Keraamiset materiaalit, tyypit, käyttötavat, ominaisuudet

keraamiset materiaalit ne koostuvat epäorgaanisista kiinteistä aineista, jotka ovat metallisia tai muuten kuumennettuja. Sen pohja on tavallisesti savea, mutta erilaisia ​​koostumuksia on erilaisia.

Tavallinen savi on keraaminen tahna. Myös punainen savi on eräänlainen keraaminen materiaali, jolla on komponenttien alumiinisilikaatteja. Nämä materiaalit muodostetaan kiteisten ja / tai lasimaisten faasien seoksella.

Jos ne muodostuvat yhdestä kiteestä, ne ovat yksivaiheisia. Ne ovat monikiteisiä, kun niitä muodostavat monet kiteet.

Keraamisten materiaalien kiteinen rakenne riippuu ionien sähköisen varauksen arvosta ja kationien ja anionien suhteellisesta koosta..

Mitä suurempi on keski-kationiin rajoittuvien anionien määrä, sitä stabiilimmin tuloksena oleva kiinteä aine on.

Keraamiset materiaalit ovat tiheän kiinteän aineen, kuidun, hienon jauheen tai kalvon muodossa.

Sana keramiikka löytyy kreikkalaisesta sanasta Keramikosta, jonka merkitys on "poltettu asia".

syyte

Keraamisten materiaalien käsittely riippuu hankittavan materiaalin tyypistä. Keramiikkamateriaalin tuottaminen vaatii kuitenkin yleensä seuraavia prosesseja:

1 - Raaka-aineiden sekoittaminen ja jauhaminen

Juuri prosessi, jossa raaka-aineet yhdistetään ja pyritään homogenoimaan niiden koko ja jakelu.

2 - Yhdistyminen

Tässä vaiheessa muoto ja johdonmukaisuus annetaan raaka-aineilla saavutetulle massalle. Tällä tavoin seoksen tiheys kasvaa, mikä parantaa sen mekaanisia ominaisuuksia.

3- Molding

Se on prosessi, jolla luodaan minkä tahansa todellisen kohteen esitys tai kuva (kolmannessa ulottuvuudessa). Tavallisesti tehdään yksi näistä prosesseista:

painamalla

Raaka-aine puristetaan muotin sisään. Kuivapuristusta käytetään usein tulenkestävien tuotteiden ja elektronisten keraamisten komponenttien valmistukseen. Tämä tekniikka mahdollistaa useiden kappaleiden valmistamisen nopeasti.

Muovaus bikarbiittiin

Se on tekniikka, jonka avulla voidaan tuottaa satoja kertoja sama muoto ilman virheitä tai muodonmuutoksia.

puristamiseen

Se on prosessi, jonka aikana materiaalia työnnetään tai uutetaan suulakkeen läpi. Sitä käytetään sellaisten objektien tuottamiseen, joilla on selkeä ja kiinteä poikkileikkaus.

4- Kuivaus

Se on prosessi, joka koostuu veden haihtumisen ja kappaleen tuottamien supistusten hallitsemisesta.

Se on prosessin kriittinen vaihe, koska se riippuu siitä, miten pala säilyttää muotonsa.

5 - Ruoanlaitto

Tästä vaiheesta saat "sienen kakku". Tässä prosessissa saven kemiallinen koostumus muuttuu siten, että se on hauras, mutta huokoinen vedelle.

Tässä vaiheessa lämmön täytyy nousta hitaasti, kunnes saavutetaan 600 ºC: n lämpötila. Ensimmäisen vaiheen jälkeen koristeet tehdään, kun he haluavat tehdä.

