KERAMICKÉ MATERIÁLY: VLASTNOSTI, DRUHY, POUŽITIA - KULTÚRNY SLOVNÍK - 2025

Tieto keramické materiály sú zložené z anorganických, kovových alebo nekovových pevných látok, ktoré boli tepelne. Jej základňa je obvykle ílová, ale existujú rôzne typy s rôznym zložením.

Bežná hlina je keramická pasta. Červený íl je tiež typom keramického materiálu, ktorý má medzi komponentmi kremičitany hlinité. Tieto materiály sú tvorené zmesou kryštalickej a / alebo sklovitej fázy.

Ak sú vyrobené z monokryštálu, sú jednofázové. Sú polykryštalické, keď sú vyrobené z mnohých kryštálov.

Kryštalická štruktúra keramických materiálov závisí od hodnoty elektrického náboja iónov a relatívnej veľkosti katiónov a aniónov. Čím väčšie množstvo aniónov obklopuje stredný katión, tým stabilnejšia bude výsledná pevná látka.

Keramické materiály môžu byť vo forme hustej pevnej látky, vlákien, jemného prášku alebo filmu.

Pôvod slova keramika sa nachádza v gréckom slove keramikos, ktorého význam je „spálená vec“.

prevádzkovanie

Spracovanie keramických materiálov závisí od typu materiálu, ktorý sa má získať. Výroba keramického materiálu si však zvyčajne vyžaduje tieto procesy:

1 - Miešanie a mletie surovín

Je to proces, v ktorom sa suroviny spájajú a snaží sa sa homogenizovať ich veľkosť a distribúciu.

2 - Konformácia

V tejto fáze má cesto tvar a konzistenciu, ktorá sa dosahuje so surovinami. Týmto spôsobom sa zvyšuje hustota zmesi, čo zlepšuje jej mechanické vlastnosti.

3. Tvarovanie

Je to proces, pomocou ktorého sa vytvára reprezentácia alebo obrázok (v tretej dimenzii) ľubovoľného skutočného objektu. Na formovanie sa jeden z týchto procesov bežne uskutočňuje:

lisovanie

Surovina sa lisuje do formy. Lisovanie za sucha sa často používa na výrobu žiaruvzdorných výrobkov a elektronických keramických komponentov. Táto technika umožňuje rýchlu výrobu niekoľkých kusov.

Tvarovanie barbonitu

Je to technika, ktorá umožňuje vyrábať rovnaký tvar stokrát bez chýb alebo deformácií.

vytlačovanie

Je to proces, počas ktorého je materiál tlačený alebo extrahovaný cez matricu. Používa sa na generovanie objektov s jasným a pevným prierezom.

4 - Sušenie

Je to proces, ktorý pozostáva z kontroly odparovania vody a kontrakcií, ktoré vytvára v kuse.

Je to kritická fáza procesu, pretože závisí od toho, či si kus zachováva svoj tvar.

5 - Varenie

Z tejto fázy sa získa koláč. Pri tomto procese sa mení chemické zloženie hliny tak, aby bola krehká, ale vo vode porézna.

V tejto fáze musí teplo stúpať pomaly, až kým sa nedosiahne teplota 600 ° C. Po tejto prvej fáze sa vytvoria dekorácie, keď sa majú robiť.

Je dôležité zabezpečiť, aby sa kusy vo vnútri rúry oddelili, aby sa zabránilo deformácii.

Vlastnosti keramických materiálov

Aj keď vlastnosti týchto materiálov do značnej miery závisia od ich zloženia, vo všeobecnosti majú tieto vlastnosti:

• Kryštalická štruktúra. Existujú však aj materiály, ktoré nemajú túto štruktúru alebo ju majú iba v určitých odvetviach.
• Majú hustotu približne 2 g / cm3.
• Sú to materiály s izolačnými vlastnosťami elektriny a tepla.
• Majú nízky koeficient expanzie.
• Majú vysokú teplotu topenia.
• Väčšinou sú vodotesné.
• Nie sú horľavé ani oxidovateľné.
• Sú tvrdé, ale zároveň krehké a ľahké.
• Sú odolné voči tlaku, opotrebeniu a korózii.
• Majú mráz alebo schopnosť odolávať nízkym teplotám bez zhoršenia kvality.
• Majú chemickú stabilitu.
• Vyžadujú určitú pórovitosť.

Klasifikácia: druhy keramických materiálov

1 - Červená keramika

Je to najhojnejší druh ílu. Má červenkastú farbu, ktorá je spôsobená prítomnosťou oxidu železa.

Po uvarení sa skladá z hlinitanu a kremičitanu. Je to najmenej spracované zo všetkých. Ak sa zlomí, výsledkom je červenkastá zem. Je priepustný pre plyny, kvapaliny a tuky.

Táto hlina sa bežne používa pre tehly a podlahy. Jeho teplota vypaľovania sa pohybuje od 700 do 1000 ° C a môže sa pokryť oxidom cínu, aby sa získala vodotesná hlinená nádoba. Talianske a anglické kameniny sú vyrobené z rôznych druhov hliny.

2 - Biela keramika

Je to čistejší materiál, takže nemá škvrny. Ich granulometria je kontrolovanejšia a na vonkajšej strane sú obvykle smaltované, aby sa zvýšila ich nepriepustnosť.

Používa sa pri výrobe sanitárneho tovaru a riadu. Táto skupina zahŕňa:

porcelán

Je to materiál, ktorý je vyrobený z kaolínu, veľmi čistého typu hliny, do ktorej sa pridávajú živce a kremeň alebo pazúrik.

