КЕРАМІЧНІ МАТЕРІАЛИ: ВЛАСТИВОСТІ, ВИДИ, ВИКОРИСТАННЯ - КУЛЬТУРНА ЛЕКСИКА - 2025

В керамічні матеріали складаються з неорганічних, металевих або не є твердими речовинами , які зазнали тепло. Основою його зазвичай є глина, але є різні типи з різним складом.

Звичайна глина - це керамічна паста. Також червона глина - це тип керамічного матеріалу, який серед своїх компонентів має силікати алюмінію. Ці матеріали утворюються сумішшю кристалічної та / або скляної фаз.

Якщо вони виготовлені з монокристалом, вони є однофазними. Вони є полікристалічними, коли складаються з багатьох кристалів.

Кристалічна структура керамічних матеріалів залежить від величини електричного заряду іонів та відносного розміру катіонів та аніонів. Чим більша кількість аніонів, які оточують центральний катіон, тим стійкішим буде тверда речовина.

Керамічні матеріали можуть бути у вигляді щільного твердого речовини, волокна, тонкого порошку або плівки.

Походження слова кераміка зустрічається у грецькому слові керамікос, значення якого - «спалена річ».

Звинувачення

Обробка керамічних матеріалів залежить від типу матеріалу, який потрібно отримати. Однак для виготовлення керамічного матеріалу зазвичай потрібні наступні процеси:

1- Змішування та подрібнення сировини

Це процес, в якому з'єднується сировина і робиться спроба гомогенізувати їх розміри та розподіл.

2- Конформація

У цій фазі тісту надається форма та консистенція, що досягається із сировиною. Таким чином збільшується щільність суміші, поліпшуючи її механічні властивості.

3- Ліплення

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

Натискання

Сировину пресують у матрицю. Сухе пресування часто використовується для виготовлення вогнетривких виробів та електронних керамічних компонентів. Цей прийом дозволяє швидко виготовити кілька штук.

Барбонітове лиття

Це техніка, яка дозволяє випускати одну і ту ж форму в сотні разів без помилок або деформацій.

Екструзія

Це процес, під час якого матеріал виштовхується або витягується через штамб. Використовується для генерації об'єктів з чітким і нерухомим перетином.

4- Сушка

Це процес, який складається з контролю випаровування води та стиснення, яке вона виробляє в шматку.

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

5- Приготування їжі

З цієї фази виходить «торт». У цьому процесі хімічний склад глини змінюється, щоб вона стала крихкою, але водно-пористою.

У цій фазі тепло повинно повільно підніматися до досягнення температури 600ºC. Після цієї першої фази прикраси роблять, коли вони хочуть зробити.

Важливо стежити, щоб шматочки були розділені всередині духовки, щоб уникнути деформації.

Властивості керамічних матеріалів

Хоча властивості цих матеріалів багато в чому залежать від їх складу, загалом вони мають такі властивості:

• Кристалічна структура. Однак є також матеріали, які не мають цієї структури або мають її лише в певних галузях.
• Вони мають щільність приблизно 2 г / см3.
• Це матеріали з ізоляційними властивостями електрики та тепла.
• Вони мають низький коефіцієнт розширення.
• Вони мають високу температуру плавлення.
• Вони, як правило, водонепроникні.
• Вони не є ні горючими, ні окислювальними.
• Вони жорсткі, але крихкі і легкі водночас.
• Вони стійкі до стиснення, зносу та корозії.
• У них мороз, або здатність витримувати низькі температури, не погіршуючись.
• Вони мають хімічну стійкість.
• Вони вимагають певної пористості.

Класифікація: види керамічних матеріалів

1- Червона кераміка

Це найпоширеніший вид глини. Він має червонуватий колір, що пояснюється наявністю оксиду заліза.

Коли його готують, він складається з алюмінату та силікату. Це найменш оброблений з усіх. Якщо вона переломиться, то в результаті виходить червонувата земля. Воно проникне для газів, рідин і жирів.

Ця глина зазвичай використовується для цегли та підлоги. Температура його випалу коливається від 700 до 1000 ° C, і його можна покрити оксидом олова для отримання водонепроникного глиняного посуду. Італійська та англійська фаянс виготовляють з різних видів глини.

2- Біла кераміка

Це більш чистий матеріал, тому на них немає плям. Їх гранулометрія більш контрольована, і вони, як правило, емальовані зовні, щоб підвищити їх непроникність.

Застосовується при виготовленні сантехніки та столового посуду. До цієї групи належать:

Порцеляна

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

Приготування цього матеріалу здійснюється в два етапи: на першій фазі його готують при температурі 1000 або 1300 ° С; а на другій фазі можна досягти 1800 ° С.

Порцеляни можуть бути м'якими або твердими. Що стосується м’яких, то перша фаза варіння досягає 1000 ° C.

