Materiale ceramice Proprietăți, tipuri, utilizări, caracteristici

materiale ceramice Acestea sunt compuse din solide anorganice, metalice sau altele, care au fost supuse căldurii. Baza sa este de obicei argilă, dar există diferite tipuri de compoziții diferite.

Argila obișnuită este o pastă ceramică. De asemenea, argila roșie este un tip de material ceramic care conține silicați de aluminiu printre componentele sale. Aceste materiale sunt formate dintr-un amestec de faze cristaline și / sau vitroase.

Dacă sunt constituite cu un singur cristal, ele sunt monofazice. Ele sunt policristaline când sunt multe cristale.

Structura cristalină a materialelor ceramice depinde de valoarea încărcării electrice a ionilor și de mărimea relativă a cationilor și anionilor.

Cu cât este mai mare numărul de anioni care se învecinează cu cationul central, cu atât mai stabil va fi solidul rezultat.

Materialele ceramice pot fi sub formă de pulbere densă solidă, fibră, pulbere fină sau film.

Originea cuvântului ceramică se găsește în cuvântul grecesc Keramikosa cărui semnificație este "ars".

urmărire

Prelucrarea materialelor ceramice depinde de tipul de material care urmează să fie obținut. Cu toate acestea, producerea unui material ceramic necesită de obicei următoarele procese:

1- Amestecarea și măcinarea materiilor prime

Este procesul în care materiile prime sunt combinate și se încearcă omogenizarea dimensiunilor și distribuției lor.

2- Conformarea

În această fază, forma și consistența se acordă masei care se obține cu materii prime. Astfel, densitatea amestecului este mărită, îmbunătățind proprietățile sale mecanice.

3- Formarea

Este procesul prin care se creează o reprezentare sau o imagine (în a treia dimensiune) a oricărui obiect real. Pentru a modela în mod obișnuit unul din aceste procese se realizează:

presare

Materia primă este presată în interiorul unei matrițe. Presarea uscată este adesea folosită pentru fabricarea produselor refractare și componentelor ceramice electronice. Această tehnică permite fabricarea rapidă a mai multor piese.

Turnarea în barbonită

Este o tehnică care vă permite să produceți aceeași formă de sute de ori fără erori sau deformări.

extrudare

Este un proces în care materialul este împins sau extras printr-o matriță. Se utilizează pentru a genera obiecte cu o secțiune transversală clară și fixă.

4- Uscarea

Este un proces care constă în controlul evaporării apei și contracțiilor pe care le produce în bucată.

Este o fază critică a procesului deoarece depinde de piesa care își menține forma.

5- Gatit

Din această fază veți obține "tortul de burete". În acest proces, compoziția chimică a lutului este modificată astfel încât să fie fragilă, dar poroasă la apă.

În această fază, căldura trebuie să crească încet până la atingerea unei temperaturi de 600 ° C. Dupa aceasta prima faza este ca decoratiunile sunt facute, atunci cand doresc sa fie facute.

Este important să se asigure că piesele sunt separate în interiorul cuptorului pentru a evita deformările.

proprietăţi

Chiar dacă proprietățile acestor materiale depind într-o mare măsură de compoziția lor, ele au în general următoarele proprietăți:

• Structura cristalului Cu toate acestea, există, de asemenea, materiale care nu au această structură sau care o au doar în anumite sectoare.
• Acestea au o densitate aproximativă de 2 g / cm3.
• Se ocupă cu materiale cu proprietăți izolatoare de electricitate și căldură.
• Ei au un coeficient de expansiune scăzut.
• Au un punct de topire ridicat.
• De obicei, acestea sunt impermeabile.
• Ele nu sunt combustibile sau oxidabile.
• Ele sunt grele, dar fragile și ușoare în același timp.
• Ele sunt rezistente la compresiune, uzură și coroziune.
• Ele au îngheț sau capacitatea de a rezista temperaturilor scăzute fără a se deteriora.
• Ei au stabilitate chimică.
• Acestea necesită o anumită porozitate.

clasificare

Ceramica rosie

Este cel mai abundent tip de lut. Are o culoare roșiatică datorată prezenței oxidului de fier.

Când este gătit, este compus din aluminat și silicat. Este cel mai puțin procesat din toate. Dacă se fracturează, rezultatul este un pământ roșu. Este permeabil la gaze, lichide și grăsimi.

Această lut este frecvent utilizat pentru cărămizi și pardoseli. Temperatura sa de gătit variază de la 700 până la 1000 ° C și poate fi acoperită cu oxid de staniu pentru a obține un vas stanniferous. Placile italiene și englezești sunt făcute cu diferite tipuri de lut.

2 - ceramică albă

Este un material mai curat, de aceea nu au pete. Granulometria sa este mai controlată și, de obicei, este glazată pe fața exterioară pentru a spori impermeabilitatea acesteia.

Se folosește la fabricarea obiectelor sanitare și tacamurilor. În acest grup introduceți:

Porțelanul

Este un material care este fabricat din caolin, un tip de lut foarte pur la care se adaugă feldspat și cuarț sau pietre.

Gătirea acestui material se realizează în două faze: în prima fază este gătit la 1000 sau 1300 ° C; iar în faza a doua poate ajunge la 1800 ° C.

