Materiale și produse ceramice. Tipuri de ceramică Proprietăți și aplicații ale ceramicii forsterite și cordierite

Prezentare din seria „Meșteșuguri populare. Modelaj” pentru elevi. Sunt descrise pe scurt metodele de bază de prelucrare a argilei. Toate setările sunt anulate, doar text și imagini, ceea ce va permite profesorului să adapteze în mod independent prezentarea la procesul educațional.

Descarca:

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizările prezentării, creați un cont Google și conectați-vă la el: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

ISTORIC, TIPURI, TEHNOLOGIE CERAMICĂ Interpret: Olga Vladimirovna Karkavina, profesor de educație suplimentară

Lutul este unul dintre materialele străvechi care este folosit pentru a face ceramică și produse de artă.

Ceramica este produse din argilă cu sau fără aditivi minerali, care se obțin prin turnare și ardere. Pentru a îmbunătăți proprietățile estetice, ceramica poate fi acoperită cu glazură.

Este greu de imaginat cât de diversă este ceramica. În funcție de scopul propus, ceramica este de obicei împărțită în construcții, casnice și tehnice.

Ceramica de constructii: caramizi, gresie, tevi, diverse tipuri de faianta pentru decorarea exterioara si interioara a peretilor cladirilor, gresie si placi pentru pardoseli, produse sanitare (chiuvete, cazi, toalete, cisterne pentru acestea etc.)

Ceramica de uz casnic: vase, produse de artă.

Ceramica tehnică: o mare varietate de produse pentru inginerie mecanică, rachetă, electronică radio, inginerie electrică și alte industrii.

Realizarea ceramicii

Realizarea ceramicii constă în șase etape: pregătirea argilei, pregătirea masei de argilă, turnarea produsului, arderea, glazura și decorarea.

Pregătirea argilei După ce a pus cantitatea necesară de lut în bucăți într-o cutie, umpleți-o cu apă aproximativ, astfel încât apa să acopere argila și lăsați-o să stea până când apa este absorbită. Apoi lăsați lutul să stea cu capacul deschis până când excesul de apă se evaporă.

Pregătirea masei de argilă Pentru a face acest lucru, bulgărea crudă este frământată bine, la fel ca și frământarea aluatului tare. În acest caz, este necesar să loviți periodic cu pumnul. Acest lucru se face astfel încât argila să devină omogenă pe întregul volum, tot excesul de aer este îndepărtat din acesta, ceea ce garantează calitatea produsului rezultat.

Turnarea produsului Puteți face ceramică în mai multe moduri: din bucăți plate rulate și din șuvițe; pe roata olarului; prin turnare în matriță de ipsos

Turnare din bucăți și șuvițe

Modelare pe roata olarului

Turnarea produselor în matriță de ipsos

Arderea Arderea produselor din argilă se realizează în cuptoare speciale.

Glazing Glaze este o sticlă de silice care creează o suprafață netedă, transparentă pe argilă atunci când este topită la temperaturi ridicate.

Decor

Argila este un material natural, uimitor, care vă permite să creați produse unice prin frumusețea lor. CREAȚI CU PLACERE!

Surse: J. Etkin. Ceramica pentru incepatori. M., ART-RODNIK, 2006; http://www.znaytovar.ru/s/Proizvodstvo-keramicheskix-izde.html ; http://www.ceramicportal.ru/articles

• În sens restrâns, cuvântul ceramică înseamnă lut care a fost ars.
• Cea mai veche ceramică a fost folosită ca vase din lut sau amestecuri ale acestuia cu alte materiale. În prezent, ceramica este folosită ca material în industrie (ingineria mecanică, fabricarea instrumentelor, industria aviației etc.), construcții, artă și este utilizată pe scară largă în medicină și știință. În secolul al XX-lea, au fost create noi materiale ceramice pentru a fi utilizate în industria semiconductoarelor și în alte domenii.
• Materialele supraconductoare moderne de înaltă temperatură sunt și ceramice.

• Schema tehnologică pentru producția de plăci ceramice include următoarele faze principale:

• Pregătirea slipului;
• Turnarea produsului;
• Uscare;
• Pregătirea glazurilor și glazurării (emailare);
• Ardere.

• Materiile prime pentru masele ceramice sunt împărțite în plastic (argile și caolini) și non-plastic. Adăugările de argilă refractă și cuarț reduc contracția produsului și probabilitatea de fisurare în etapa de turnare. Plumbul și boraxul sunt folosite ca formatori de sticlă.

Pregătirea slipului are loc în trei etape:

• Prima fază: măcinarea feldspatului și a nisipului (măcinarea durează de la 10 la 12 ore);
• În prima fază se adaugă argilă;
• La a doua fază se adaugă caolinul. Slipul finit este turnat în recipiente și învechit.

Transportul de la depozitul de materii prime se efectuează cu un încărcător până la buncărele de primire. De acolo este trimis de-a lungul unui transportor fie la o moară cu bile (pentru măcinare) fie la turbosolvenți (pentru dizolvarea argilei și caolinului)

Lucru pe picior ceramică cerc. Imagine activată ceramică gresie

CERAMICA URN - probă ceramică arta mayașă.

Istoria plăcilor ceramice casnice

• În Rus', plăcile ceramice au apărut în secolul al IX-lea odată cu apariția creștinismului. În perioada păgână, piatra și lemnul erau folosite predominant ca materiale de construcție.

Slide 2

Informații generale

Produsele ceramice sunt produse obținute din materii prime minerale prin turnare și ardere la temperaturi ridicate. Termenul „ceramică” provine (conform lui P.P. Budnikov) de la cuvântul „ceramia”, care în Grecia antică era folosit pentru a descrie arta de a face produse din lut. Și acum în tehnologia ceramicii folosesc în principal argile, dar împreună cu acestea folosesc și alte tipuri de materii prime minerale, de exemplu oxizi puri (ceramica tehnică cu oxid). Materialele ceramice sunt cele mai vechi dintre toate materialele din piatră artificială. Cioburile de ceramică brută se găsesc pe locul așezărilor care datează din epoca de piatră. Vechimea cărămizii ceramice ca material de construcție este de peste 5000 de ani. Acoperișuri ceramice antice Panouri ceramice Ceramica de perete cu figuri roșii

Slide 3

În construcția modernă

Produsele ceramice sunt utilizate: în aproape toate elementele structurale ale clădirilor din construcția de locuințe prefabricate și individuale (materiale de placare) în decorarea fațadelor și interioarelor clădirilor; agregatele poroase ceramice stau la baza betonului ușor; produse sanitare, vase din porțelan și faianță. ceramica speciala pentru industria chimica si metalurgica industria (produse rezistente la acizi si la foc), electrotehnica si radio-electronica (izolatori electrici, semiconductori etc.), tehnologie spatiala

Slide 4

CLASIFICARE

După scop: - produse pentru pereți (cărămidă, pietre goale și panouri realizate din acestea); - produse pentru acoperisuri (tigla); - elemente de podea; - produse pentru placarea fatadelor (caramizi de fatada, gresie de dimensiuni mici si altele, panouri de tipar, detalii arhitecturale si artistice); - produse pentru placarea peretilor interiori (placi vitrate si piese modelate pentru acestea - cornise, coltare, corbele); - umpluturi pentru beton ușor (argilă expandată, agloporită); - produse termoizolante (ceramica perlit, ceramica celulara, pamant de diatomee etc.); - produse sanitare (mese de spălat, căzi, toalete); - gresie; - caramida de drum; - produse rezistente la acizi (caramizi, faianta, tevi si fitinguri pentru acestea); - refractare; - produse pentru comunicatii subterane (conducte de canalizare si drenaj).

