Jie turi mažą plėtros koeficientą.
• Jie turi aukštą lydymosi temperatūrą.
• Jie paprastai yra vandeniui atsparūs.
• Esame ne degūs ar oksiduojami.
• Jie yra sunkūs, bet trapūs ir šviesūs tuo pačiu metu.
• Jie atsparūs suspaudimui, nusidėvėjimui ir korozijai.
• Jie turi užšalimo ar sugebėjimą atlaikyti žemą temperatūrą be blogėjimo.
• Jie turi cheminį stabilumą.
• Jie reikalauja tam tikro poringumo.

Klasifikacija

1 - Raudona keramika

Tai yra gausiausias molio tipas. Ji turi rausvą spalvą, kuri atsiranda dėl geležies oksido.

Kai virti, jis susideda iš aliuminato ir silikato. Tai yra mažiausiai apdorota. Jei ji pertrauka, rezultatas yra rausvai žemė. Ji yra pralaidi dujoms, skysčiams ir riebalams.

Šis molis paprastai naudojamas plytoms ir grindims. Jo virimo temperatūra svyruoja nuo 700 iki 1000 ° C, ir gali būti padengta alavo oksidu, kad gautų staniferinius indus. Italijos ir anglų plytelės yra pagamintos iš įvairių rūšių molio.

2 - balta keramika

Tai yra grynesnė medžiaga, todėl jie neturi dėmių. Jo granulometrija yra labiau kontroliuojama ir paprastai įstiklinama ant išorinio paviršiaus, kad padidintų jo nepralaidumą.

Jis naudojamas sanitariniams ir stalo indams gaminti. Šioje grupėje įveskite:

Porcelianas

Tai medžiaga, pagaminta iš kaolino, labai gryno molio, prie kurio pridedama lauko špatas ir kvarcas arba žiedas..

Šios medžiagos virimas atliekamas dviem etapais: pirmuoju etapu jis virinamas 1000 arba 1300 ° C temperatūroje; ir antrajame etape gali siekti 1800 ° C.

Porcelianai gali būti minkšti arba kieti. Jei minkštas, pirmame virimo etape pasiekiama 1000 ° C.

Tada jis išimamas iš orkaitės, kad būtų naudojamas emalis. Tada jis grįžta į krosnį antrajam etapui, kai taikoma mažiausia temperatūra 1250 ° C.

Kietų porcelianų atveju antroji virimo fazė atliekama aukštesnėje temperatūroje: 1400 ° C ar daugiau.

Ir jei ji bus papuošti, apdaila yra apibrėžta ir eina į orkaitę, bet šį kartą 800 ° C temperatūroje.

Pramonėje ji daug kartų naudoja komercinio naudojimo objektus (pavyzdžiui, stalo indus) arba specializuotesnio naudojimo objektus (kaip transformatorių izoliatorius)..

3 - Ugniai atsparūs

Tai medžiaga, galinti atlaikyti labai aukštą temperatūrą (iki 3000 ° C) be deformacijos. Jie yra moliai, turintys didelę aliuminio oksido, berilio, torio ir cirkonio dalį.

Jie virinami nuo 1300 iki 1600 ° C, ir jie turi būti palaipsniui aušinami, kad būtų išvengta gedimų, įtrūkimų ar vidinių įtempių.

Europos standartas DIN 51060 / ISO / R 836 teigia, kad medžiaga yra atspari ugniai, jei ji minkština mažiausiai 1500 ° C temperatūroje..

Plytos yra tokio tipo medžiagos pavyzdys, naudojamos krosnių gamybai.

4- Akiniai

Akiniai - tai skystos medžiagos, turinčios silicio pagrindą, kuris atšaldomas skirtingomis formomis.

Priklausomai nuo gaminamo stiklo tipo, į silicio pagrindą pridedami skirtingi srautai. Šios medžiagos sumažina lydymosi temperatūrą.

