Egenskaper for keramiske materialer, Typer, bruksområder, egenskaper

den keramiske materialer de er sammensatt av uorganiske faste stoffer, metalliske eller ellers, som har blitt utsatt for varme. Basen er vanligvis leire, men det finnes forskjellige typer med forskjellige sammensetninger.

Den vanlige leire er en keramisk pasta. Også rød leire er en type keramisk materiale som har aluminiumsilikater blant komponentene. Disse materialene dannes av en blanding av krystallinske og / eller glassfaser.

Hvis de er sammensatt med en krystall, er de monofasiske. De er polykrystallinske når de utgjøres av mange krystaller.

Den krystallinske strukturen av keramiske materialer avhenger av verdien av den elektriske ladning av ionene og den relative størrelse av kationene og anioner.

Jo større antall anioner som grenser til den sentrale kation, jo mer stabile blir det resulterende faste stoffet.

Keramiske materialer kan finnes i form av tett fast stoff, fiber, fint pulver eller film.

Opprinnelsen til ordet keramikk finnes i det greske ordet Keramikos, hvis betydning er "ting brent".

påtale

Behandlingen av keramiske materialer avhenger av hvilken type materiale som skal innhentes. Imidlertid krever det å produsere et keramisk materiale vanligvis følgende prosesser:

1- Blanding og sliping av råvarer

Det er prosessen der råmaterialer er forenet og et forsøk på å homogenisere deres størrelse og distribusjon.

2- Konformasjon

I denne fasen er form og konsistens gitt til massen som oppnås med råmaterialer. På denne måten økes blandingenes tetthet, og forbedrer mekaniske egenskaper.

3- Støping

Det er prosessen der en representasjon eller et bilde (i tredje dimensjon) av ethvert reelt objekt opprettes. For å mugges, utføres en av disse prosessene:

trykke

Råmaterialet presses inne i en dør. Tørking er ofte brukt til å lage ildfaste produkter og elektroniske keramiske komponenter. Denne teknikken gjør det mulig å produsere flere stykker raskt.

Støping i barbonitt

Det er en teknikk som gjør det mulig å produsere hundrevis av ganger det samme skjemaet uten feil eller deformasjoner.

ekstrudering

Det er en prosess der materialet skyves eller ekstraheres gjennom en dør. Den brukes til å generere objekter med et klart og fast tverrsnitt.

4- Tørking

Det er en prosess som består i å kontrollere fordampningen av vannet og sammentrekningene som det produserer i stykket.

Det er en kritisk fase av prosessen fordi det avhenger av brikken som opprettholder sin form.

5- Cooking

Fra denne fasen får du "svampekaken". I denne prosessen forandres den kjemiske sammensetningen av leire slik at den er skjøre, men porøs mot vannet.

I denne fasen må varmen stige sakte til en temperatur på 600 ºC er nådd. Etter denne første fasen er det dekorasjoner laget når de vil lage.

Det er viktig å sørge for at stykkene er skilt i ovnen for å unngå deformasjoner.

egenskaper

Selv om egenskapene til disse materialene i stor grad avhenger av deres sammensetning, deler de generelt følgende egenskaper:

• Krystallstruktur Det er imidlertid også materialer som ikke har denne strukturen eller bare har det i enkelte sektorer.
• De har en omtrentlig tetthet på 2g / cm3.
• Det omhandler materialer med isolerende egenskaper av elektrisitet og varme.
• De har en lav utvidelseskoeffisient.
• De har et høyt smeltepunkt.
• De er vanligvis vanntette.
• Vi er ikke brennbare eller oksiderbare.
• De er harde, men skjøre og lette på samme tid.
• De er motstandsdyktig mot kompresjon, slitasje og korrosjon.
• De har frostbit, eller evne til å motstå lave temperaturer uten forringelse.
• De har kjemisk stabilitet.
• De krever en viss porøsitet.

klassifisering

1- Rød keramikk

Det er den mest omfattende typen av leire. Den har en rødaktig farge som skyldes tilstedeværelsen av jernoksid.

Når den er kokt, består den av aluminat og silikat. Det er minst behandlet av alle. Hvis det går i stykker, er resultatet en rødaktig jord. Det er gjennomtrengelig for gasser, væsker og fett.

Denne leire brukes vanligvis til murstein og gulv. Koketemperaturen varierer fra 700 til 1000 ° C, og kan dekkes med tinnoksid for å få et stanniferous servise. De italienske og engelske fliser er laget med forskjellige typer leire.

2- Hvit keramikk

Det er et renere materiale, derfor har de ikke flekker. Dens granulometri er mer kontrollert og vanligvis glassert på sitt ytre ansikt for å forbedre dens impermeabilitet.

Den brukes til produksjon av sanitetsartikler og servise. I denne gruppen skriver du inn:

Porselen

Det er et materiale som er laget av kaolin, en type veldig ren leire som legges til feldspar og kvarts eller flint.

Tilberedningen av dette materialet gjøres i to faser: i første fase blir det tilberedt ved 1000 eller 1300 ° C; og i andre fase kan nå 1800 ° C.