Slide 5

In functie de structura: poros, dens (ciob sinterizat). Cele poroase absorb mai mult de 5% din apă (în masă), în medie absorbția lor de apă este de 8-20% în masă sau 14-36% în volum. Acestea includ atât produse din ceramică grosieră - cărămizi și pietre ceramice pentru pereți, produse pentru acoperiș și tavane, țevi de drenaj, cât și ceramică fină - plăci de fațadă, faianță. Dens absorb mai puțin de 5% din apă, mai des 1-4% din masă sau 2-8% din volum. Acestea includ și produse din ceramică grosieră - cărămizi de clincher, plăci de parament de dimensiuni mari și ceramică fină - faianță, semi-portelan, porțelan.

Slide 6

După punctul de topire: cu punct de topire scăzut - cu un punct de topire sub 1350 °C; refractar - cu un punct de topire de 1350°C-1580°C; ignifug - 1580 -2000 °C; cea mai mare rezistență la foc - mai mult de 2000 °C.

Slide 7

Materii prime

CAOLIN – constă din mineralul Al2O3 2SiO2 2H2O, conțin o cantitate semnificativă de particule mai mici de 0,01 mm, după ardere își păstrează culoarea albă; ARGILE – variate ca compoziție minerală, mai contaminate cu impurități minerale și organice; materia argilosă (cu particule mai mici de 0,005 mm) constă în principal din caolinit și minerale înrudite - montmorillonit Al2O3 4SiO2 nH2O, haloisit Al2O3 2SiO2 4H2O; conținutul de particule fine determină plasticitatea și alte proprietăți ale argilelor; poate conține impurități care reduc punctul de topire (carbonat de calciu, feldspat, Fe(OH)3, Fe2O3); incluziunile asemănătoare pietrei de CaCO3 sunt cauza apariției fisurilor „glonț” în produsele ceramice, deoarece hidratarea CaO obtinut in timpul arderii este insotita de o crestere a volumului acestuia; culoarea argilei depinde de impuritățile de origine minerală și organică (de la alb, maro, verde, gri până la negru), culoarea roșie obișnuită a argilei este dată de un amestec de oxid de fier; bentonite – roci argiloase foarte dispersate, cu un conținut predominant de montmorillonit; tripoli și diatomite - constau în principal din silice amorfă; utilizate pentru fabricarea de produse termoizolante, cărămizi de construcție și pietre.

Slide 8

Materiale de subțiere - pentru a reduce plasticitatea și a reduce contractia de aer și de foc a argilelor: argilă refractară cu granule de 0,14-2 mm (argilă refractară, caolin) - îmbunătățește proprietățile de uscare și ardere ale argilelor, utilizate pentru producerea de produse de înaltă calitate - cărămizi de față, refractare etc argilă deshidratată - îmbunătățește proprietățile de uscare a materiilor prime și aspectul cărămizilor nisip cu granule de 0,5-2 mm zgură granulată de furnal cu granule de până la 2 mm - un agent de îngroșare a argilei eficient în producția de cărămizi centrale termice aditivi pentru arderea cenușii Materiale poroase - pentru producerea de produse ceramice ușoare cu porozitate crescută și conductivitate termică redusă. Folosesc substanțe care, în timpul arderii, se disociază cu degajarea de gaz (cretă măcinată, dolomit) sau se ard (aditivi de ardere: rumeguș, cărbune maro zdrobit, deșeuri de la instalațiile de preparare a cărbunelui, cenușă și lignină de la termocentrale, cresc porozitatea produselor și promovează sinterizarea uniformă a cioburilor ceramice)

Slide 9

Aditivi de plastificare - argile cu grad ridicat de plasticitate, bentonite, surfactanți (sufit-piure de drojdie) Fluine - reduc temperatura de sinterizare a argilei (feldspați, minereu de fier, dolomit, magnezit, talc etc.) Glazură sau angobă - conferă un aspect decorativ și rezistență la influente externe. Pe suprafața materialului ceramic se aplică un strat de glazură (sticlă transparentă și/sau opaca (solidă) de diferite culori) și se fixează de acesta prin ardere la temperatură ridicată. Principalele materii prime ale glazurii (nisip de cuarț, caolin, feldspat, săruri ale metalelor alcalino-pământoase, oxizi de plumb sau stronțiu, acid boric, borax etc.) sunt utilizate sub formă brută sau topite - sub formă de frită. Engobe se prepară din argilă albă sau colorată și se aplică într-un strat subțire pe suprafața unui produs nears. Engobe nu se topește la ardere, deci suprafața este mată. Proprietățile sale ar trebui să fie aproape de ciobul principal.

Slide 10

PRODUCEREA MATERIALELOR CERAMICE

Metode de turnare - plastic și semi-uscat La metoda plastică, umiditatea amestecului de turnare este de 15-25%, ceea ce necesită uscarea obligatorie a produselor turnate înainte de ardere.La metoda semi-uscata nu este necesară uscarea, deoarece conținutul de umiditate al argilei este de 6-7%, iar produsele sunt turnate pe prese speciale sub presiune semnificativă de 15-40 MPa. Astfel de cărămizi au forma corectă și dimensiunile exacte, dar sunt mai puțin rezistente la îngheț. Burnout - produsele își pierd forma și se topesc de la suprafață; Subardere (incompletitudinea procesului de sinterizare (culoarea „stacojie” a cărămizii) - rezistență redusă, scădere puternică a rezistenței la apă și a rezistenței la îngheț

Slide 11

Proprietățile argilelor ca materie primă pentru produsele ceramice

Argila amestecată cu o anumită cantitate de apă formează un aluat de argilă care are coeziune și plasticitate. Când argila uscată este umezită, se simte mirosul caracteristic de pământ umezit și degajarea de căldură. Moleculele de apă (dipoli) sunt atrase între particulele solzoase de caolinit și le îngrădesc, determinând umflarea argilei. Straturile subțiri de apă între particulele lamelare de minerale argiloase dau naștere proprietăților caracteristice aluatului de argilă. Plasticitatea argilelor se explică prin faptul că atunci când sunt umezite, pe suprafața particulelor apar pelicule subțiri de apă adsorbită, care asigură alunecarea particulelor și le leagă prin forțele interacțiunii intermoleculare. Plasticitatea este evaluată prin cantitatea de apă necesară pentru a obține o masă modelabilă. Argilele pot fi foarte plastice, plastic medii și plastic scăzut. Cu cât sunt mai multe minerale argiloase în argilă, cu atât are nevoie de mai multă apă, cu atât se umflă mai mult, cu atât se usucă mai greu și se micșorează mai mult. Astfel de argile sunt numite grase. Argilele care conțin o mulțime de particule de nisip sunt numite slabe. Amestecuri optime se obțin prin introducerea de aditivi slabi în argile grase - nisipuri, cenușă de termocentrală, zgură, argilă refractară etc.

Slide 12

Capacitatea de legare a argilei se manifestă prin legarea boabelor de materiale neplastice (nisip, argilă refractară etc.), precum și în formarea unui produs destul de durabil la uscare - materie primă. Particularitatea aluatului de argilă este capacitatea sa de a se întări atunci când este uscat la aer. Forțele de presiune capilară atrag particulele de argilă împreună și împiedică separarea lor, ducând la contracția aerului. Contracția este o scădere a dimensiunilor liniare și a volumului argilei brute în timpul uscării (contracția cu aer) și arderea (contracția la foc) a argilei (și împreună - contracția completă); exprimată ca procent din dimensiunea originală a produsului. Capacitatea de aglomerare este capacitatea argilelor de a se transforma într-o stare asemănătoare pietrei la ardere (900-1200 oC). Formarea unui ciob durabil are loc datorită efectului de lipire a particulelor de argilă solidă cu topitura rezultată.

