Egenskaber for keramiske materialer, typer, anvendelser, egenskaber

den keramiske materialer de er sammensat af uorganiske faste stoffer, metalliske eller ellers, der har været udsat for varme. Dens base er normalt ler, men der er forskellige typer med forskellige sammensætninger.

Den fælles ler er en keramisk pasta. Også rød ler er en type keramisk materiale, der har aluminiumsilikater blandt dets komponenter. Disse materialer dannes af en blanding af krystallinske og / eller glasagtige faser.

Hvis de udgøres af en enkelt krystal, er de monofasiske. De er polykrystallinske, når de udgøres af mange krystaller.

Den krystallinske struktur af de keramiske materialer afhænger af værdien af ​​ionernes elektriske ladning og den relative størrelse af kationerne og anionerne.

Jo større antal anioner der grænser op til den centrale kation, desto mere stabil vil det resulterende faste stof være.

Keramiske materialer kan findes i form af tæt faststof, fiber, fint pulver eller film.

Oprindelsen af ​​ordet keramik findes i det græske ord Keramikos, hvis betydning er "ting brændt".

retsforfølgning

Behandlingen af ​​keramiske materialer afhænger af den type materiale, der er beregnet til at blive opnået. Imidlertid kræver fremstilling af et keramisk materiale sædvanligvis følgende processer:

1- Blanding og slibning af råmaterialer

Det er den proces, hvor råmaterialer er forenet og et forsøg på at homogenisere deres størrelse og distribution.

2- Konformation

I denne fase gives form og konsistens til den masse, der opnås med råmaterialer. På denne måde øges blandingens densitet og forbedrer dets mekaniske egenskaber.

3- Støbning

Det er den proces, hvormed der vises en repræsentation eller et billede (i tredje dimension) af ethvert reelt objekt. At forme almindeligvis en af ​​disse processer udføres:

trykke

Råmaterialet presses inde i en dør. Tørring er ofte brugt til fremstilling af ildfaste produkter og elektroniske keramiske komponenter. Denne teknik gør det muligt at fremstille flere stykker hurtigt.

Støbning i barbonit

Det er en teknik, der giver mulighed for at producere hundrede gange den samme formular uden fejl eller deformationer.

ekstrudering

Det er en proces, hvor materialet skubbes eller ekstraheres gennem en form. Det bruges til at generere objekter med et klart og fast tværsnit.

4- Tørring

Det er en proces, der består i at kontrollere fordampningen af ​​vandet og de sammentrækninger, som det producerer i stykket.

Det er en kritisk fase af processen, fordi det afhænger af stykket, der opretholder sin form.

5- Kogning

Fra denne fase får du "svampekagen". I denne proces ændres lerens kemiske sammensætning således, at den er skrøbelig, men porøs til vandet.

I denne fase skal varmen stige langsomt, indtil en temperatur på 600 ºC nås. Efter denne første fase er der dekorationer lavet, når de vil lave.

Det er vigtigt at sikre, at stykkerne er adskilt inde i ovnen for at undgå deformationer.

egenskaber

Selvom egenskaberne af disse materialer afhænger i høj grad af deres sammensætning, deler de generelt følgende egenskaber:

• Krystalstruktur Der er dog også materialer, der ikke har denne struktur eller kun har det i visse sektorer.
• De har en omtrentlig tæthed på 2g / cm3.
• Det beskæftiger sig med materialer med isolerende egenskaber af el og varme.
• De har en lav udvidelseskoefficient.
• De har et højt smeltepunkt.
• De er normalt vandtætte.
• Vi er ikke brændbare eller oxiderbare.
• De er hårde, men skrøbelige og lette på samme tid.
• De er modstandsdygtige over for kompression, slid og korrosion.
• De har frostskader eller evne til at modstå lave temperaturer uden forringelse.
• De har kemisk stabilitet.
• De kræver en vis porøsitet.

klassifikation

1- Røde keramik

Det er den mest rigelige type ler. Den har en rødlig farve, der skyldes tilstedeværelsen af ​​jernoxid.

Når den er kogt, består den af ​​aluminat og silikat. Det er den mindst forarbejdede af alle. Hvis det går i stykker, er resultatet en rødlig jord. Det er gennemtrængeligt for gasser, væsker og fedtstoffer.

Denne ler anvendes almindeligvis til mursten og gulve. Dens madlavningstemperatur varierer fra 700 til 1000 ° C og kan dækkes med tinoxid for at opnå et stanniferous porcelæn. De italienske og engelske fliser er lavet med forskellige typer ler.

2- Hvid keramik

Det er et renere materiale, derfor har de ikke pletter. Dens granulometri er mere kontrolleret og normalt glaseret på dets ydre ansigt for at forbedre dens impermeabilitet.

Det bruges til fremstilling af sanitetsartikler og porcelæn. Indtast i denne gruppe:

Porcelæn

Det er et materiale, der er lavet af kaolin, en type meget ren ler, hvortil der tilsættes feldspar og kvarts eller flint.

Tilberedningen af ​​dette materiale udføres i to faser: i den første fase koges det ved 1000 eller 1300 ° C; og i anden fase kan nå 1800 ° C.