Porselen kan være myk eller hard. I tilfelle av myk, i den første fasen av matlaging, når 1000 ° C.

Deretter fjernes den fra ovnen for å påføre emalje. Og så går den tilbake til ovnen for den andre fasen hvor en minimumstemperatur på 1250 ° C påføres.

Ved harde porselen blir den andre tilberedningsfasen gjort ved høyere temperatur: 1400 ° C eller mer.

Og i tilfelle det skal dekorere, er dekorasjonen definert og går inn i ovnen, men denne gangen ved 800 ° C.

Den har flere bruk i industrien til å utvikle kommersielle objekter (retter, for eksempel), eller for mer spesialiserte bruke objekter (som isolatorer i transformatorer).

3- ildfaste

Det er et materiale som tåler svært høye temperaturer (opp til 3000 ° C) uten deformering. De er leire som har store proporsjoner av aluminiumoksid, beryllium, thorium og zirkonium.

De kokes mellom 1300 og 1600 ° C, og må avkjøles gradvis for å unngå feil, sprekker eller indre spenninger.

Den europeiske standarden DIN 51060 / ISO / R 836 angir at et materiale er ildfast hvis det myker med en minimumstemperatur på 1500 ° C.

Teglsteinene er et eksempel på denne typen materiale, som brukes til bygging av ovner.

4 glass

Briller er flytende stoffer med silisiumbase, som størkner med forskjellige former når de avkjøles.

Ulike fluxer legges til silisiumbasen, i henhold til typen glass som skal fremstilles. Disse stoffene senker smeltepunktet.

5- sement

Det er et materiale som består av kalkstein og malt kalsium, som blir stift når det er blandet med væske (helst vann), og får stå. Mens det er vått, kan det støpes til ønsket form.

6- Slipemidler

De er mineraler med ekstremt harde partikler og som har aluminiumoksid og diamantpasta, blant deres komponenter.

Spesielle keramiske materialer

De keramiske materialene er harde og tøffe, men de er også skjøre, så de har utviklet hybrid- eller komposittmaterialer med en matrise av glassfiber eller plastpolymer.

Keramiske materialer kan brukes til å utvikle disse hybrider. Disse er materialer som består av silisiumdioxid, aluminiumoksid og noen metaller som kobolt, krom og jern.

Ved utarbeidelsen av disse hybrider benyttes to teknikker:

Den syntetiserte

Det er teknikken der metallpulver komprimeres.

Friteringen

Med denne teknikken blir legeringen oppnådd ved å komprimere det metalliske pulveret sammen med det keramiske materialet i en elektrisk ovn.

I denne kategorien kommer den såkalte komposittmatrise keramikk (CMC). Blant disse kan listes:

- karbider

Som wolfram, titan, silisium, krom, bor eller karbonforsterket silisiumkarbid.

- nitrider

Som silisium, titan, keramisk oksy-nitrid eller sialon.

- Keramiske oksider 

Som alumina og zirkoniumoxid.

- elektro

De er keramiske materialer med elektriske eller magnetiske egenskaper.

De 4 viktigste bruksområdene av keramiske materialer

1- I luftfartsindustrien

I dette feltet er det nødvendig med lyskomponenter med motstand mot høye temperaturer og mekaniske krav.

2- I biomedisin

På dette området er de nyttige for fremstilling av bein, tenner, implantater, etc..

3- I elektronikk

Hvor disse materialene brukes til fremstilling av laserforsterkere, fiberoptikk, kondensatorer, linser, isolatorer, blant annet.

4- I energibransjen

Det er der keramiske materialer kan føre til kjernekomponenter, for eksempel.

De 7 mest fremragende keramiske materialer

1- Alumina (Al2O3)

Det brukes til å inneholde smeltet metall.

2- aluminiumnitrid (AIN)

Den brukes som et materiale for integrerte kretser og som erstatning for AI203.

3- Borkarbid (B4C)

Det brukes til å produsere nukleær skjerming.

4- Silisiumkarbid (SiC)

Det brukes til å belegge metaller, for dets motstand mot oksidasjon.

5-silisiumnitrid (Si3N4)

De brukes til fremstilling av komponentene til bilmotorer og gasturbiner.

6- Titanborid (TiB2)

Det deltar også i produksjon av rustning.

7- Urania (UO2)

Ser som drivstoff for atomreaktorer.

referanser

1. Alarcón, Javier (s / f). Kjemi av keramiske materialer. Gjenopprettet fra: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Egenskaper av keramikk. Hentet fra: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Struktur og egenskaper av keramikk. Hentet fra: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Matlaging. Hentet fra: ceramicdictionary.com
5. ARQHYS Magazine (2012). Egenskaper av keramikk. Hentet fra: arqhys.com
6. Nasjonalt teknologisk universitet (2010). Klassifisering av keramiske materialer. Hentet fra: cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Nasjonalt teknologisk universitet (s / f). Keramiske materialer Hentet fra: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Keramisk materiale Hentet fra: en.wikipedia.org