Slide 13

Proprietățile produselor ceramice

Porozitatea unui ciob de ceramică (produse poroase) crește cu 10-40% odată cu introducerea de aditivi care formează pori în masa ceramică. În efortul de a reduce densitatea și conductibilitatea termică, ei recurg la crearea de goluri în cărămizi și pietre ceramice.Absorbția apei caracterizează porozitatea unui ciob ceramic.Absorbția apei ceramice poroase este de 6-20% în greutate, adică. 12-40% în volum de produse dense absorbție de apă - 1-5% în masă și 2-10% în volum

Slide 14

Conductivitatea termică a unui ciob de ceramică absolut dens este mare - 1,16 W/(m·ᵒС). Porii de aer și golurile create în produsele ceramice reduc densitatea și reduc semnificativ conductivitatea termică. De exemplu, pentru produse ceramice de perete de la 1800 la 700 kg/m3 și, respectiv, de la 0,8 la 0,21 W/(m·ᵒС). Ca urmare, grosimea peretelui exterior și consumul de material al structurilor de închidere sunt reduse. Rezistența depinde de compoziția de fază a ciobului ceramic, de porozitate și de prezența fisurilor. Calitatea unui produs ceramic de perete (cărămidă etc.) din punct de vedere al rezistenței indică rezistența la compresiune, totuși, la stabilirea gradului unei cărămizi, împreună cu rezistența la compresiune, se ia în considerare rezistența la încovoiere, deoarece cărămida în zidăria este supusă la îndoire. Produsele cu cioburi poroase sunt produse în clasele M75-M300 și produse dense (cărămizi de drum etc.) - M400-M1000.

Slide 15

Rezistenta la inghet. Gradul de rezistență la îngheț denotă numărul de cicluri de îngheț și dezgheț alternat pe care un produs ceramic le poate rezista în stare saturată de apă fără semne de deteriorare vizibilă (delaminare, decojire, crăpare, ciobire). În funcție de structura lor, produsele au următoarele mărci: F15, F25, F35, F50, F75, F100. Permeabilitatea la vapori a produselor ceramice de perete contribuie la ventilarea camerei, in functie de porozitatea si natura porilor. Permeabilitatea scăzută la vapori este motivul transpirației pe suprafața interioară a pereților camerelor cu umiditate ridicată a aerului. Permeabilitatea neuniformă la vapori a straturilor care alcătuiesc peretele exterior - acumulare de umiditate. Astfel, placarea fațadei pereților cu plăci smălțuite poate duce la acumularea de umiditate în stratul de contact perete-țigla, iar înghețarea ulterioară a umidității cauzează decojirea placajului.

Slide 16

Aplicație

Produsele structurale operate în condiții de încărcare includ materiale pentru pereți (cărămizi și pietre ceramice), materiale pentru acoperișuri (țiglă), conducte de apă, canalizare și drenaj. În plus, cărămida este utilizată pentru așezarea fundațiilor coloane în clădirile joase, precum și pentru producția în fabrică de blocuri și panouri de dimensiuni mari, care, în funcție de scop (pentru pereții interni sau exteriori), pot fi unul-, cu două sau trei straturi. În cele cu mai multe straturi, izolația plăcii este utilizată pentru a crește proprietățile de protecție termică.

Slide 17

Materialele cu destinație specială includ: sanitare, rezistente la acizi, rezistente la foc, termoizolante. Aplicație Principalele materii prime pentru producția de produse sanitare sunt argile cu ardere albă amestecate cu fluxuri formatoare de sticlă și aditivi de deșeuri. Prin modificarea raportului componentelor și a tehnologiei de turnare și ardere se obțin produse din faianță, semiporțelan și porțelan, care sunt enumerate, respectiv, în ordinea crescătoare a densității și rezistenței lor. Cel mai mare volum in constructii revine produselor de faianta relativ poroase, a caror rezistenta la apa este asigurata prin glazura suprafetei.

Slide 18

Materialele rezistente la acizi sub formă de plăci și cărămizi din clasele A, B, C, obținute din argile rezistente la acizi, sunt utilizate pentru protejarea pardoselilor, pereților și a echipamentelor tehnologice din fabricile chimice. Scopul principal al materialelor refractare este căptușeala echipamentelor tehnologice de înaltă temperatură. Temperatura maximă de funcționare a unor astfel de produse este determinată de compoziția materiei prime: cu un conținut crescut de silice (Si02) se obțin refractare de silice (până la 1650 °C), argilă de foc - argilă de foc (până la 1400 °C), alumină (A1203) - cu conținut ridicat de alumină (peste 1750 °C). Aplicație

Slide 19

Materialele termoizolante și produsele pe bază de materii prime argiloase sunt produse sub formă de cărămizi cu spumă de diatomit foarte poroase, utilizate în principal pentru izolarea termică a echipamentelor tehnologice, și materiale vrac în vrac: pietriș de argilă expandată și piatră concasată agloporită. Acestea din urmă se obțin prin umflarea granulelor turnate la temperaturi peste 1000°C sau prin zdrobirea materiilor prime sinterizate cu deșeuri de cărbune și sunt utilizate ca umplutură termoizolatoare pentru izolarea pardoselilor, tavanelor, pereților, precum și a agregatelor de beton ușor în diverse scopuri. Aplicație

Slide 20

Materiale ceramice pentru pereti si acoperisuri

Dimensiunile moderne de cărămidă au fost legalizate de standard în 1927. În conformitate cu acesta, cărămizile sunt produse în dimensiunile 250x120x65 și 250x120x88. Greutatea unei cărămizi nu trebuie să depășească 4,3 kg. Prin urmare, cărămizile îngroșate sunt de obicei produse cu goluri. Sunt acceptate următoarele denumiri de fețe de cărămidă: pat, lingură, poke. 1-pat, 2-linguri, 3-poke

Slide 21

Proprietățile fizice ale cărămizilor ceramice solide obișnuite: densitatea medie nu trebuie să depășească 1600-1800 kg/m3, porozitatea - 28-35%, absorbția de apă - nu mai puțin de 8%. Principala caracteristică a calității cărămizii este gradul de rezistență la compresiune și la încovoiere. Au fost stabilite 8 clase de la 75 la 300. În ceea ce privește rezistența la îngheț pentru cărămizi, au fost stabilite patru clase F15, F25, F35, F50. Standardul permite abateri mari în dimensiunea și forma cărămizilor din cauza contracției inegale mari în timpul fabricării sale.

Slide 22

Datorită caracteristicilor sale fizice și mecanice destul de ridicate, cărămida ceramică obișnuită este utilizată pe scară largă în construcțiile moderne pentru așezarea pereților, fundațiilor, coșurilor de fum și a altor structuri. Cărămizile presate semi-uscate nu pot fi folosite pentru fundații și pereți ai încăperilor umede. Mai industriale în tehnologia de fabricație și caracteristicile termice sunt cărămizile și blocurile ceramice goale cu dimensiuni: 250x120x138, 380x120x138, 250x250x138. Pietrele sunt considerate goale dacă volumul lor gol este mai mare de 13%. Forma și dimensiunea golurilor pot varia. Amplasarea golurilor este predominant verticală. Pietrele goale nu pot fi folosite pentru așezarea structurilor în contact cu apa. Înghețarea apei prinse în goluri. poate distruge piatra. Prezența golurilor nu numai că reduce greutatea produselor, dar și accelerează și facilitează procesele de uscare și ardere. Au mult mai puține defecte, iar rezistența lor este aceeași cu cea a cărămizii solide. Cărămidă solidă obișnuită Cărămidă goală obișnuită Blocuri de cărămidă goală

Slide 23

Placile din ceramica naturala sau argila sunt unul dintre cele mai vechi materiale de acoperis. Istoria utilizării sale datează de mai bine de un mileniu. Placile ceramice sunt cel mai popular material din Europa: mai mult de jumătate din acoperișurile înclinate europene sunt ceramice. O astfel de popularitate a plăcilor se datorează, în primul rând, caracteristicilor lor unice: Aspect atractiv; Durabilitate; Rezistent la foc; Prietenia mediului; Rezistență la medii agresive, radiații ultraviolete și încărcări ale vântului; Conductivitate termică scăzută, capacitatea de a absorbi zgomotul. Materiile prime pentru plăci sunt argile de cărămidă cu o calitate îmbunătățită a pregătirii. Dezavantajul acoperișului din țiglă este masa mare și instalarea intensivă a forței de muncă.