On tärkeää varmistaa, että palat erotetaan uunin sisällä muodonmuutosten välttämiseksi.

ominaisuudet

Vaikka näiden materiaalien ominaisuudet riippuvat suurelta osin niiden koostumuksesta, niillä on yleensä seuraavat ominaisuudet:

• Kristallirakenne On kuitenkin myös materiaaleja, joilla ei ole tätä rakennetta tai joilla on vain tietyillä aloilla.
• Niiden likimääräinen tiheys on 2 g / cm3.
• Se käsittelee sähköä ja lämpöä eristäviä ominaisuuksia sisältäviä materiaaleja.
• Niillä on alhainen laajennuskerroin.
• Niillä on korkea sulamispiste.
• Ne ovat yleensä vedenpitäviä.
• Emme ole palavia tai hapettavia.
• Ne ovat kovia, mutta hauraita ja valoisia.
• Ne kestävät puristusta, kulumista ja korroosiota.
• Niillä on jäätymiskyky tai kyky kestää alhaisia ​​lämpötiloja huonontumatta.
• Niillä on kemiallinen stabiilisuus.
• Ne vaativat tietyn huokoisuuden.

luokitus

1 - Punainen keramiikka

Se on runsain savilaji. Sillä on punertava väri, joka johtuu rautaoksidin läsnäolosta.

Kypsennettynä se koostuu aluminaatista ja silikaatista. Se on vähiten käsitelty. Jos se katkeaa, tulos on punertava maa. Se läpäisee kaasuja, nesteitä ja rasvoja.

Tätä savea käytetään yleisesti tiiliin ja lattiaan. Sen kypsennyslämpötila vaihtelee 700-1000 ° C: n lämpötilasta, ja se voidaan peittää tinaoksidilla, jolloin saadaan stanniferous astiat. Italialaiset ja englantilaiset laatat on valmistettu erilaisista savista.

2- Valkoinen keraaminen

Se on puhtaampaa materiaalia, siksi heillä ei ole paikkoja. Sen granulometria on kontrolloidumpi ja yleensä lasitettu sen ulkopinnalla sen läpäisemättömyyden parantamiseksi.

Sitä käytetään saniteettitavaroiden ja astioiden valmistukseen. Kirjoita tähän ryhmään:

Posliini

Se on materiaali, joka on valmistettu kaoliinista, eräänlainen erittäin puhdas savi, johon on lisätty maasälpä ja kvartsia tai piikiekkoa.

Tämän materiaalin keitto tapahtuu kahdessa vaiheessa: ensimmäisessä vaiheessa se keitetään 1000 ° C: ssa tai 1300 ° C: ssa; ja toisessa vaiheessa voi olla 1800 ° C.

Posliinit voivat olla pehmeitä tai kovia. Pehmeän, ensimmäisen vaiheen aikana saavutetaan 1000 ° C.

Sitten se poistetaan uunista emalin levittämiseksi. Ja sitten se palaa uuniin toiseen vaiheeseen, jossa käytetään vähintään 1250 ° C: n lämpötilaa.

Kovien posliinien tapauksessa toinen kypsennysvaihe suoritetaan korkeammassa lämpötilassa: 1400 ° C tai enemmän.

Ja jos se aikoo koristaa, koriste on määritelty ja menee uuniin, mutta tällä kertaa 800 ° C: ssa.

Sillä on useita käyttötarkoituksia teollisuudessa kaupallisten käyttötarkoitusten (esimerkiksi astioiden) tai erikoistuneempien kohteiden (muuntajien eristimien) kehittämiseksi..

3 - Tulenkestävä

Se on materiaali, joka kestää hyvin korkeita lämpötiloja (jopa 3000 ° C) ilman muodonmuutoksia. Ne ovat savia, joissa on suuria määriä alumiinioksidia, berylliumia, toriumia ja zirkoniumia.

Ne kypsennetään 1300 - 1600 ° C: n välillä, ja ne on jäähdytettävä asteittain vikojen, halkeamien tai sisäisten rasitusten välttämiseksi.

Eurooppalaisessa standardissa DIN 51060 / ISO / R 836 todetaan, että materiaali on tulenkestävä, jos se pehmenee vähintään 1500 ° C: n lämpötilassa..

Tiilet ovat esimerkki tällaisesta materiaalista, joita käytetään uunien rakentamiseen.

4- Lasit

Lasit ovat nestemäisiä aineita, joissa on piin pohja, joka jähmettyy eri muodoilla jäähdytettäessä.

Silikonipohjaan lisätään erilaisia ​​juoksutteita valmistettavan lasin tyypin mukaan. Nämä aineet alentavat sulamispistettä.

