Kerámiaanyagok tulajdonságai, típusai, felhasználása, jellemzői

az kerámia anyagok ezek fémből vagy másfajta szervetlen szilárd anyagokból állnak, amelyeket hőnek vetettek alá. Alapja általában agyag, de különböző típusú összetételű.

A közös agyag kerámia paszta. A vörös agyag olyan típusú kerámia anyag, amely alkotórészei között alumínium-szilikátok vannak. Ezeket az anyagokat kristályos és / vagy üveges fázisok keverékével állítjuk elő.

Ha egyetlen kristályból állnak, azok egyfázisúak. Polikristályosak, amikor sok kristály alkotja őket.

A kerámia anyagok kristályos szerkezete az ionok elektromos töltésének értékétől és a kationok és anionok relatív méretétől függ..

Minél nagyobb a központi kationt határoló anionok száma, annál stabilabb lesz a kapott szilárd anyag.

A kerámia anyagok sűrű szilárd, rostos, finom por vagy film formájában találhatók.

A kerámia szó eredete a görög szóban található Keramikos, amelynek jelentése a "dolog égett".

vád

A kerámiaanyagok feldolgozása a kívánt anyag típusától függ. A kerámiaanyag előállítása azonban általában a következő folyamatokat igényli:

1- A nyersanyagok keverése és őrlése

Ez az a folyamat, amelyben a nyersanyagok egyesülnek, és megpróbálják homogenizálni méretüket és eloszlásukat.

2- Konformáció

Ebben a fázisban a nyersanyagokkal elért tömegre és konzisztenciára vonatkozik. Ily módon növelhető a keverék sűrűsége, javítva annak mechanikai tulajdonságait.

3- Formázás

Ez az a folyamat, amellyel bármely valós objektum ábrázolása vagy képe (harmadik dimenzióban) jön létre. A szokásos formázás egyikének végrehajtása:

nyomás

A nyersanyagot egy szerszám belsejébe préselik. A száraz nyomást gyakran használják tűzálló termékek és elektronikus kerámia alkatrészek gyártására. Ez a technika lehetővé teszi több darab gyors gyártását.

Formázás bikarbonitban

Ez egy olyan technika, amely lehetővé teszi, hogy több százszor ugyanaz a forma keletkezzen hibák és deformációk nélkül.

extrudálás

Ez egy olyan folyamat, amelynek során az anyagot egy szerszámon keresztül nyomják vagy kitermelik. Az objektumokat tiszta és rögzített keresztmetszettel állítja elő.

4- Szárítás

Ez egy olyan folyamat, amely a víz elpárolgásának és a darabban keletkező összehúzódásoknak a szabályozásában áll.

Ez a folyamat kritikus fázisa, mert attól függ, hogy a darab milyen formában marad.

5. Főzés

Ebből a fázisból megkapja a "szivacspogácsát". Ebben a folyamatban az agyag kémiai összetétele megváltozik, így törékeny, de porózus a vízre.

Ebben a fázisban a hőnek lassan kell emelkednie, amíg a hőmérséklet nem éri el a 600 ° C-ot. Az első fázis után a díszítések készülnek, amikor akarnak.

Fontos annak biztosítása, hogy a darabok a sütő belsejében elválnak, hogy elkerüljük a deformációkat.

tulajdonságok

Bár ezeknek az anyagoknak a tulajdonságai nagymértékben függenek az összetételüktől, általában az alábbi tulajdonságokkal rendelkeznek:

• Kristályszerkezet Vannak azonban olyan anyagok is, amelyeknek nincs ilyen szerkezete, vagy csak bizonyos ágazatokban rendelkeznek.
• Körülbelül 2 g / cm3 sűrűségűek.
• Olyan anyagokkal foglalkozik, amelyek elektromos és hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkeznek.
• Alacsony expanziós együtthatójuk van.
• Magas olvadáspontjuk van.
• Ezek általában vízállóak.
• Nem vagyunk éghető vagy oxidálhatóak.
• Ezek kemények, de ugyanakkor törékenyek és könnyűek.
• Ezek ellenállnak a kompressziónak, kopásnak és korróziónak.
• Fagyásuk van, vagy képesek ellenállni az alacsony hőmérsékletnek a romlás nélkül.
• Kémiai stabilitásuk van.
• Bizonyos porozitást igényelnek.

besorolás

1- Piros kerámia

Ez a leggyakoribb agyag típus. Vörös színű, ami a vas-oxid jelenlétének köszönhető.

Főzéskor aluminátból és szilikátból áll. Ez a legkevésbé feldolgozott. Ha megszakad, az eredmény vöröses föld. Gázokra, folyadékokra és zsírokra áteresztő.

Ezt az agyagot általában téglák és padlók használják. Főzési hőmérséklete 700 és 1000 ° C között van, és ónoxiddal boríthatók, hogy egy óriás edényt kapjanak. Az olasz és angol lapok különböző típusú agyagból készülnek.

2- Fehér kerámia

Ez egy tisztább anyag, ezért nincsenek foltok. Granulometriája jobban szabályozott és általában a külső felületén üvegezett, hogy megnövelje az átjárhatóságot.

Szaniterek és edények gyártásához használják. Ebben a csoportban írja be:

A porcelán

Ez egy olyan anyag, amely kaolinból készül, egy nagyon tiszta agyagból, amelyhez hozzáadjuk a földpátot és a kvarcot vagy a korlátot..

Ennek az anyagnak a főzését két fázisban végezzük: az első fázisban 1000 vagy 1300 ° C-on főzzük; és a második fázisban elérheti az 1800 ° C-ot.