Slide 24

ANGOB NATURE GLAZE

Slide 25

Finisarea materialelor ceramice

Exista ceramica de finisare pentru placari exterioare, interioare si pardoseli. Cărămida de fațadă are o calitate îmbunătățită a suprafeței; este făcută din argilă albă și roșie. Uneori i se dă culoare cu aditivi coloranți. Este decorat cu angoburi și muluri în două straturi pentru a salva argilele care arde albe. Glazurele sunt uneori folosite; sunt decorative și foarte durabile (își păstrează culoarea timp de sute de ani). Caramida pentru fatada Acoperiri de covoare si mozaic

Slide 26

Placile ceramice sub formă de covor sunt încorporate în mortarul sau betonul pereților, urmate de spălarea bazei de hârtie. Acest proces poate fi efectuat atât la fabrică, cât și la șantier. Placile ceramice de fațadă sunt utilizate pentru placarea exterioară a clădirilor și a structurilor subterane. Sunt produse în diferite dimensiuni de la 65x120 la 600x1200 mm. Partea din spate a plăcilor este ondulată. Cele de dimensiuni mari sunt montate pe fațade folosind corpuri metalice. Una dintre opțiunile pentru astfel de plăci se numește granit ceramic. Teracota este un material clasic antic și modern, obținut prin arderea argilei și tratamentele ulterioare de suprafață. Produsele de parament de dimensiuni mari sub formă de plăci, părți de coloane, benzi și alte detalii arhitecturale au fost folosite încă din Grecia Antică. A fost reînviat în timpul construcției tuturor clădirilor înalte din Moscova în anii 40-50. Produse de teracota modelate pentru fatade Placi de teracota pentru proiecte de design Placi de teracota lucrate manual Covor mozaic de teracota

Slide 27

Placile pentru placarea pereților interiori sunt produse într-o varietate de dimensiuni de la 70x70 la 330x330. De asemenea, produc diverse elemente suplimentare pentru aceasta - frize, curele etc. Placile au un ciob poros și sunt acoperite cu glazură pe partea din față, care nu numai că le decorează, ci le conferă și rezistență la apă și chimică. Aceste plăci sunt utilizate în zonele umede. Nu pot fi folosite pentru pardoseli sau finisaje exterioare. Placile de podea sunt realizate din argile refractare. Aproape că nu au pori și sunt practic impermeabile. Ele sunt adesea numite Mettlach (de la numele orașului german Mettlach). Placile pot fi vopsite peste tot sau au un strat superior vopsit. Au rezistență ridicată la uzură și rezistență. Această pardoseală se numește rece datorită absorbției mari de căldură a stratului ceramic. În Rusia, se obișnuiește să se instaleze podele din astfel de plăci în încăperi cu condiții de funcționare umede.

Slide 28

GRANIT CERAMIC Acest material este relativ nou, dar a câștigat deja popularitate printre cei cărora le place să construiască și să reconstruiască. Plăcile de porțelan (gres) sunt plăci ceramice fără smalț, monocotturate, realizate din argile ușoare, nisip de cuarț, feldspat și coloranți pigmentați minerali. Placile de porțelan cu o bază de lut roșu se numesc „gres roșu”. Avantaje: coeficient scăzut de absorbție a apei - mai puțin de 0,05% (pentru comparație: pentru granit natural - 0,5%) rezistență la schimbările de temperatură, duritate, structură neporoasă, rezistență la impact, rezistență la abraziune. Gresie portelanata cu aspect de lemn

Slide 29

Placi ceramice pentru decorarea peretilor

Slide 30

Fotoceramica

Slide 31

Plintă ceramică pentru podele O plintă ceramică standard are o formă triunghiulară la bază cu un mijloc concav sau relief. Dar frizele plate cu o bază îngustă și o teșitură moale de-a lungul marginii superioare nu sunt mai puțin populare. Utilizarea unor astfel de plinte facilitează procesul de instalare a mobilierului, deoarece acesta poate fi mutat aproape de perete. Înălțimea produselor este, de asemenea, diferită - de la îngust de 1,5 cm până la lățime de 8-10 cm, ținând cont de înălțimea plăcilor dintr-o anumită colecție. Suprafața poate fi simplă, modelată sau texturată, cu un finisaj mat sau lucios. Plinta este selectată nu numai pentru a termina îmbinarea dintre podea și perete, ci și pentru a închide golul dintre perete și cada (chiuvetă), deoarece în mod tradițional în țara noastră echipamentele sanitare sunt plasate aproape de perete pentru a economisi spațiu. Plinte, creioane, frize, curele și borduri

Slide 32

Tipuri speciale de materiale ceramice

Ceramica sanitara (chiuvete, toalete, tevi) este realizata din faianta si portelan. Faianta este o ceramica subtire realizata din argile albe (60...65%), cuart (30...35%) si feldspat (3...5%). Produsul turnat si uscat se arde de doua ori: mai intai si dupa aplicarea glazura din nou. Glazurarea faianței este necesară, deoarece are un ciob poros (P = 20...25%) și o absorbție mare de apă.

Slide 33

Porțelan – produse ceramice fine. Se obtine la fel ca faianta, modificand usor compozitia materiilor prime (continut pana la 20...25% feldspat). Porțelanul are un ciob dens, complet sinterizat, care este translucid într-un strat subțire. Produsele din porțelan pentru uz sanitar sunt, de asemenea, glazurate pentru a le conferi netezime și pentru a îmbunătăți proprietățile sanitare și igienice. Produsele sanitare ceramice se disting prin proprietățile lor decorative și rezistența chimică universală; Datorită suprafeței lor dure și netede, sunt ușor de curățat și își păstrează proprietățile pentru o lungă perioadă de timp. Dezavantajul unor astfel de produse, precum și al ceramicii în general, este fragilitatea. Dar, în ciuda acestui fapt, ceramica rămâne cel mai bun material pentru produsele sanitare. Conductele de canalizare sunt realizate din plastic, argile refractare si vitrate la exterior si interior, ceea ce le asigura impermeabilitatea completa, rezistenta chimica si debitul ridicat. Sunt proiectate pentru o presiune de 0,2 MPa. Lungimea lor este de 800-1200 mm, diametrul 150-600 mm.

Slide 34

Materiale ceramice refractare

Materialele refractare sunt produse folosind tehnologia ceramicii din diverse materii prime. Acestea se împart în rezistente la foc (temperatura de înmuiere 1580...1770 o C), foarte rezistente la foc (1770...2000 o C) și cea mai mare rezistență la foc (>2000 o C). În funcție de compoziția chimică și mineralogică, refractarele pot fi silicioase, aluminosilicate, magneziu, cromit sau grafit. Refractarele silicioase (componenta principală este (SiO 2)) în structură pot fi sticloase (sticlă de cuarț) și cristaline (refractare din silice). la o temperatură de circa 900 o C. Refractaritatea acestor materiale - 1600...1700o C. Sunt folosite la construirea acoperişurilor cuptoarelor de topire a sticlei şi de topire a sticlei.