Porcelæn kan være bløde eller hårde. I tilfælde af blødt, i den første fase af tilberedningen når 1000 ° C.

Derefter fjernes det fra ovnen for at påføre emalje. Og så går det tilbage til ovnen til anden fase, hvor der påføres en minimumstemperatur på 1250 ° C.

I tilfælde af hårde porcelæn udføres den anden tilberedningsfase ved en højere temperatur: 1400 ° C eller mere.

Og hvis det skal dekorere, er udsmykningen defineret og går ind i ovnen, men denne gang ved 800 ° C.

Det har flere formål i branchen at udarbejde objekter til kommerciel brug (f.eks. Bordservise) eller til objekter med mere specialiseret anvendelse (som isolatorer i transformatorer).

3- ildfaste

Det er et materiale, der kan modstå meget høje temperaturer (op til 3000 ° C) uden at deformere. De er lerarter, der har store proportioner af aluminiumoxid, beryllium, thorium og zirconium.

De koges mellem 1300 og 1600 ° C og skal afkøles gradvist for at undgå fejl, revner eller indre spændinger.

Den europæiske standard DIN 51060 / ISO / R 836 angiver, at et materiale er ildfast, hvis det blødgøres med en minimumstemperatur på 1500 ° C.

Teglsten er et eksempel på denne type materiale, der anvendes til opførelse af ovne.

4- briller

Briller er flydende stoffer med siliciumbase, som størkner med forskellige former, når de afkøles.

Forskellige fluxer tilsættes til siliciumbasen, alt efter hvilken type glas der skal fremstilles. Disse stoffer sænker smeltepunktet.

5- Cements

Det er et materiale sammensat af kalksten og jordalkalium, som bliver stift, når den blandes med væske (helst vand) og får lov til at stå. Mens det er vådt, kan det støbes til den ønskede form.

6- Abrasives

De er mineraler med ekstremt hårde partikler, og der er aluminiumoxid og diamantpasta blandt deres komponenter.

Særlige keramiske materialer

De keramiske materialer er hårde og hårde, men de er også skrøbelige, så de har udviklet hybrid- eller kompositmaterialer med en matrix af glasfiber eller plastpolymer.

Keramiske materialer kan bruges til at udvikle disse hybrider. Disse er materialer sammensat af siliciumdioxid, aluminiumoxid og nogle metaller som cobalt, chrom og jern.

Ved udarbejdelsen af ​​disse hybrider anvendes to teknikker:

Den syntetiserede

Det er den teknik, hvori metalliske pulvere komprimeres.

Frisen

Med denne teknik opnås legeringen ved at komprimere det metalliske pulver sammen med det keramiske materiale i en elektrisk ovn.

I denne kategori kommer den såkaldte sammensatte matrix keramik (CMC). Blandt disse kan nævnes:

- karbider

Ligesom wolfram, titanium, silicium, chrom, bor eller kulstofforstærket siliciumcarbid.

- nitrider

Ligesom silicium, titanium, keramisk oxyinitrid eller sialon.

- Keramiske oxider 

Ligesom alumina og zirconia.

- elektrokeramik

De er keramiske materialer med elektriske eller magnetiske egenskaber.

De 4 vigtigste anvendelser af keramiske materialer

1- I luftfartsindustrien

I dette felt kræves lyskomponenter med modstand mod høje temperaturer og mekaniske krav.

2- I biomedicin

På dette område er de nyttige til fremstilling af knogler, tænder, implantater mv..

3- I elektronik

Hvor disse materialer anvendes til fremstilling af laserforstærkere, fiberoptik, kondensatorer, linser, isolatorer, blandt andre.

4- I energibranchen

Det er her, hvor keramiske materialer kan medføre nukleare brændselskomponenter.

De 7 mest fremragende keramiske materialer

1- Alumina (Al2O3)

Det bruges til at indeholde smeltet metal.

2- Aluminiumnitrid (AIN)

Det bruges som et materiale til integrerede kredsløb og som erstatning for AI203.

3- Borcarbid (B4C)

Det bruges til at fremstille atomafskærmning.

4- siliciumcarbid (SiC)

Det er vant til at belægge metaller, for dets modstand mod oxidation.

5- siliciumnitrid (Si3N4)

De bruges til fremstilling af komponenterne i bilmotorer og gasturbiner.

6- Titaniumborid (TiB2)

Det deltager også i fremstilling af rustning.

7- Urania (UO2)

Ser som brændstof til atomreaktorer.

referencer

1. Alarcón, Javier (s / f). Kemi af keramiske materialer. Genoprettet fra: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Egenskaber af keramik. Hentet fra: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Struktur og egenskaber af keramik. Hentet fra: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Madlavning. Hentet fra: ceramicdictionary.com
5. ARQHYS Magazine (2012). Egenskaber af keramik. Hentet fra: arqhys.com
6. National Technological University (2010). Klassificering af keramiske materialer. Hentet fra: cienciamateriales.argentina-foro.com
7. National Technological University (s / f). Keramiske materialer Hentet fra: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Keramisk materiale Hentet fra: en.wikipedia.org