KERAMISKE MATERIALER: EGENSKABER, TYPER, ANVENDELSER - KULTURORDFORRÅD

De keramiske materialer er sammensat af uorganiske, metalliske eller ikke-faste stoffer, der har gennemgået varme. Dens base er normalt ler, men der er forskellige typer med forskellige sammensætninger.

Almindelig ler er en keramisk pasta. Også rød ler er en type keramisk materiale, der har aluminiumsilicater blandt dets komponenter. Disse materialer dannes af en blanding af krystallinske og / eller glasagtige faser.

Hvis de er fremstillet med en enkelt krystal, er de enfase. De er polykrystallinske, når de består af mange krystaller.

Den krystallinske struktur af keramiske materialer afhænger af værdien af ionernes elektriske ladning og den relative størrelse af kationerne og anionerne. Jo større mængde anioner, der omgiver den centrale kation, jo mere stabil vil det resulterende faste stof være.

Keramiske materialer kan være i form af et tæt fast stof, fiber, fint pulver eller film.

Oprindelsen af ordet keramik findes i det græske ord keramikos, hvis betydning er "forbrændt ting."

Retsforfølgelse

Behandlingen af keramiske materialer afhænger af den type materiale, der skal opnås. Fremstilling af et keramisk materiale kræver imidlertid normalt følgende processer:

1- Blanding og formaling af råvarer

Det er processen, hvormed råmaterialer forbindes, og der gøres et forsøg på at homogenisere deres størrelse og distribution.

2- Konformation

I denne fase får dejen form og konsistens, hvilket opnås med råmaterialerne. På denne måde øges blandingens densitet, hvilket forbedrer dens mekaniske egenskaber.

3 - Støbning

Det er den proces, hvormed der oprettes en repræsentation eller billede (i tredje dimension) af ethvert reelt objekt. Til formning udføres en af disse processer almindeligvis:

Ved at trykke

Råmaterialet presses ind i en matrice. Tørpresning bruges ofte til at fremstille ildfaste produkter og elektroniske keramiske komponenter. Denne teknik gør det muligt at fremstille flere af stykker hurtigt.

Støbning af barbonit

Det er en teknik, der gør det muligt at fremstille den samme form hundreder af gange uden fejl eller deformationer.

Ekstrudering

Det er en proces, hvor materialet skubbes eller ekstraheres gennem en matrice. Bruges til at generere objekter med et klart og fast tværsnit.

4 - Tørring

Det er en proces, der består i at kontrollere fordampningen af vandet og de sammentrækninger, det producerer i stykket.

Det er en kritisk fase af processen, fordi det afhænger af det, at stykket opretholder sin form.

5 - Madlavning

Fra denne fase opnås "kagen". I denne proces ændres den kemiske sammensætning af leret for at gøre den sprød men vandporøs.

I denne fase skal varmen stige langsomt, indtil en temperatur på 600 ºC er nået. Efter denne første fase laves dekorationer, når de ønsker at blive udført.

Det er vigtigt at sikre, at brikkerne adskilles inde i ovnen for at undgå deformation.

Egenskaber ved keramiske materialer

Selvom disse materialers egenskaber i vid udstrækning afhænger af deres sammensætning, deler de generelt følgende egenskaber:

Krystallstruktur. Der er dog også materialer, der ikke har denne struktur eller kun har den i visse sektorer.
De har en densitet på cirka 2g / cm3.
Dette er materialer med isolerende egenskaber for elektricitet og varme.
De har en lav udvidelseskoefficient.
De har et højt smeltepunkt.
De er generelt vandtætte.
De er hverken brændbare eller oxiderbare.
De er hårde, men skrøbelige og lette på samme tid.
De er modstandsdygtige over for kompression, slid og korrosion.
De har frost eller evnen til at modstå lave temperaturer uden at forringes.
De har kemisk stabilitet.
De kræver en vis porøsitet.

Klassificering: typer af keramiske materialer

1- Rød keramik

Det er den mest rigelige type ler. Det har en rødlig farve, der skyldes tilstedeværelsen af jernoxid.

Når den koges, består den af aluminat og silikat. Det er det mindst behandlede af alle. Hvis det brud, er resultatet en rødlig jord. Det er gennemtrængeligt for gasser, væsker og fedt.

Denne ler bruges ofte til mursten og gulve. Dens fyringstemperatur varierer fra 700 til 1000 ° C, og den kan dækkes med tinoxid for at opnå et vandtæt fajance. Italiensk og engelsk fajance er lavet med forskellige typer ler.

2- Hvid keramik

Det er et renere materiale, så de ikke har pletter. Deres granulometri er mere kontrolleret, og de er normalt emaljeret på ydersiden for at forbedre deres uigennemtrængelighed.

Det bruges til fremstilling af hygiejne og service. Denne gruppe inkluderer:

Porcelæn

Det er et materiale, der er lavet af kaolin, en meget ren type ler, hvortil der tilføjes feltspat og kvarts eller flint.

Tilberedning af dette materiale udføres i to faser: i den første fase koges det ved 1000 eller 1300 ° C; og i den anden fase kan 1800 ° C nås.

Porcelæn kan være blødt eller hårdt. Når det gælder bløde, når den første tilberedningsfase 1000 ° C.

