КЕРАМИЧНИ МАТЕРИАЛИ: СВОЙСТВА, ВИДОВЕ, ПРИЛОЖЕНИЯ - КУЛТУРЕН РЕЧНИК - 2025

На керамични материали са съставени от неорганични метални или не твърди вещества, които са били подложени на топлина. Основата му обикновено е глина, но има различни видове с различни състави.

Обикновената глина е керамична паста. Също така червената глина е вид керамичен материал, който има алуминиеви силикати сред своите компоненти. Тези материали се образуват от смес от кристална и / или стъклена фаза.

Ако са направени с монокристал, те са еднофазни. Те са поликристални, когато са съставени от много кристали.

Кристалната структура на керамичните материали зависи от стойността на електрическия заряд на йоните и относителния размер на катионите и анионите. Колкото по-голямо е количеството на аниони, които обграждат централния катион, толкова по-стабилно ще бъде полученото твърдо вещество.

Керамичните материали могат да бъдат под формата на плътно твърдо, влакно, фин прах или филм.

Произходът на думата керамика се намира в гръцката дума keramikos, чието значение е "изгоряло нещо".

преследване

Обработката на керамичните материали зависи от вида на материала, който ще се получи. Въпреки това, производството на керамичен материал обикновено изисква следните процеси:

1- Смесване и смилане на суровините

Това е процесът, в който се съединяват суровините и се прави опит за хомогенизиране на техния размер и разпределение.

2- Конформация

В тази фаза тестото получава форма и консистенция, което се постига със суровините. По този начин се увеличава плътността на сместа, подобрявайки нейните механични свойства.

3- Формоване

Това е процесът, чрез който се създава представяне или изображение (в трето измерение) на всеки реален обект. Един от тези процеси обикновено се провежда за формиране:

натискане

Суровината се пресова в матрица. Сухото пресоване често се използва за изработка на огнеупорни продукти и електронни керамични компоненти. Тази техника позволява бързото производство на няколко броя.

Барбонитово формоване

Това е техника, която позволява да се произвежда една и съща форма стотици пъти без грешки или деформации.

пресоване

Това е процес, по време на който материалът се изтласква или извлича през матрица. Използва се за генериране на обекти с ясно и фиксирано сечение.

4- Сушене

Това е процес, който се състои в контролирането на изпарението на водата и свиванията, които тя произвежда на парче.

Това е критична фаза на процеса, тъй като от него зависи дали парчето поддържа формата си.

5- Готвене

От тази фаза се получава "тортата". В този процес химическият състав на глината се променя, за да стане крехък, но воден порест.

В тази фаза топлината трябва да се повишава бавно, докато не се достигне температура от 600 ° C. След тази първа фаза декорациите се правят, когато искат да бъдат направени.

Важно е да се гарантира, че парчетата са разделени вътре във фурната, за да се избегне деформация.

Свойства на керамичните материали

Въпреки че свойствата на тези материали до голяма степен зависят от техния състав, като цяло те споделят следните свойства:

• Кристална структура. Има обаче и материали, които нямат тази структура или я имат само в определени сектори.
• Те имат плътност приблизително 2 g / cm3.
• Това са материали с изолационни свойства на електричество и топлина.
• Те имат нисък коефициент на разширение.
• Те имат висока точка на топене.
• По принцип са водоустойчиви.
• Нито са горими, нито окисляват.
• Те са твърди, но същевременно чупливи и леки.
• Те са устойчиви на компресия, износване и корозия.
• Те имат слана или способността да издържат на ниски температури, без да се влошават.
• Те имат химическа стабилност.
• Изискват известна порьозност.

Класификация: видове керамични материали

1- Червена керамика

Това е най-разпространеният вид глина. Той има червеникав цвят, който се дължи на наличието на железен оксид.

Когато се готви, той е съставен от алуминат и силикат. Тя е най-малко обработената от всички. Ако се счупи, резултатът е червеникава земя. Той е пропусклив за газове, течности и мазнини.

Тази глина обикновено се използва за тухли и подове. Температурата му на изпичане варира от 700 до 1000 ° C и може да се покрие с калаен оксид, за да се получи водонепроницаема керамика. Италианският и английският фаянс се правят с различни видове глина.

2- Бяла керамика

Той е по-чист материал, така че те нямат петна. Гранулометрията им е по-контролирана и обикновено емайлирана отвън, за да подобри тяхната непроницаемост.

Използва се при производството на санитарен фаянс и прибори за хранене. Тази група включва:

порцелан

Това е материал, който е направен от каолин, много чист вид глина, към която са добавени фелдшпат и кварц или кремък.

Готвенето на този материал се извършва на две фази: в първата фаза се готви при температура 1000 или 1300 ° C; и във втората фаза може да се достигне 1800 ° С.