5- Sementit

Se on kalkkikivestä ja jauhetusta kalsiumista koostuva materiaali, joka muuttuu jäykäksi, kun se sekoitetaan nesteen (mieluiten veden) kanssa ja annetaan seistä. Kun se on märkä, se voidaan muovata haluttuun muotoon.

6- Abrasives

Ne ovat mineraaleja, joilla on erittäin kovia hiukkasia ja joissa on alumiinioksidia ja timanttipasta.

Erityiset keraamiset materiaalit

Keraamiset materiaalit ovat kovia ja kovia, mutta ne ovat myös hauraita, joten ne ovat kehittäneet hybridi- tai komposiittimateriaaleja lasikuitu- tai muovipolymeerimatriisilla..

Näiden hybridien kehittämiseen voidaan käyttää keraamisia materiaaleja. Nämä ovat materiaaleja, jotka koostuvat piidioksidista, alumiinioksidista ja joistakin metalleista, kuten koboltista, kromista ja raudasta.

Näiden hybridien valmistelussa käytetään kahta tekniikkaa:

Syntetisoitu

Se on tekniikka, jossa metalliset jauheet tiivistyvät.

Fritti

Tällä tekniikalla seos saadaan aikaan puristamalla metallinen jauhe yhdessä keraamisen materiaalin kanssa sähköuunissa.

Tässä luokassa on niin kutsuttu komposiittimatriisikeraami (CMC). Näistä voidaan mainita:

- karbidit

Kuten volframi, titaani, pii, kromi, boori tai hiilivahvistettu piikarbidi.

- nitridejä

Kuten pii, titaani, keraaminen oksinitriitti tai sialoni.

- Keraamiset oksidit 

Kuten alumiinioksidi ja zirkonia.

- Sähkökeraamikan

Ne ovat keraamisia materiaaleja, joilla on sähkö- tai magneettisia ominaisuuksia.

Keraamisten materiaalien neljä pääkäyttöä

1- Ilmailuteollisuudessa

Tässä kentässä tarvitaan kevyitä komponentteja, jotka kestävät korkeita lämpötiloja ja mekaanisia vaatimuksia.

2 - Biolääketieteessä

Tällä alueella ne ovat käyttökelpoisia luiden, hampaiden, implanttien jne. Valmistuksessa..

3 - Elektroniikassa

Jos näitä materiaaleja käytetään muun muassa laservahvistimien, kuituoptiikan, kondensaattoreiden, linssien, eristeiden valmistukseen,.

4 - Energia-alalla

Siellä keraamiset materiaalit voivat johtaa esimerkiksi ydinpolttoainekomponentteihin.

7 merkittävintä keraamista materiaalia

1 - Alumiinioksidi (Al2O3)

Sitä käytetään sulan metallin sisältämiseen.

2 - Alumiini-nitridi (AIN)

Sitä käytetään integroitujen piirien materiaalina ja AI203: n korvikkeena.

3-boorikarbidi (B4C)

Sitä käytetään ydinsuojauksen valmistukseen.

4- piikarbidi (piikarbidi)

Sitä käytetään metallien päällystämiseen, hapettumisenkestävyyteen.

5- Piinitridi (Si3N4)

Niitä käytetään autojen moottorien ja kaasuturbiinien komponenttien valmistuksessa.

6- titaaniboridi (TiB2)

Se osallistuu myös panssarien valmistukseen.

7- Urania (UO2)

Palvelee ydinreaktoreiden polttoaineena.

viittaukset

1. Alarcón, Javier (s / f). Keraaminen materiaalien kemia. Palautettu: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Keramiikan ominaisuudet. Haettu osoitteesta constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Keramiikan rakenne ja ominaisuudet. Haettu osoitteesta: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Ruoanlaittoon. Haettu osoitteesta ceramicdictionary.com
5. ARQHYS Magazine (2012). Keramiikan ominaisuudet. Haettu osoitteesta: arqhys.com
6. Kansallinen teknillinen yliopisto (2010). Keraamisten materiaalien luokittelu. Haettu osoitteesta: cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Kansallinen teknillinen yliopisto (s / f). Keraamiset materiaalit Haettu osoitteesta frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Keraamiset materiaalit Haettu osoitteesta: en.wikipedia.org