KERAMICKÉ MATERIÁLY: VLASTNOSTI, DRUHY, POUŽITÍ - KULTURNÍ SLOVNÍK - 2025

Tyto keramické materiály jsou složeny z anorganických, kovových nebo nekovových pevných látek, které byly tepelně. Jeho základna je obvykle hlína, ale existují různé typy s různým složením.

Běžná jíl je keramická pasta. Také červená hlína je druh keramického materiálu, který má mezi složkami hlinitokřemičitany. Tyto materiály jsou tvořeny směsí krystalické a / nebo sklovité fáze.

Jsou-li vyrobeny z jediného krystalu, jsou jednofázové. Jsou polykrystalické, když jsou tvořeny mnoha krystaly.

Krystalická struktura keramických materiálů závisí na hodnotě elektrického náboje iontů a relativní velikosti kationtů a aniontů. Čím větší je množství aniontů obklopujících centrální kation, tím stabilnější bude výsledná pevná látka.

Keramické materiály mohou být ve formě husté pevné látky, vlákniny, jemného prášku nebo filmu.

Původ slova keramika se nachází v řeckém slově keramikos, jehož význam je „spálená věc“.

Stíhání

Zpracování keramických materiálů závisí na druhu materiálu, který má být získán. Výroba keramického materiálu však obvykle vyžaduje následující procesy:

1 - Míchání a mletí surovin

Je to proces, ve kterém jsou suroviny spojovány a je učiněn pokus homogenizovat jejich velikost a distribuci.

2- Konformace

V této fázi má těsto tvar a konzistenci, čehož je dosaženo u surovin. Tímto způsobem se zvyšuje hustota směsi, čímž se zlepšují její mechanické vlastnosti.

3. Tvarování

Je to proces, kterým se vytváří reprezentace nebo obrázek (ve třetí dimenzi) jakéhokoli skutečného objektu. K formování se jeden z těchto procesů běžně provádí:

Stisknutí

Surovina se lisuje do formy. Lisování za sucha se často používá k výrobě žáruvzdorných výrobků a elektronických keramických součástí. Tato technika umožňuje rychlou výrobu několika kusů.

Barbonite formování

Je to technika, která umožňuje vyrábět stejný tvar stokrát bez chyb nebo deformací.

Vytlačování

Je to proces, během kterého je materiál tlačen nebo extrahován přes matrici. Slouží ke generování objektů s jasným a pevným průřezem.

4- Sušení

Je to proces, který spočívá v řízení odpařování vody a kontrakcí, které v kuse vznikají.

Je to kritická fáze procesu, protože na něm záleží, zda si kus zachovává svůj tvar.

5- Vaření

Z této fáze se získá „koláč“. V tomto procesu se chemické složení jílu mění tak, aby bylo křehké, ale ve vodě porézní.

V této fázi musí teplo pomalu stoupat, dokud není dosaženo teploty 600 ° C. Po této první fázi jsou dekorace provedeny, když chtějí být provedeny.

Je důležité zajistit, aby kusy byly uvnitř trouby odděleny, aby nedošlo k deformaci.

Vlastnosti keramických materiálů

Ačkoli vlastnosti těchto materiálů do značné míry závisí na jejich složení, obecně sdílejí následující vlastnosti:

• Krystalická struktura. Existují však také materiály, které tuto strukturu nemají, nebo ji mají pouze v určitých odvětvích.
• Mají hustotu přibližně 2 g / cm3.
• Jedná se o materiály s izolačními vlastnostmi elektřiny a tepla.
• Mají nízký koeficient expanze.
• Mají vysokou teplotu tání.
• Obvykle jsou vodotěsné.
• Nejsou ani hořlavé ani oxidovatelné.
• Jsou tvrdé, ale zároveň křehké a lehké.
• Jsou odolné vůči tlaku, opotřebení a korozi.
• Mají mráz nebo schopnost odolávat nízkým teplotám bez zhoršení.
• Mají chemickou stabilitu.
• Vyžadují určitou pórovitost.

Klasifikace: typy keramických materiálů

1 - červená keramika

Je to nejhojnější druh jílu. Má načervenalé zbarvení způsobené přítomností oxidu železa.

Při vaření se skládá z hlinitanu a křemičitanu. Je to nejméně zpracované ze všech. Pokud se zlomí, výsledkem je načervenalá země. Je propustný pro plyny, kapaliny a tuky.

Tato hlína se běžně používá pro cihly a podlahy. Jeho teplota vypalování se pohybuje od 700 do 1000 ° C a může být pokryta oxidem cínu, čímž se získá vodotěsná kamenina. Italské a anglické kameniny jsou vyráběny z různých druhů hlíny.

2- Bílá keramika

Je to čistší materiál, takže nemají skvrny. Jejich granulometrie je lépe kontrolovaná a obvykle se smaluje na vnější straně, aby se zvýšila jejich nepropustnost.

Používá se při výrobě hygienického a stolního nádobí. Tato skupina zahrnuje:

Porcelán

Je to materiál, který je vyroben z kaolinu, velmi čistého typu jílu, do kterého se přidávají živce a křemen nebo pazourek.