5- Cementai

Tai medžiaga, sudaryta iš kalkakmenio ir grunto kalcio, kuris tampa kietas, kai jis sumaišomas su skysčiu (pageidautina vandeniu) ir leidžiama stovėti. Drėgna, ji gali būti formuojama į norimą formą.

6- Abrazyvai

Jie yra mineralinės medžiagos, turinčios labai kietų dalelių, kurių sudėtyje yra aliuminio oksido ir deimantų pasta.

Specialios keramikos medžiagos

Keraminės medžiagos yra kietos ir kietos, tačiau jos taip pat yra trapios, todėl sukūrė hibridines ar kompozitines medžiagas su stiklo pluošto ar plastiko polimerų matrica..

Šiems hibridams sukurti galima naudoti keramines medžiagas. Tai medžiagos, sudarytos iš silicio dioksido, aliuminio oksido ir kai kurių metalų, tokių kaip kobalto, chromo ir geležies.

Rengiant šiuos hibridus naudojami du metodai:

Sintezuota

Tai yra metodas, kuriame metaliniai milteliai yra suspausti.

Fritas

Šiuo metodu lydinys pasiekiamas suspaustą metalo miltelius kartu su keramine medžiaga elektrinėje orkaitėje.

Šioje kategorijoje yra vadinamoji sudėtinė matricų keramika (CMC). Tarp jų gali būti išvardyti:

- Karbidai

Kaip volframas, titanas, silicis, chromas, boras arba anglies dioksidas sustiprintas silicio karbidas.

- Nitritai

Kaip silicis, titanas, keraminis oksinitridas ar sialonas.

- Keraminiai oksidai 

Kaip ir aliuminio oksidas ir cirkonis.

- Elektrokamerinis

Tai keraminės medžiagos, turinčios elektrinių ar magnetinių savybių.

Keturi pagrindiniai keraminių medžiagų naudojimo būdai

1 - Orlaivių pramonėje

Šioje srityje reikalingi lengvi komponentai, atsparūs aukštai temperatūrai ir mechaniniams reikalavimams.

2 - biomedicinos srityje

Šioje srityje jie yra naudingi ruošiant kaulus, dantis, implantus ir pan..

3 - Elektronikoje

Kai šios medžiagos naudojamos lazeriniams stiprintuvams, skaidulinėms optikoms, kondensatoriams, lęšiams, izoliatoriams gaminti, be kita ko,.

4- Energijos pramonėje

Pavyzdžiui, keraminės medžiagos gali sukelti branduolinio kuro komponentus.

7 išskirtinės keraminės medžiagos

1 - aliuminio oksidas (Al2O3)

Jis naudojamas lydytam metalui laikyti.

2- Aliuminio nitridas (AIN)

Jis naudojamas kaip integrinių grandynų medžiaga ir kaip AI203 pakaitalas.

3-boro karbidas (B4C)

Jis naudojamas branduoliniam ekranavimui gaminti.

4- Silicio karbidas (SiC)

Jis naudojamas metalų padengimui, atsparumui oksidacijai.

5- Silicio nitridas (Si3N4)

Jie naudojami automobilių variklių ir dujų turbinų komponentams gaminti.

6 - titano boridas (TiB2)

Ji taip pat dalyvauja šarvų gamyboje.

7- Uranija (UO2)

Tarnauja kaip kuras branduoliniams reaktoriams.

Nuorodos

1. Alarcón, Javier (s / f). Keraminių medžiagų chemija. Susigrąžinta iš: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Keramikos savybės. Gauta iš: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Keramikos struktūra ir savybės. Gauta iš: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Virimas Gauta iš: ceramicdictionary.com
5. „ARQHYS“ žurnalas (2012). Keramikos savybės. Gauta iš: arqhys.com
6. Nacionalinis technologijos universitetas (2010). Keraminių medžiagų klasifikavimas. Gauta iš: cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Nacionalinis technologijų universitetas (s / f). Keraminės medžiagos Gauta iš: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Keraminė medžiaga Gauta iš: en.wikipedia.org