Порцеланите могат да бъдат меки или твърди. При меките, първата фаза на готвене достига 1000 ° C.

След това се изважда от фурната, за да се нанесе глазура. След това се връща във фурната за втората фаза, в която се прилага минимална температура от 1250 ° C.

В случай на твърди порцелани, втората фаза на готвене се извършва при по-висока температура: 1400 ° C или повече.

И ако трябва да се украси, определената украса се прави и се слага във фурната, но този път при приблизително 800 ° C.

Той има многобройни приложения в индустрията за направата на обекти за търговска употреба (например прибори за хранене) или за обекти за по-специализирана употреба (като изолация в трансформатори).

3- Огнеупорни

Това е материал, който може да издържи на много високи температури (до 3000 ° C), без да се деформира. Те са глини, които имат големи пропорции на алуминиев оксид, берилий, торий и цирконий.

Готвят се между 1300 и 1600 ° C и трябва да се охлаждат постепенно, за да се избегнат повреда, пукнатини или вътрешни напрежения.

Европейският стандарт DIN 51060 / ISO / R 836 установява, че даден материал е огнеупорен, ако омекне с минимална температура от 1500 ° C.

Тухлите са пример за този вид материал, който се използва за изграждането на фурни.

4- очила

Очилата са течни вещества на основата на силиций, които се втвърдяват в различни форми, когато изстинат.

Към силициевата основа се добавят различни флуидни вещества според вида на стъклото, което ще се произвежда. Тези вещества понижават точката на топене.

5- цименти

Това е материал, съставен от варовик и смлян калций, който става твърд, след като се смеси с течност (за предпочитане вода), и се оставя да се утаи. Докато е мокър, той може да бъде оформен до желаната ви форма.

6- Абразиви

Те са минерали с изключително твърди частици и сред техните компоненти имат алуминиев оксид и диамантена паста.

Специални керамични материали

Керамичните материали са устойчиви и твърди, но също са крехки, поради което са разработени хибридни или композитни материали с матрица от фибростъкло или пластмаса.

За разработването на тези хибриди могат да се използват керамични материали. Това са материали, съставени от силициев диоксид, алуминиев оксид и някои метали като кобалт, хром и желязо.

При разработването на тези хибриди се използват две техники:

Синтезираните

Това е техниката, при която металните прахове се уплътняват.

Пърженото

С тази техника сплавта се постига чрез пресоване на металния прах заедно с керамичния материал в електрическа пещ.

Така наречената композитна матрична керамика (CMC) попада в тази категория. Те могат да бъдат изброени:

- Карбиди

Такива като волфрам, титан, силиций, хром, бор или подсилен с въглерод силициев карбид.

- Нитриди

Такива като силиций, титан, керамичен оксинитрид или сиалон.

-

Те са керамични материали с електрически или магнитни свойства.

Четирите основни приложения на керамичните материали

1- В аерокосмическата индустрия

В това поле са необходими леки компоненти, устойчиви на високи температури и механични изисквания.

2- В биомедицината

В тази област те са полезни за направата на кости, зъби, импланти и др.

3- В електрониката

Когато тези материали се използват за производството на лазерни усилватели, оптични влакна, кондензатори, лещи, изолатори, наред с други.

4- В енергийната индустрия

Именно там керамичните материали могат да доведат до компоненти на ядрени горива, например.

7-те най-забележителни керамични материали

1- алуминиев оксид (Al2O3)

Използва се за съдържане на разтопен метал.

2- Алуминиев нитрид (AIN)

Използва се като материал за интегрални схеми и като заместител на AI203.

3- Бор карбид (B4C)

Използва се за направата на ядрена броня.

4- Силициев карбид (SiC)

Използва се за покриване на метали, поради устойчивостта му към окисляване.

5- Силициев нитрид (Si3N4)

Използват се при производството на компоненти за автомобилни двигатели и газови турбини.

6- Титаниев борид (TiB2)

Освен това участва в производството на щитове.

7- Урания (UO2)

Той служи като гориво за ядрените реактори.

Препратки

1. Аларкон, Хавиер (s / f). Химия на керамичните материали. Възстановени от: uv.es
2. В., Фелипе (2010). Керамични свойства. Възстановено от: constructorcivil.org
3. Лазаро, Джак (2014). Структура и свойства на керамиката. Възстановено от: prezi.com
4. Муси, Сюзън (s / f). Готвене. Възстановено от:ramicdictionary.com
5. Списание ARQHYS (2012). Керамични свойства. Възстановени от: arqhys.com
6. Национален технологичен университет (2010 г.). Класификация на керамичните материали. Възстановени от: Cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Национален технологичен университет (s / f). Керамични материали. Възстановено от: frm.utn.edu.ar
8. Уикипедия (s / f). Керамичен материал. Възстановено от: es.wikipedia.org