Потім його виймають з духовки для нанесення глазурі. А потім повертається в духовку на другу фазу, в якій застосовується мінімальна температура 1250 ° С.

Що стосується твердих порцелянових виробів, друга фаза варіння проводиться при більш високій температурі: 1400 ° С і більше.

І якщо його потрібно прикрасити, визначений декор роблять і ставлять у духовку, але цього разу при приблизно 800 ° C.

У галузі багаторазове використання для виготовлення предметів для комерційного використання (наприклад, посуд для посуду) або для об'єктів для більш спеціалізованого використання (наприклад, ізоляція в трансформаторах).

3- Вогнетривкі

Це матеріал, який витримує дуже високі температури (до 3000 ° C) без деформації. Це глини, які мають велику частку оксиду алюмінію, берилію, торію та цирконію.

Вони готуються при температурі від 1300 до 1600 ° C, і їх слід поступово охолоджувати, щоб уникнути поломки, тріщин або внутрішніх напруг.

Європейський стандарт DIN 51060 / ISO / R 836 встановлює, що матеріал є вогнетривким, якщо він розм'якшується при мінімальній температурі 1500 ° С.

Цегла - приклад цього типу матеріалу, який використовується для будівництва печей.

4- Окуляри

Окуляри - це рідкі речовини на основі кремнію, які твердають у різних формах при охолодженні.

У кремнієву основу додаються різні флюсові речовини, відповідно до типу скла, що виготовляється. Ці речовини знижують температуру плавлення.

5- Цементи

Це матеріал, що складається з вапняку і меленого кальцію, який стає жорстким, коли його змішують з рідиною (бажано водою), і йому дозволяють осідати. Поки мокрі, його можна формувати до потрібної форми.

6- Абразиви

Це мінерали з надзвичайно твердими частинками, серед яких є оксид алюмінію та алмазна паста.

Спеціальні керамічні матеріали

Керамічні матеріали стійкі і тверді, але також неміцні, тому гібридні або композитні матеріали були розроблені зі склопластику або пластикової полімерної матриці.

Для розвитку цих гібридів можуть бути використані керамічні матеріали. Це матеріали, що складаються з діоксиду кремнію, оксиду алюмінію та деяких металів, таких як кобальт, хром і залізо.

У розробці цих гібридів використовуються дві методики:

Синтезований

Це техніка, в якій ущільнюються металеві порошки.

Смажений

За допомогою цієї методики сплав досягається шляхом стискання металевого порошку разом з керамічним матеріалом в електричній печі.

До цієї категорії належать так звана композитна матрична кераміка (CMC). Вони можуть бути перелічені:

- Карбіди

Такі, як вольфрам, титан, кремній, хром, бор або карбід кремнію, посилений вуглецем.

- Нітриди

Такі як кремній, титан, оксинітрид кераміки або сиалон.

-

Це керамічні матеріали з електричними або магнітними властивостями.

4 основних використання керамічних матеріалів

1- В аерокосмічній галузі

У цій галузі потрібні легкі компоненти, стійкі до високих температур і механічних вимог.

2- У біомедицині

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

3- В електроніці

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

4- В енергетичній галузі

Саме там, наприклад, керамічні матеріали можуть утворювати компоненти ядерного палива, наприклад.

7 найвидатніших керамічних матеріалів

1- глинозем (Al2O3)

Він використовується для містять розплавлений метал.

2- Нітрид алюмінію (AIN)

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

3- Карбід бору (B4C)

Він використовується для виготовлення ядерної броні.

4- Карбід кремнію (SiC)

Застосовується для покриття металів завдяки стійкості до окислення.

5- Нітрид кремнію (Si3N4)

Вони використовуються у виробництві комплектуючих для автомобільних двигунів та газових турбін.

6- титановий борід (TiB2)

Він також бере участь у виготовленні щитів.

7- Уранія (UO2)

Він служить паливом для ядерних реакторів.

Список літератури

1. Аларкон, Хав'єр (з / ф). Хімія керамічних матеріалів. Відновлено з: uv.es
2. В., Феліпе (2010). Керамічні властивості. Відновлено з: constructorcivil.org
3. Лазаро, Джек (2014). Будова та властивості кераміки. Відновлено з: prezi.com
4. Муссі, Сьюзан (с / ф). Приготування їжі. Відновлено з :ramicdictionary.com
5. Журнал ARQHYS (2012). Керамічні властивості. Відновлено з: arqhys.com
6. Національний технологічний університет (2010). Класифікація керамічних матеріалів. Оновлено з: Cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Національний технологічний університет (с / ф). Керамічні матеріали. Відновлено з: frm.utn.edu.ar
8. Вікіпедія (с / ф). Керамічний матеріал. Відновлено з: es.wikipedia.org