Slide 35

Sticla de cuarț funcționează bine la temperaturi de până la 1000 o C; la temperaturi mai ridicate se devitrifică (cristalizează) și se sfărâmă. Refractarele de aluminosilicat sunt împărțite în trei grupe: semi-acide și argile de foc și cu conținut ridicat de alumină. Refractarele semiacide sunt realizate prin arderea pietrelor de cuarț pe un liant de argilă. Rezistenta la foc a acestor materiale este de 1580...1700 oC. Refractarele din argilă refractară sunt produse prin arderea unui amestec de argilă refractară și argilă refractară. Se caracterizează prin rezistență la căldură și rezistență la zgură. Rezistența lor la foc este de până la 1500 °C. Refractarele cu conținut ridicat de alumină conțin mai mult de 45% alumină. Sunt obținute din bauxită. Când conținutul de alumină crește la 60%, rezistența la foc a acestor materiale poate ajunge la 2000 °C. Sunt folosite pentru așezarea furnalelor și cuptoarelor de sticlă.

Vizualizați toate diapozitivele

Slide 2

Din punct de vedere istoric, ceramica a fost înțeleasă ca produse și materiale obținute din argile și amestecurile acestora cu aditivi minerali. Mai târziu, pentru a conferi duritate, apă și rezistență la foc produselor din argilă, arderea a început să fie utilizată pe scară largă. Cuvântul „ceramică” ne-a venit din limba greacă veche (keramos - lut copt, ceramică - arta olăritului).

Slide 3

Pe măsură ce progresul tehnic progresează, se formează o clasă de ceramică tehnică. Conceptul de „ceramică” începe să dobândească un sens mai larg: pe lângă materialele tradiționale realizate din argile, acum include materiale obținute din oxizi puri, carburi, nitruri etc. Cele mai importante componente ale ceramicii tehnice moderne sunt oxizii de aluminiu, oxizii de zirconiu, siliciul, borul, nitrururile de aluminiu, siliciul și carburile de bor etc.

Slide 4

Avantajele și perspectivele ceramicii varietate excepțională de proprietăți în comparație cu alte tipuri de materiale disponibilitatea materiilor prime intensitate energetică scăzută a tehnologiei ecologice a producției compatibilitate biologică Principalii producători de ceramică sunt SUA și Japonia (38, respectiv 48%). SUA domină domeniul ceramicii structurale. În Japonia, odată cu producția de ceramică structurală, domeniul ceramicii funcționale se dezvoltă dinamic.

Slide 5

Definiția „ceramică”

Ceramica sunt materiale policristaline și produse realizate din acestea, formate din compuși ai nemetalelor din grupele III–VI ale sistemului periodic cu metale sau între ele și obținute prin turnarea și arderea materiilor prime corespunzătoare. Materiile prime de pornire pot fi fie substanțe de origine naturală (silicați, argile, cuarț etc.), fie cele obținute artificial (oxizi, carburi, nitruri, etc. pure).

Slide 6

Clasificarea ceramicii după compoziția chimică

1. Ceramica oxidică. Aceste materiale constau din oxizi puri Al2O3, SiO2, ZrO2, MgO, CaO, BeO, ThO2, TiO2, UO2, oxizi ai metalelor pământurilor rare, amestecurile lor mecanice (ZrO2-Al2O3 etc.), soluții solide (ZrO2-Y2O3, ZrO2). -MgO etc.), compuși chimici (mullit 3Al2O32SiO2 etc.) 2. Ceramica fără oxizi. Această clasă este formată din materiale pe bază de carburi, nitruri, boruri, siliciuri, fosfuri, arseniuri și calcogenuri (cu excepția oxizilor) ale metalelor de tranziție și nemetale din grupele III-VI ale sistemului periodic.

Slide 7

Clasificarea ceramicii după scop

1. Ceramica de constructii. 2. Ceramica subțire. 3. Ceramica rezistenta chimic. 4. Refractare. 5. Ceramica tehnică.

Slide 8

Clasificarea ceramicii tehnice

1. Ceramica structurală 2. Ceramica instrumentală 3. Ceramica electro-radio 4. Ceramica cu proprietăți speciale

Slide 9

Alte clasificări ale ceramicii tehnice

Noua nanoceramică vâscoasă tradițională

Slide 10

Structura ceramica

Faza cristalină - compuși chimici, soluții solide, faze interstițiale. Faza amorfă este oxidul formator de sticlă SiO2. Porii închiși sunt cei care nu comunică cu mediul. Pori deschiși – comunicarea cu mediul.

Slide 11

Indicatori de porozitate și densitate a ceramicii

1. Densitatea adevărată (teoretică) i, g/cm3 – densitatea materialului neporos. 2. Densitatea aparentă к, g/cm3 – densitatea materialului care conține pori. 3. Densitatea relativă  = (k/i)100% . 4. Porozitatea adevărată Pi = (Vk-Vi)/Vk)100% = (1- k/i) 100%, – volumul total al tuturor porilor. 5. Porozitate aparentă (deschisă) Pk = (Vot/Vk) 100% – volumul porilor deschiși umpluți cu apă în timpul fierberii.

Slide 12

Caracteristicile mecanice ale ceramicii

Diagrama tipică   pentru ceramică atunci când este testată până la ~ 1000С

Slide 13

com, bend, HV, H, HRA, К1с, E, G Formula Weibull Formula Ryshkevich – dependența rezistenței de porozitate, n=4...7 Modulul Young Modulul Hooke Raportul lui Poisson

Slide 14

Cursul 2

Proprietățile termomecanice, termofizice și termice ale ceramicii

Slide 15

Caracteristicile termomecanice ale ceramicii

Rezistență pe termen scurt la temperatura de serviciu Temperatura de deformare sub sarcină Fluaj

Slide 16

Schema de determinare a temperaturii de deformare a ceramicii sub sarcină Limitarea temperaturii de funcționare tнр

Slide 17

Limita de fluaj condiționat este o solicitare care determină, în timpul unui timp de încercare specificat la o temperatură dată, o alungire specificată a probei (totală sau reziduală) sau o viteză de fluaj specificată în secțiunea dreaptă a curbei de fluaj.

Slide 18

Curba de fluaj primar: н – alungirea sub sarcină; п – alungire totală (elastică + reziduală) pe o secțiune curbă); с – alungirea totală (elastică + reziduală) în timpul încercării; у – alungire elastică; о – alungirea reziduală.

Slide 19

Determinarea limitei de fluaj condiționat a ceramicii; o serie de probe sunt testate la tset și 1-3; valoarea medie a c, o și d/d este determinată în secțiunea II pentru fiecare , diagramele  -  sau  - d/d sunt trasate între în secțiunea II într-un sistem de coordonate logaritmic, folosind aceste diagrame, găsiți limita de fluaj 0.2, nu mai puțin de la trei t, construiți o diagramă 0.2 - t

Slide 20

Proprietăți termofizice

Capacitate termică Conductivitate termică Difuzie termică Dilatare termică Sunt foarte importante deoarece determinați rezistența la căldură a ceramicii.