Portelanele pot fi moi sau grele. În cazul produselor moi, în prima fază de gătit ajunge la 1000 ° C.

Apoi este scos din cuptor pentru a aplica emailul. Apoi se întoarce în cuptor pentru a doua fază în care se aplică o temperatură minimă de 1250 ° C.

În cazul porțelanelor dure, a doua fază de gătire se face la o temperatură mai ridicată: 1400 ° C sau mai mult.

Și în cazul în care se dorește să decoreze, decorarea este definită și intră în cuptor, dar de data aceasta la aproximativ 800 ° C.

Are multiple utilizări în industrie pentru a elabora obiecte de uz comercial (de exemplu tacamuri) sau pentru obiecte de uz specializat (ca izolatoare în transformatoare).

3 - refractar

Este un material care poate rezista la temperaturi foarte ridicate (până la 3000 ° C) fără deformare. Acestea sunt argile care au proporții mari de oxid de aluminiu, beriliu, toriu și zirconiu.

Sunt gătite între 1300 și 1600 ° C și trebuie răcite progresiv pentru a evita defecțiunile, fisurile sau solicitările interne.

Standardul european DIN 51060 / ISO / R 836 stabilește că un material este refractar dacă se înmoaie cu o temperatură minimă de 1500 ° C

Caramizile sunt un exemplu de acest tip de material, atunci când sunt utilizate pentru construirea cuptoarelor.

4- Ochelari

Ochelarii sunt substanțe lichide pe bază de siliciu, care se solidifică cu diferite forme când se răcesc.

Diferite substanțe de flux sunt adăugate la baza de siliciu, în funcție de tipul de sticlă care se dorește a fi fabricată. Aceste substanțe scad punctul de topire.

5- Cimenturi

Este un material compus din calcar și calciu măcinat, care devine rigid după ce este amestecat cu lichid (de preferință apă) și lăsat să stea. În timp ce este umed, poate fi turnat la forma dorită.

6- Abrazivi

Acestea sunt minerale cu particule extrem de dure și care au în componența lor componente de oxid de aluminiu și diamant.

Materiale ceramice speciale

Materialele ceramice sunt grele și dure, dar sunt și fragile, astfel încât au dezvoltat materiale hibride sau compuși cu o matrice de polimer din fibră de sticlă sau plastic.

Materialele ceramice pot fi folosite pentru a dezvolta acești hibrizi. Se compune din materiale compuse din dioxid de siliciu, oxid de aluminiu și unele metale cum ar fi cobalt, crom și fier.

La elaborarea acestor hibrizi se folosesc două tehnici:

Sintetizat

Este tehnica în care sunt compactate pulberile metalice.

Fritul

Cu această tehnică, aliajul este obținut prin comprimarea pulberii metalice împreună cu materialul ceramic într-un cuptor electric.

În această categorie se află așa-numita ceramică matrice compozită (CMC). Printre acestea se numără:

- Carbide

Cum ar fi carbura de siliciu din wolfram, titan, siliciu, crom, bor sau carbon.

- Nituri

Ca și siliciu, titan, oxitridină ceramică sau sialon.

- Oxizi ceramici 

Ca și alumina și zirconiul.

- electroceramica

Sunt materiale ceramice cu proprietăți electrice sau magnetice.

Cele patru utilizări principale ale materialelor ceramice

1- În industria aerospațială

În această ramură sunt necesare componente ușoare cu rezistență la temperaturi ridicate și cerințe mecanice.

2- În biomedicină

În această zonă sunt utile pentru prepararea oaselor, dinților, implanturilor etc.

3- În electronică

În cazul în care aceste materiale sunt utilizate pentru fabricarea amplificatoarelor laser, a fibrelor optice, a condensatoarelor, a lentilelor, a izolatoarelor, printre altele.

4- În industria energetică

În cazul în care materialele ceramice pot determina componente de combustibil nuclear, de exemplu.

Cele 7 materiale ceramice deosebite

1 - Alumina (Al2O3)

Este folosit pentru a conține metalul topit.

2-nitrură de aluminiu (AIN)

Este folosit ca material pentru circuite integrate și ca înlocuitor pentru AI203.

Carbură de bor (B4C)

Se utilizează pentru a produce ecranare nucleară.

Carbid de siliciu (SiC)

Este folosit pentru acoperirea metalelor, pentru rezistența la oxidare.

5- nitrură de siliciu (Si3N4)

Acestea sunt utilizate în fabricarea componentelor motoarelor pentru motoare și a turbinelor cu gaz.

6- Borid de titan (TiB2)

De asemenea, participă la fabricarea armurii.

Urania (UO2)

Acesta servește drept combustibil pentru reactoarele nucleare.

referințe

1. Alarcón, Javier (s / f). Chimia materialelor ceramice. Recuperat din: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Proprietățile ceramicii. Adus de la: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Structura și proprietățile ceramicii. Adus de la: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Gătit. Adus de la: ceramicdictionary.com
5. Revista ARQHYS (2012). Proprietățile ceramicii. Adus de la: arqhys.com
6. Universitatea Tehnologică Națională (2010). Clasificarea materialelor ceramice. Adus de la: cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Universitatea Tehnologică Națională (s / f). Materiale ceramice Adus de la: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Material ceramic Adus de la: en.wikipedia.org