Varenie tohto materiálu sa uskutočňuje v dvoch fázach: v prvej fáze sa varí pri 1000 alebo 1300 ° C; a v druhej fáze je možné dosiahnuť 1800 ° C.

Porcelány môžu byť mäkké alebo tvrdé. V prípade mäkkých dosahuje prvá fáza varenia 1 000 ° C.

Potom sa z rúry vyberie glazúra. A potom sa vracia späť do pece pre druhú fázu, v ktorej sa uplatňuje minimálna teplota 1250 ° C.

V prípade tvrdých porcelánov sa druhá varná fáza uskutočňuje pri vyššej teplote: 1400 ° C alebo viac.

A ak má byť ozdobená, urobí sa definovaná dekorácia a vloží sa do rúry, ale tentoraz pri približne 800 ° C.

V priemysle má viacnásobné použitie na výrobu predmetov na komerčné účely (napríklad riad) alebo na objekty na špecializovanejšie použitie (napr. Izolácia v transformátoroch).

3 - Žiaruvzdorné

Je to materiál, ktorý vydrží veľmi vysoké teploty (do 3000 ° C) bez deformácie. Sú to íly, ktoré majú veľké podiely oxidu hlinitého, berýlia, tória a zirkónia.

Varia sa pri teplote 1300 až 1600 ° C a musia sa postupne chladiť, aby sa predišlo poruchám, prasklinám alebo vnútornému namáhaniu.

Európska norma DIN 51060 / ISO / R 836 stanovuje, že materiál je žiaruvzdorný, ak mäkne pri minimálnej teplote 1500 ° C.

Tehly sú príkladom tohto typu materiálu, ktorý sa používa na výrobu rúr.

4 - Poháre

Okuliare sú kvapalné látky na báze kremíka, ktoré tuhnú v rôznych formách, keď ochladzujú.

Do kremíkovej základne sa podľa typu vyrábaného skla pridávajú rôzne taviace látky. Tieto látky znižujú teplotu topenia.

5- cementy

Je to materiál zložený z vápenca a mletého vápnika, ktorý sa po zmiešaní s kvapalinou (najlepšie s vodou) stáva tuhým a nechá sa usadiť. Aj keď je mokrý, môže byť formovaný do požadovaného tvaru.

6- Brúsivá

Sú to minerály s extrémne tvrdými časticami, ktoré medzi svojimi zložkami obsahujú oxid hlinitý a diamantovú pastu.

Špeciálne keramické materiály

Keramické materiály sú odolné a tvrdé, ale sú tiež krehké, a preto boli vyvinuté hybridné alebo kompozitné materiály so sklenenou alebo plastovou matricou.

Na vývoj týchto hybridov sa môžu použiť keramické materiály. Sú to materiály zložené z oxidu kremičitého, oxidu hlinitého a niektorých kovov, ako je kobalt, chróm a železo.

Pri vývoji týchto hybridov sa používajú dve techniky:

Syntetizovaný

Je to technika, pri ktorej sa kovové prášky zhutňujú.

Poter

Pri tejto technike sa zliatina dosiahne stlačením kovového prášku spolu s keramickým materiálom v elektrickej peci.

Do tejto kategórie patrí tzv. Kompozitná matricová keramika (CMC). Môžu byť uvedené:

- Karbidy

Ako napríklad volfrám, titán, kremík, chróm, bór alebo uhlíkom zosilnený karbid kremíka.

- Nitridy

Ako je kremík, titán, keramický oxynitrid alebo sialon.

-

Sú to keramické materiály s elektrickými alebo magnetickými vlastnosťami.

Štyri hlavné použitia keramických materiálov

1 - V leteckom priemysle

V tejto oblasti sú potrebné ľahké komponenty odolné voči vysokým teplotám a mechanické požiadavky.

2- V biomedicíne

V tejto oblasti sú užitočné pri výrobe kostí, zubov, implantátov atď.

3- V elektronike

Ak sa tieto materiály používajú okrem iného na výrobu laserových zosilňovačov, optických vlákien, kondenzátorov, šošoviek, izolátorov.

4 - V energetickom priemysle

Keramické materiály môžu napríklad viesť k zložkám jadrových palív.

7 najvýznamnejších keramických materiálov

1 - Alumina (Al2O3)

Používa sa na uloženie roztaveného kovu.

2 - nitrid hliníka (AIN)

Používa sa ako materiál pre integrované obvody a ako náhrada za AI203.

3- karbid bóru (B4C)

Používa sa na výrobu jadrového brnenia.

4 - Karbid kremíka (SiC)

Používa sa na povrchovú úpravu kovov vďaka svojej odolnosti voči oxidácii.

5- nitrid kremíka (Si3N4)

Používajú sa pri výrobe komponentov pre automobilové motory a plynové turbíny.

6- borid titaničitý (TiB2)

Podieľa sa tiež na výrobe štítov.

7- Urania (UO2)

Slúži ako palivo pre jadrové reaktory.

Referencie

1. Alarcón, Javier (s / f). Chémia keramických materiálov. Získané z: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Keramické vlastnosti. Obnovené z: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Štruktúra a vlastnosti keramiky. Obnovené z: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Varenie. Obnovené z: keramika.sk
5. Časopis ARQHYS (2012). Keramické vlastnosti. Obnovené z: arqhys.com
6. Národná technologická univerzita (2010). Klasifikácia keramických materiálov. Obnovené z: Cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Národná technologická univerzita. Keramické materiály. Získané z: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Keramický materiál. Obnovené z: es.wikipedia.org