Slide 21

Capacitatea termică a ceramicii

Cv=dE/dT Deasupra D corespunde regulii Dulong-Petit Cv=n3R: - pentru cristalele biatomice Cv = 6R50 J/molK (MgO) - pentru cele triatomice – 9R75 J/molK ( ZrO2) - pentru pentaatomic – 15R 125 J/molK (Al2O3)

Slide 22

Slide 23

Conductibilitatea termică a ceramicii

dQ/dt = -  dT/dx În ceramica oxidică are o natură fononică: ф = (1/3) Cvvф lф În ceramica fără oxizi, cum ar fi carburile și nitrururile metalelor tranziționale, împreună cu conductivitatea termică fononică, termică electronică conductivitatea este de asemenea semnificativă: е = (1/ 3) Сve ve lе, unde Сve= Sat.e ne/zNa este capacitatea termică a unei unități de volum de electroni gazos, Sat.e= 3R/2, ve este viteza de electroni cu energie apropiată de kEF

Slide 24

Dependenţa conductivităţii termice de temperatură pentru majoritatea ceramicii.Relaţia dintre conductivitatea termică a ceramicii şi porozitatea acesteia. n=1,5-2 De exemplu, cu o porozitate de 0,5  scade de 4 ori

Slide 25

Caracteristicile de dilatare termică ale ceramicii True TELE Expansiune liniară medie TELE pentru ceramică

Slide 26

Proprietati termice

Rezistența la foc este capacitatea de a rezista la temperaturi ridicate fără a se topi. Determinată de temperatura la care cade piroscopul. Cea mai importantă proprietate a refractarelor

Slide 27

Rezistența la căldură este capacitatea ceramicii de a rezista la fluctuațiile de temperatură fără a se prăbuși în timpul funcționării sale. Metode de evaluare - T= (1-)в/cE Pentru materiale refractare se folosește o metodă directă de determinare a rezistenței la căldură: încălzirea capătului cărămizii la 850C și 1300C, urmată de răcire în apă curgătoare. Rezistența termică se evaluează prin numărul de cicluri de căldură până când produsul pierde 20% din greutate din cauza distrugerii. Prin pierderea rezistenței mecanice în timpul ciclării termice Prin valoarea limită T la care proba este distrusă

Slide 28

Îmbătrânirea termică a ceramicii O creștere a granulei materialului datorită procesului de recristalizare în timpul funcționării la temperaturi înalte a produselor. Dimensiunea granulelor poate ajunge la sute de microni, drept urmare caracteristicile de rezistență ale ceramicii sunt reduse drastic. Creșterea granulei este determinată de formula în care D0 este dimensiunea inițială a granulelor, Q este energia de activare a recristalizării, n=const (pentru oxizi n=1/3),  este timpul de menținere la temperatura T,h.

Slide 29

Cursul 3

Proprietăți electrofizice, chimice ale ceramicii

Slide 30

Proprietățile electrofizice ale ceramicii: constanta dielectrică , coeficientul de temperatură al constantei dielectrice TK, - volumul specific și rezistența de suprafață v și s, - pierderile dielectrice tg, - rezistența electrică sau tensiunea de rupere Upr.

Slide 31

Constanta dielectrică Raportul sarcinilor Q și capacităților C de pe plăcile condensatorului la înlocuirea plăcilor dintr-un anumit dielectric cu un vid. Qm – sarcina unui condensator cu o placă dielectrică; Qv este sarcina unui condensator cu vid. Această modificare a capacității electrice a condensatorului are loc ca urmare a fenomenului de polarizare a dielectricului. +++++++++++++++ +++++++++++++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Căptușeală ceramică

Slide 32

Polarizarea electronică este o deplasare elastică a centrului de greutate și o deformare a unui nor de electroni încărcat negativ sub influența unui câmp electric. Polarizarea ionică este deplasarea relativă a ionilor legați elastic cu sarcini diferite. Acest tip de polarizare este inerent tuturor tipurilor de ceramică care conțin substanțe cristaline cu structură ionică. Polarizarea ionică are loc și instantaneu. Dacă întoarcerea electronilor sau ionilor necesită o perioadă de timp vizibilă, adică relaxarea are loc în timp, atunci se face o distincție între polarizarea de relaxare a electronilor și a ionilor. Polarizarea spontană este o orientare a momentelor electrice direcționate în raport cu un câmp electric extern, situat aleatoriu în regiuni individuale ale cristalului (domenii) înainte de aplicarea unui câmp electric. În majoritatea materialelor ceramice cu oxid, silicat și aluminosilicat,  este 6-12. Cu toate acestea,  al unor ceramice ajunge la câteva mii (de exemplu, BaTiO3).

Slide 33

Coeficientul de temperatură al constantei dielectrice TK. Ceramica cu TK scăzut este de cea mai mare valoare, deoarece asigură stabilitatea temperaturii circuitelor electrice care includ un dielectric ceramic.

Slide 34

Ceramica cu TK scăzut este de cea mai mare valoare, deoarece asigură stabilitatea temperaturii circuitelor electrice care includ un dielectric ceramic.

Slide 35

Volum specific și rezistența la suprafață vi и s I I S n l d

Slide 36

Conductivitatea electrică a ceramicii unde  este conductibilitatea electrică specifică, q este sarcina purtătorului în coulombi; n este numărul de purtători pe unitate de volum, =v/E este mobilitatea purtătorilor de sarcină, cm2/(sV) În marea majoritate a cazurilor, conductivitatea electrică a ceramicii este de natură ionică. Ionii fazei sticloase sunt mai mobili decât ionii fazei cristaline. Ele sunt principala sursă de conductivitate electrică. Ionii de metale alcaline, în special Na+ și Li+, au mobilitate ridicată. Prin urmare, în ceramica electroizolantă conținutul de oxizi alcalini ar trebui să fie minim.

Slide 37

Dependența conductibilității electrice și a rezistenței electrice a ceramicii oxidice de temperatură unde 0, 0, sunt valorile conductivității electrice și ale rezistivității volumetrice la 0°C;  – coeficient de temperatură. Odată cu creșterea temperaturii, conductivitatea electrică a ceramicii oxidice crește, deoarece mobilitatea ionilor crește ca urmare a încălzirii.

Slide 38

Pierderi dielectrice Când un material ceramic este expus unui câmp electric, o anumită cantitate de energie electrică este absorbită. Această energie cheltuită în munca de deplasare a elementelor structurale ale rețelei cristaline se numește pierderi dielectrice. Pierderile dielectrice sunt însoțite de încălzirea ceramicii, în unele cazuri semnificative. Pierderile dielectrice sunt evaluate prin unghiul de pierdere dielectrică sau tangerea acestui unghi. Unghiul de pierdere dielectrică  este unghiul care completează până la 90° unghiul de defazare  între curent și tensiune într-un circuit capacitiv.

Slide 39

U I j jr ja   Ca urmare a rezistenței capacitive și active, energia este absorbită de condensatorul ceramic. Puterea absorbită va fi Q = UIcos. Într-un dielectric ideal =90°, cos90°=0, prin urmare, Q=0. În dielectricii reale  = (90°-). cos(90°-) =sin. Atunci Q = UIsin. Pentru mic  sintg. Deci, Q = UItg și tg = I/U = ja/jr Această valoare (tg ) este folosită pentru estimarea pierderilor dielectrice. Pierderile dielectrice în dielectricele ceramice constau în costuri de energie pentru: prin conductivitate electrică, polarizare și ionizare a fazei gazoase.

Slide 40

Pierderile dielectrice asociate cu conductivitatea electrică de la capăt la capăt pot fi calculate folosind formula tg = (l.81012)/(f), unde  este constanta dielectrică; f – frecventa;  – rezistivitate. Pierderile dielectrice cauzate de polarizare sunt cele mai semnificative în tipurile de ceramică ușor polarizate care au polarizare de relaxare. Aceste pierderi sunt deosebit de semnificative în ceramica feroelectrică, care se caracterizează prin polarizare spontană. De asemenea, o sursă de pierderi este faza gazoasă, a cărei ionizare necesită o anumită cantitate de energie. Ceramica cu o structură cristalină strânsă și un conținut minim de faza sticloasă au cele mai mici pierderi dielectrice.