Porcelánok lehetnek lágyak vagy kemények. Lágy, az első fázisban a főzés 1000 ° C-ot ér el.

Ezután eltávolítják a sütőből a zománc alkalmazásához. Ezután visszatér a kemencébe a második fázisban, ahol legalább 1250 ° C hőmérsékletet alkalmaznak.

A kemény porcelánok esetében a második főzési fázis magasabb hőmérsékleten történik: 1400 ° C vagy annál nagyobb.

És abban az esetben, ha díszíteni fog, a dekoráció definiálva van, és a sütőbe kerül, de ezúttal 800 ° C-on.

Többszörös felhasználása az iparágban a kereskedelmi célú tárgyak (pl. Étkészlet), vagy speciálisabb felhasználású tárgyak (transzformátorok szigetelői) kidolgozására.

3- Tűzálló

Olyan anyag, amely ellenáll a nagyon magas hőmérsékletnek (3000 ° C-ig) deformálódás nélkül. Ezek agyagok, amelyek nagy arányban tartalmaznak alumínium-oxidot, berilliumot, tóriumot és cirkóniumot.

1300 és 1600 ° C között főznek, és fokozatosan le kell hűteni a hibák, repedések vagy belső feszültségek elkerülése érdekében.

A DIN 51060 / ISO / R 836 európai szabvány kimondja, hogy az anyag tűzálló, ha legalább 1500 ° C hőmérsékleten lágyul.

A téglák az ilyen típusú anyagok példája, amelyeket sütők építéséhez használnak.

4- Szemüveg

A szemüvegek szilíciumbázisú folyékony anyagok, amelyek lehűléskor különböző formákkal megszilárdulnak.

A szilíciumbázishoz a gyártandó üveg típusától függően különböző fluxusokat adunk. Ezek az anyagok csökkentik az olvadáspontot.

5- Cement

Ez egy mészkőből és őrölt kalciumból álló anyag, amely a folyadékkal (előnyösen vízzel) összekeverve merevvé válik és állni hagy. Nedves állapotban a kívánt alakra formázható.

6- Csiszolóanyagok

Ezek rendkívül kemény részecskékkel rendelkező ásványi anyagok, amelyek alkotórészei közé tartozik az alumínium-oxid és a gyémánt paszta.

Speciális kerámiaanyagok

A kerámia anyagok kemények és kemények, de törékenyek, így hibrid vagy kompozit anyagokat fejlesztettek ki üvegszálas vagy műanyag polimer mátrixával..

Ezeknek a hibrideknek a fejlesztésére kerámiaanyagok használhatók. Ezek szilícium-dioxidból, alumínium-oxidból és néhány fémből, például kobaltból, krómból és vasból állnak.

E hibridek kidolgozása során két technikát alkalmaznak:

A szintetizált

Ez a technika, amelyben a fémporokat tömörítik.

A frit

Ezzel a módszerrel az ötvözetet úgy érjük el, hogy a fémport a kerámiaanyaggal együtt elektromos sütőben összenyomjuk.

Ebben a kategóriában az úgynevezett kompozit mátrix kerámiák (CMC) jönnek. Ezek között szerepelhet:

- karbidok

Mint a volfrám, a titán, a szilícium, a króm, a bór vagy a széntartalmú szilícium-karbid.

- nitrid

Mint a szilícium, titán, kerámia oxinitrid vagy szialon.

- Kerámia-oxidok 

Mint az alumínium-oxid és a cirkónium.

- electroceramics

Ezek elektromos vagy mágneses tulajdonságú kerámiaanyagok.

A kerámiaanyagok 4 fő felhasználása

1- A repülőgépiparban

Ezen a területen a magas hőmérsékletekkel és mechanikai követelményekkel szemben ellenálló fénykomponensek szükségesek.

2- A biomedicinában

Ezen a területen hasznosak csontok, fogak, implantátumok stb..

3 - Elektronikában

Amennyiben ezeket az anyagokat lézeres erősítők, száloptika, kondenzátorok, lencsék, szigetelők gyártására használják, többek között.

4- Az energiaiparban

A kerámia anyagok például nukleáris üzemanyag-összetevőket eredményezhetnek.

A 7 legkiválóbb kerámiaanyag

1- Alumínium-oxid (Al2O3)

Folyékony olvadékot tartalmaz.

2- Alumínium-nitrid (AIN)

Az integrált áramkörök anyagaként és az AI203 helyettesítésére szolgál.

3 - Bórkarbid (B4C)

A nukleáris árnyékolás gyártására szolgál.

4- szilícium-karbid (SiC)

Fémek bevonására, oxidációval szembeni ellenállására használják.

5- Szilícium-nitrid (Si3N4)

Az autómotorok és a gázturbinák alkatrészeinek gyártásához használják.

6- Titán-borid (TiB2)

Részt vesz a páncél gyártásában is.

7- Urania (UO2)

A nukleáris reaktorok üzemanyagaként szolgál.

referenciák

1. Alarcón, Javier (s / f). Kerámiaanyagok kémia. Visszanyerve: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Kerámia tulajdonságai. A lap eredeti címe: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). A kerámia szerkezete és tulajdonságai. A lap eredeti címe: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Főzés. A lap eredeti címe: ceramicdictionary.com
5. ARQHYS Magazine (2012). Kerámia tulajdonságai. Visszaváltva: arqhys.com
6. Nemzeti Technológiai Egyetem (2010). Kerámiaanyagok osztályozása. Lap forrása: cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Nemzeti Technológiai Egyetem (s / f). Kerámia anyagok Lap forrása: frm.utn.edu.ar
8. Wikipédia (s / f). Kerámia anyag Lap forrása: en.wikipedia.org