Vaření tohoto materiálu se provádí ve dvou fázích: v první fázi se vaří při 1000 nebo 1300 ° C; a ve druhé fázi lze dosáhnout 1800 ° C.

Porcelány mohou být měkké nebo tvrdé. V případě měkkých dosahuje první fáze vaření 1 000 ° C.

Poté se z pece odstraní glazura. A pak se vrací do pece pro druhou fázi, ve které je aplikována minimální teplota 1250 ° C.

V případě tvrdých porcelánů se druhá fáze vaření provádí při vyšší teplotě: 1400 ° C nebo více.

A pokud má být ozdobena, vytvoří se definovaná dekorace a vloží se do pece, ale tentokrát při přibližně 800 ° C.

V průmyslu má více použití pro výrobu předmětů pro komerční použití (například nádobí) nebo pro objekty pro specializovanější použití (například izolace v transformátorech).

3 - Žáruvzdorné

Je to materiál, který vydrží velmi vysoké teploty (až do 3000 ° C) bez deformace. Jsou to jíly, které mají velké podíly oxidu hlinitého, berylia, thoria a zirkonia.

Jsou vařeny mezi 1300 a 1600 ° C a musí být postupně chlazeny, aby nedošlo k selhání, prasklinám nebo vnitřnímu namáhání.

Evropská norma DIN 51060 / ISO / R 836 stanoví, že materiál je žáruvzdorný, pokud změkne při minimální teplotě 1500 ° C.

Cihly jsou příkladem tohoto typu materiálu, který se používá pro konstrukci pecí.

4 - Brýle

Brýle jsou kapalné látky na bázi křemíku, které tuhnou v různých formách, když vychladnou.

Na křemíkový základ se přidávají různé tavicí látky podle typu vyráběného skla. Tyto látky snižují teplotu tání.

5-Cementy

Je to materiál složený z vápence a mletého vápníku, který se stane tuhým, jakmile se smísí s kapalinou (nejlépe vodou), a nechá se usadit. Za mokra se může tvarovat do požadovaného tvaru.

6- Abraziva

Jsou to minerály s extrémně tvrdými částicemi, které mají mezi složkami oxid hlinitý a diamantovou pastu.

Speciální keramické materiály

Keramické materiály jsou odolné a tvrdé, ale jsou také křehké, a proto byly vyvinuty hybridní nebo kompozitní materiály se skelným vláknem nebo plastovou polymerní matricí.

K vývoji těchto hybridů lze použít keramické materiály. Jedná se o materiály složené z oxidu křemičitého, oxidu hlinitého a některých kovů, jako je kobalt, chrom a železo.

Při vývoji těchto hybridů se používají dvě techniky:

Syntetizovaný

Je to technika, při které se kovové prášky zhutňují.

Potěr

S touto technikou je slitina dosažena stlačením kovového prášku společně s keramickým materiálem v elektrické peci.

Do této kategorie spadá tzv. Kompozitní matricová keramika (CMC). Mohou být uvedeny:

- Karbidy

Jako je wolfram, titan, křemík, chrom, bor nebo uhlík-vyztužený karbid křemíku.

- Nitridy

Jako je křemík, titan, keramický oxynitrid nebo sialon.

-

Jsou to keramické materiály s elektrickými nebo magnetickými vlastnostmi.

4 hlavní použití keramických materiálů

1 - V leteckém průmyslu

V této oblasti jsou vyžadovány lehké komponenty odolné vůči vysokým teplotám a mechanickým nárokům.

2- V biomedicíně

V této oblasti jsou užitečné pro výrobu kostí, zubů, implantátů atd.

3 - v elektronice

Tam, kde se tyto materiály používají mimo jiné k výrobě laserových zesilovačů, optických vláken, kondenzátorů, čoček, izolátorů.

4- V energetickém průmyslu

Tam mohou například keramické materiály vést ke složkám jaderných paliv.

7 nejvýznamnějších keramických materiálů

1 - Alumina (Al2O3)

Používá se k zadržování roztaveného kovu.

2- nitrid hliníku (AIN)

Používá se jako materiál pro integrované obvody a jako náhrada za AI203.

3 - karbid boru (B4C)

Používá se k výrobě jaderného brnění.

4- Karbid křemíku (SiC)

Používá se k povlakování kovů díky své odolnosti vůči oxidaci.

5- nitrid křemíku (Si3N4)

Používají se při výrobě komponentů pro automobilové motory a plynové turbíny.

6- borid titaničitý (TiB2)

Podílí se také na výrobě štítů.

7- Urania (UO2)

Slouží jako palivo pro jaderné reaktory.

Reference

1. Alarcón, Javier (s / f). Chemie keramických materiálů. Obnoveno z: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Keramické vlastnosti. Obnoveno z: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Struktura a vlastnosti keramiky. Obnoveno z: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Vaření. Obnoveno z: keramika.cz
5. ARQHYS Magazine (2012). Keramické vlastnosti. Obnoveno z: arqhys.com
6. Národní technologická univerzita (2010). Klasifikace keramických materiálů. Obnoveno z: Cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Národní technologická univerzita (s / f). Keramické materiály. Obnoveno z: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Keramický materiál. Obnoveno z: es.wikipedia.org