Slide 41

Rezistența electrică a ceramicii

Capacitatea de a rezista la acțiunea unui câmp electric. Caracterizat prin tensiunea de avarie și tensiunea de avarie. Tensiunea de rupere vă permite să comparați proprietățile diferitelor materiale: Epr = Unp/h, unde Unp este tensiunea de defalcare, h este grosimea probei de testat. Defalcarea materialului ceramic în câmpuri de mare intensitate poate apărea prin defecțiune electrică sau termică. Defectarea electrică este de natură electronică - se creează o avalanșă de electroni și materialul își pierde capacitatea de izolare electrică. Defalcarea termică este rezultatul unei creșteri puternice a temperaturii, însoțită de topirea locală a ceramicii sub influența conductibilității crescute și a pierderilor dielectrice.

Slide 42

Rezistența la radiații a ceramicii

Capacitatea de a menține proprietățile sub influența unei anumite doze de radiații ionizante (flux de -quanta și neutroni). Se apreciază prin doza integrală de radiație, care nu duce la modificarea proprietăților ceramicii în anumite limite, precum și prin debitul dozei de radiație. Doza integrală de radiație este produsul dintre fluxul de neutroni și timpul de iradiere (n/cm2). Puterea de iradiere este mărimea fluxului de neutroni care trece printr-o unitate de suprafață de ceramică iradiată pe unitatea de timp n/(cm2s). Neutronii sunt împărțiți în funcție de energia lor în termici (cu energie de la 0,025 la 1 eV), intermediari (cu energie de la 1 la câteva mii de eV) și rapizi (cu energie mai mare de 100 keV).

Slide 43

Neutronii interacționează cu ceramica prin mecanismul de împrăștiere sau captare. Există o împrăștiere elastică a neutronilor, însoțită doar de pierderea lor de energie cinetică, și inelastică, însoțită de dezintegrarea nucleului cu emisia unui neutron secundar și formarea unui nucleu radioactiv stabil de recul și emisia de cuante gamma. Captarea neutronilor determină dezintegrarea nucleului și este însoțită de emisia de neutroni secundari, protoni, particule  și  și fragmente nucleare și formarea de noi izotopi. Dispersia și captarea sunt caracterizate de secțiunea transversală „secțiune transversală de împrăștiere” și „secțiune transversală de captare”, care exprimă probabilitatea unei reacții nucleare date. Secțiunea transversală are dimensiunea suprafeței și se exprimă în hambare (1 hambar = 10-24 cm2).

Slide 44

Pe măsură ce secțiunea transversală scade, probabilitatea unei reacții scade.

Slide 45

Modificări ale proprietăților ceramicii cu un flux de iradiere integral de 1020 n/cm2 expansiunea rețelei cristaline cu 0,1-0,3% scăderea densității cu 0,2-0,5%, creșterea tranzițiilor de fază a porozității conductivitatea termică a unor tipuri de ceramică scade cu un ordin de mărime, rezistența la căldură scade crește coeficientul de dilatare liniară cu 110-6 K-1 din cauza rupturii legăturilor intercristaline, apar rezistența și duritatea, pierderile dielectrice cresc, constanta dielectrică și tensiunea de rupere se modifică puțin. pot apărea o serie de reacții chimice, însoțite de eliberarea de gaze (CO, CO2, H2O, O2, He)

Slide 46

Proprietățile chimice ale ceramicii

Cele mai frecvente cazuri de interacțiune chimică între ceramică și alte substanțe sunt următoarele: interacțiunea cu acizi și alcaline - coroziune în soluții. interacțiune cu topituri, adesea metal - coroziune în topituri. interacțiunea cu gazele – coroziunea gazului.

Slide 47

Coroziune în soluții Studiul rezistenței la coroziune a ceramicii în diverse soluții de acizi și alcaline este necesar pentru a evalua posibilitatea fabricării din acesta a unor piese de echipamente chimice, pompe pentru pomparea acizilor, rulmenți care funcționează în medii agresive etc. Pentru a evalua durabilitatea, pierderea de masă a unei probe de ceramică este de obicei calculată după ce aceasta este păstrată într-o soluție de o concentrație dată. Adesea proba este păstrată într-o soluție de fierbere. Pierderea în greutate admisibilă într-un anumit timp pentru ceramica rezistentă la acid nu trebuie să depășească 2–3%.

Slide 48

Coroziunea în topituri La topirea metalului în creuzete din ceramică oxidică, acesta poate fi restaurat. Ceramica fără oxizi este folosită și pentru fabricarea pieselor care lucrează în contact cu metalele topite. Regula de alegere a oxidului materialului creuzet este: căldura formării acestuia trebuie să fie mai mare decât căldura de formare a oxidului metalului care se topește. Când ceramica fără oxizi interacționează cu metalele topite, are loc formarea de compuși chimici, faze interstițiale și compuși intermetalici. Coroziunea ceramicii în topituri este determinată prin metode microscopice, chimice și de analiză de fază, care fac posibilă determinarea prezenței și cantității produselor de interacțiune.

Slide 49

Coroziunea gazelor În timpul funcționării, ceramica trebuie să reziste acțiunii halogenilor gazoși, dioxidului de sulf, oxizilor de azot, diferitelor hidrocarburi etc. Dacă compoziția ceramicii include elemente cu valență variabilă, atunci în anumite condiții de mediu gazoase sunt posibile reacții redox cu formarea de compuși mai fuzibili. Efectele gazelor sunt sporite în special în medii umede și la temperaturi ridicate. Rezistența ceramicii împotriva agenților gazoși depinde de compoziția chimică și de fază.

Slide 50

Ceramica oxidică nu este supusă oxidării. Ceramica fără oxizi se oxidează atunci când este încălzită în aer la temperaturi ridicate. În condiții reale de funcționare a produselor din ceramică fără oxizi din motoare, la procesul de oxidare se adaugă efectul corosiv al produselor de ardere a combustibilului care conțin Na, S, V. Capacitatea de oxidare a SO2 este de aproximativ 15 ori mai mare decât cea a aerului. Na2SO4 și V2O5 formate în timpul arderii combustibilului sunt foarte corozive. Cu toate acestea, oxidarea ceramicii duce în unele cazuri la o creștere a rezistenței sale.

Slide 51

Datorită rezistenței la coroziune destul de ridicată a ceramicii, este dificil să se evalueze gradul de deteriorare a coroziunii sale prin modificări ale masei probelor, adâncimea de penetrare a coroziunii, numărul de locuri de coroziune etc., așa cum se face pentru metale. Prin urmare, efectul coroziunii ceramice este evaluat prin modificări ale caracteristicilor sale mecanice. Există încă un număr mare de cazuri când ceramica intră într-o reacție sau alta cu materialele în contact. De exemplu, interacțiunea ceramicii cu sticla topită în timpul topirii, zgură, diferite topituri de sare etc. O astfel de varietate de opțiuni pentru interacțiunea chimică a ceramicii cu alte medii nu face posibilă crearea unei metodologii unificate pentru evaluarea stabilității chimice. a ceramicii.

Slide 52

Utilizări tradiționale ale ceramicii

ceramica de constructii refractare ceramica rezistenta la chimicale ceramica fina

Slide 53

Materii prime din ceramica tradițională

materiale argiloase – argile și caolini, materiale neplastice – cuarț, feldspat, cretă etc. Argilele sunt un amestec de minerale argiloase, caolinul este o argilă monominerală. Cele mai comune minerale argiloase sunt caolinitul Al2O32SiO22H2O, montmorillonit Al2O34SiO2Na2OnH2O, hydromica (ilitul) K2OMgO4Al2O37SiO22H2O. Se poate observa că mineralele argiloase sunt aluminosilicați, în unele cazuri conținând oxizi de metale alcaline și alcalino-pământoase.