Derefter fjernes den fra ovnen for påføring af glasur. Og så går det tilbage til ovnen i den anden fase, hvor en minimumstemperatur på 1250 ° C påføres.

For hårde porcelæn udføres den anden tilberedningsfase ved en højere temperatur: 1400 ° C eller mere.

Og hvis det skal dekoreres, fremstilles den definerede dekoration og sættes i ovnen, men denne gang på ca. 800 ° C.

Det har flere anvendelser i branchen til at fremstille objekter til kommerciel brug (f.eks. Servise) eller til objekter til mere specialiseret brug (f.eks. Isolering i transformere).

3 - ildfast

Det er et materiale, der kan modstå meget høje temperaturer (op til 3000 ° C) uden at deformere. Det er lerarter, der har store mængder aluminiumoxid, beryllium, thorium og zirkonium.

De koges mellem 1300 og 1600 ° C og skal gradvis afkøles for at undgå svigt, revner eller indre belastninger.

Den europæiske standard DIN 51060 / ISO / R 836 fastslår, at et materiale er ildfast, hvis det blødgøres med en minimumstemperatur på 1500 ° C.

Teglsten er et eksempel på denne type materiale, der bruges til konstruktion af ovne.

4 - Briller

Briller er siliciumbaserede flydende stoffer, som størkner i forskellige former, når de afkøles.

Forskellige flydende stoffer sættes til siliciumbasen i henhold til den type glas, der skal fremstilles. Disse stoffer sænker smeltepunktet.

5- Cementer

Det er et materiale sammensat af kalksten og malet calcium, som bliver stift, når det blandes med væske (fortrinsvis vand) og får lov til at sætte sig. Mens den er våd, kan den støbes til din ønskede form.

6- Slibemidler

Det er mineraler med ekstremt hårde partikler, og som har aluminiumoxid og diamantpasta blandt deres komponenter.

Specielle keramiske materialer

Keramiske materialer er resistente og hårde, men er også skrøbelige, hvorfor der er udviklet hybrid- eller kompositmaterialer med en glasfiber- eller plastpolymermatrix.

Keramiske materialer kan bruges til at udvikle disse hybrider. Disse er materialer sammensat af siliciumdioxid, aluminiumoxid og nogle metaller såsom kobolt, krom og jern.

To teknikker bruges til udarbejdelse af disse hybrider:

Syntetiseret

Det er teknikken, hvor de metalliske pulvere komprimeres.

Yngelen

Med denne teknik opnås legeringen ved at komprimere det metalliske pulver sammen med det keramiske materiale i en elektrisk ovn.

Den såkaldte sammensatte matrixkeramik (CMC) falder inden for denne kategori. Disse kan vises på listen:

- Karbider

Såsom wolfram, titanium, silicium, krom, bor eller carbonforstærket siliciumcarbid.

- Nitrider

Såsom silicium, titan, keramisk oxynitrid eller sialon.

-

Det er keramiske materialer med elektriske eller magnetiske egenskaber.

De 4 vigtigste anvendelser af keramiske materialer

1- I luftfartsindustrien

På dette felt kræves lette komponenter med modstand mod høje temperaturer og mekaniske krav.

2- I biomedicin

I dette område er de nyttige til fremstilling af knogler, tænder, implantater osv.

3- I elektronik

Hvor disse materialer bruges til fremstilling af laserforstærkere, fiberoptik, kondensatorer, linser, isolatorer, blandt andre.

4- I energibranchen

Det er her, for eksempel keramiske materialer kan resultere i komponenter af nukleare brændstoffer.

De 7 mest fremragende keramiske materialer

1- Alumina (Al2O3)

Det bruges til at indeholde smeltet metal.

2- Aluminiumnitrid (AIN)

Det bruges som materiale til integrerede kredsløb og som erstatning for AI203.

3- Borcarbid (B4C)

Det bruges til at fremstille atomvåben.

4- Siliciumcarbid (SiC)

Det bruges til at belægge metaller på grund af dets modstand mod oxidation.

5- Siliciumnitrid (Si3N4)

De bruges til fremstilling af komponenter til bilmotorer og gasturbiner.

6- titanborid (TiB2)

Det deltager også i fremstilling af skjolde.

7- Urania (UO2)

Det fungerer som brændstof til atomreaktorer.

Referencer

Alarcón, Javier (s / f). Keramiske materialers kemi. Gendannes fra: uv.es
Q., Felipe (2010). Keramiske egenskaber. Gendannet fra: constructorcivil.org
Lázaro, Jack (2014). Struktur og egenskaber ved keramik. Gendannes fra: prezi.com
Mussi, Susan (s / f). Madlavning. Gendannes fra: ceramicdiction.com
ARQHYS Magazine (2012). Keramiske egenskaber. Gendannes fra: arqhys.com
National Technological University (2010). Klassificering af keramiske materialer. Gendannes fra: Cienciamateriales.argentina-foro.com
National Technological University (s / f). Keramiske materialer. Gendannes fra: frm.utn.edu.ar
Wikipedia (s / f). Keramisk materiale. Gendannet fra: es.wikipedia.org

KERAMISKE MATERIALER: EGENSKABER, TYPER, ANVENDELSER - KULTURORDFORRÅD - 2025