Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Состав и структура




Преимуществом керамики является возможность получения заранее заданных характеристик путем изменения состава массы и технологии производства.

Керамика по назначению делится:

- художественно-декоративная (терракота, майолика, фаянс, фарфор, керамич. краски) посуда сервировки стола, декоративные изделия, стенные плитки, глиняная посуда,

- техническая (электрокерамика, хемокерамика, биокерамика, термокерамика, оптокерамика, механокерамика). термостойкие плитки, используемые программах спутников, газовые носики горелки, баллистическая защита, шарики окиси урана ядерного топлива, биомедицинские продукты, турбинные лезвия реактивного двигателя, ракетные носовые обтекатели. Керамические детали часто не включают сырьё из глины.

- строительная (кирпич, черепица, облицовочные материалы – фасадная плитка, фаянсовая плитка)

- огнеупоры (кирпичи и блоки для облицовки печей – шамотный кирпич, магнезитовый кирпич)

Керамика – поликристаллический твердый материал, полученный методом керамической технологии, включающей подготовку формовочной массы (шликера), формование, сушку и обжиг.

Структура черепка практически всех керамических материалов неоднородна ипредставлена 3 фазами:

- кристаллическая (одна или несколько) (спекшиеся зерна кварца и кристллики муллита)

- аморфная или стекловидная (стеклофаза, т.е. участки стекла)

- газовая (воздух в порах).

Кристаллическая фаза образуется при разложении и преобразовании глинистых веществ и других компонентов массы. Она включает кристаллы муллита, остатки измененного глинистого вещества, оплавленные зерна кварца. Кристаллическая фаза и особенно муллит придают черепку прочность, термическую и химическую устойчивость. Кристаллическая фаза определяет характерные свойства керамического материала и представляет собой химические соединения или твердые растворы этих соединений. Основные физические свойства керамики — электрические, пьезоэлектрические, магнитные, температурный коэффициент линейного расширения, механическая прочность — во многом зависят от особенностей кристаллической фазы.

Муллит – двойной оксид алюминия и кремния. Образуется при обжиге глинистых материалов при Т выше 1200. Кристаллизуется в виде игл, благодаря этому, а также его высокой огнеупорности и термостойкости упрочняет керамический материал и значительно улучшает его свойства, прежде всего фарфора.

 

Стекловидная фаза возникает за счет расплавления плавней и частично других компонентов. Стекловидная фаза находится в керамическом материале в виде прослоек, связывающих кристаллическую фазу. Она соединяет частицы массы, заполняет поры, повышая плотность черепка. Количество стекловидной фазы и ее состав определяют в основном технологические свойства керамики — температуру спекания, степень пластичности керамической массы при формовании. От содержания стекловидной фазы зависят также плотность, степень пористости и гигроскопичность материала. В количестве до 45 - 50% увеличивает прочность изделий, при большем содержании – вызывает хрупкость изделий, снижает их термостойкость. Стекловидная фаза способствует уменьшению водопоглощения, обуславливает просвечиваемость черепка.

Наличие газовой фазы (газы находятся в закрытых порах) обусловлено способом обработки массы и приводит к снижению механической и электрической прочности керамических изделий, а также вызывает диэлектрические потери при повышенных напряженностях поля вследствие ионизации газовых включений. Поры ухудшают свойства керамики, особенно при повышенной влажности. Газовая фаза (открытые и замкнутые поры) оказывает неблагоприятное влияние на физико-химические свойства изделий; снижает прочность, термическую и химическую устойчивость, вызывает водопоглощение и водопроницаемость черепка.

Сам материал представляет собой сложную гетерогенную неравновесную систему, которая с трудом поддаётся контролю.

!!! В производстве керамики до сих пор искусство и опыт играют важную роль.

 

В зависимости от химического состава различают оксидную, специальные керамики на основе карбидов, нитридов, боридов. Керамические материалы последней группы разработаны для использования в устройствах космической техники, эксплуатирующихся в условиях высоких температур. Однако эти материалы до сих пор не находят широкого применения в вакуумной технике.

Чисто оксидная керамика представляет собой однофазное кристаллическое соединение, но большинство керамических материалов состоят из нескольких фаз, включая стекловидную, которая выполняет роль связующего.

 

Оксидная керамика характеризуется высоким удельным электрическим сопротивлением (1011-10 Ом,см), пределом прочности на сжатие до 5 ГПа, стойкостью в окислительных средах в широком интервале температур. Среди оксидной керамики наибольшее распространение получили:

1. Алюмосиликатная керамика на основе SiO2-А12О3 или каждого из этих оксидов в отдельности.

Кремнеземистая керамика содержит более 80% SiO2 и подразделяется на кварцевую и динасовую керамику. Кварцевую изготовляют из кварцевого стекла или жильного кварца, вторую - спеканием кварцита в присутствии Fe2O3 и Са(ОН)2.

Кварцевая керамика обладает высокой термической и радиационной стойкостью, радиопрозрачностью, высокой кислотостойкостью и огнеупорностью. По мере увеличения содержания Аl2О3 в керамических материалах увеличивается содержание муллита 3Al2O3,2SiO2, что способствует повышению прочности и термостойкости керамика, снижению ее кислотности.

К керамике, содержащей около 28% Аl2О3, относят «полукислые» материалы (огнеупоры, фарфор, фаянс, гончарные изделия), а также каолиновую вату, теплоизоляционные материалы на ее основе, шамотные огнеупоры и др.

Корундовая керамика, содержащая >90% Аl2О3, характеризуется высоким электрическим сопротивлением при температурах до 1500°С, высокими пределами прочности при сжатии (3-4 ГПа) и изгибе (~ 1 ГПа).

Из алюмосиликатной керамики изготовляют посуду, детали и футеровку коксовых и мартеновских печей, ракет, космических аппаратов и ядерных реакторов, носители для катализаторов, корпуса галогенных ламп, костные имплантаты, детали радиоаппаратуры и многое другое.

2. Керамика на основе SiO2 и других оксидов. К этому типу материалов относят керамику состава SiO2-Al2O3-MgO (кордиеритовая), ZrSiO4 (цирконовая), SiO2-Al2O3-Li2O (сподуменовая), SiO2-Al2O3 BaO (цельзиановая керамика). Для изготовления такой керамика обычно используют глину, каолин, тальк, карбонаты Ва, Li и Са, MgO, минералы эвкриптит, сподумен, петалит, ашарит, трепел, известняк. Применяют в производстве радиотехнических деталей, теплообменников, огнеупоров, изоляторов азто- и авиасвечей и др.

 

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 1090; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.