Slide 54

Toate mineralele argiloase au o structură stratificată similară cu cea a micii. Când argila este amestecată cu apă, aceasta din urmă intră în spațiile interstraturilor mineralului argilos, iar straturile sale se pot deplasa unul față de celălalt de-a lungul filmului de apă și se fixează într-o nouă poziție. Această capacitate a mineralelor explică cea mai importantă proprietate a argilei - plasticitatea acesteia.

Slide 55

Materialele non-plastice sunt împărțite în așa-numitele diluanți, fluxuri, aditivi organici și speciali. Agenții de subțiere sunt proiectați pentru a reduce plasticitatea argilelor. Ele pot fi naturale - cuarț, nisip de cuarț și artificiale - argilă de foc (argilă de pământ ars). Fluidele sunt folosite pentru a reduce temperatura de sinterizare și pentru a crește densitatea materialului sinterizat. Cele mai comune fluxuri sunt feldspații, care sunt aluminosilicați care conțin oxizi de metale alcaline și alcalino-pământoase. Aditivii organici servesc la activarea procesului de sinterizare, precum și la obținerea unei structuri poroase; aditivi speciali sunt utilizați pentru a atinge caracteristicile fizice și chimice specificate ale materialului.

Slide 56

Ceramica de constructii - perete - fatada - ceramica pentru produse pentru comunicatii subterane Umpluturi ceramice Materialele de perete includ, in primul rand, caramida. Pentru producerea lui se folosesc argile cu punct de topire scăzut: hidromicas cu adaosuri de caolinit, montmorillonit, hematit etc. Ceramica de fațadă - cărămizi de fațadă, plăci de fațadă sunt realizate în principal din argile refractare (cu predominanța caolinitului) și unele argile cu punct de topire scăzut. .

Slide 57

Rezistența ridicată la coroziune a ceramicii face posibilă utilizarea produselor fabricate din aceasta pentru stabilirea comunicațiilor subterane. Astfel de produse includ conducte de drenaj și canalizare. Conductele de drenaj sunt folosite pentru a construi rețele de drenaj. Pentru producerea lor se folosesc argile cu punct de topire scăzut, asemănătoare celor folosite la producerea cărămizilor. Țevile de canalizare ceramice trebuie să fie dense și rezistente la substanțe chimice. Principalele materii prime pentru producerea lor sunt argile refractare sau refractare, precum și amestecuri de diverse argile. Umpluturile ceramice includ argilă expandată - un material expandat granular care are structura spumei înghețate la fractură. Argila expandată este făcută din hidromică cu adaos de minereu de fier, cărbune, turbă și păcură. Scopul principal al aditivilor este de a crește proprietățile de umflare ale argilelor în timpul procesului de ardere.

Slide 58

Ceramica fină Împărțită în porțelan și faianță. Porțelanul este realizat dintr-un amestec fin de caolin și argilă de foc (20–65%), cuarț (9–40%) și feldspat (18–52%). Structura porțelanului: fază de sticlă (până la 60%) fază cristalină - mulită 3Al2O32SiO2 (până la 25%). Porozitatea este de 3-5%. Produsele din porțelan sunt de obicei glazurate. Porțelanul este folosit pentru fabricarea de veselă rezistentă chimic și de izolatori electrici pentru diverse scopuri (portelan electric).

Slide 59

Faianta se deosebește de porțelan prin porozitatea sa mai mare (până la 14%), caracteristicile fizice și mecanice scăzute și, prin urmare, utilizarea sa în tehnologie este limitată. Structura faiantei este reprezentata de boabe de materii argiloase deshidratate si cuart, cimentate de o cantitate mica de faza sticloasa, care se formeaza prin interactiunea fluxurilor cu argila, caolinul si cuartul. Produsele de uz casnic, sanitar si tehnic, precum si faianta pentru fatada sunt realizate din faianta.

Slide 60

Materiale refractare Materiale și produse care pot rezista la influențe mecanice și fizico-chimice la temperaturi ridicate și sunt utilizate pentru așezarea diferitelor unități de încălzire. Tipuri de refractare: silica aluminosilicat magnezie Refractarele silicioase includ silice și ceramică cuarț. Componenta principală a acestora este silice SiO2.

Slide 61

Dinas conține cel puțin 93% SiO2 sub formă de tridimit (până la 70%) sau cristobalit. Dinas se obține din cuarțiți, mai rar din nisip de cuarț. Rezistență la foc până la 1710–1730°C, rezistență ridicată la căldură, rezistență la topituri acide. Este folosit pentru așezarea bolților și a pereților cuptoarelor cu vatră deschisă și din sticlă. Ceramica de cuarț este un material alb amorf format din granule sinterizate de sticlă de cuarț, are rezistență la foc de până la 2200°C (pe termen scurt), rezistență la căldură extrem de mare (t peste 1000°C) datorită LCTE scăzut. Este folosit ca refractar în metalurgie și industria sticlei. Ca ceramică tehnică - în tehnologia rachetei pentru fabricarea radomurilor de antenă.

Slide 62

Refractarele de aluminosilicat sunt produse pe baza unui sistem bicomponent Al2O3-SiO2. Tipuri principale: argilă refractară și argilă refractară cu conținut ridicat de alumină conțin 28-45% Al2O3. Fabricat din argile refractare și caolini și argilă refractară (40-85%). Au o rezistență la foc de 1580–1750°C și sunt utilizate pentru așezarea majorității unităților de încălzire. Refractarele cu conținut ridicat de alumină conțin mai mult de 45% Al2O3. Drept urmare, aceste materiale au proprietăți fizice și mecanice crescute și rezistență la foc până la 2000°C. Produsele cu conținut ridicat de alumină sunt utilizate pentru așezarea furnalelor.

Slide 63

Refractarele cu magnezie sunt împărțite în magnezit și dolomit. Refractarele de magnezit constau din periclaza minerală MgO. Rezistența lor la foc depășește 2000°C. Folosit în industria oțelului. Materia primă pentru producerea lor este magnezitul MgCO3. Refractarele dolomite sunt produse prin sinterizarea unui amestec de dolomit CaCO3MgCO3 și cuarțiți. Au rezistență la foc de până la 1780°C, se caracterizează printr-o durată de viață lungă și sunt utilizate pentru așezarea cuptoarelor cu vatră deschisă și rotative.

Slide 64

Schema generala a tehnologiei traditionale a ceramicii Obtinerea materiilor prime Formarea produselor Uscare Ardere (sinterizare)

Slide 65

Obţinerea şi prepararea materiilor prime Tehnologia ceramică tradiţională foloseşte materii prime naturale (argile, feldspat, nisipuri) supuse unei prelucrări corespunzătoare. Prelucrarea include măcinarea și amestecarea componentelor. Materialele argiloase sunt prelucrate în mașini de tăiat argilă, uscate și apoi zdrobite în dezintegratoare. Deșeurile și lemnele sunt zdrobite în concasoare, mori cu bile și vibrante. Dupa macinare, pulberile sunt cernute pentru a obtine fractiile dorite. Componentele încărcăturii trebuie să fie bine amestecate și să aibă gradul de umiditate necesar.

Slide 66

Turnare Se utilizează metoda de presare semi-uscă și metode de turnare a maselor plastice. Presarea se realizează pe prese de diferite modele în matrițe metalice sau pe instalații pentru presare hidrostatică. În primul caz, se realizează o productivitate ridicată a procesului, în al doilea - posibilitatea de a obține produse uniform dense de configurații complexe. Presarea semi-uscată este utilizată în tehnologia refractarelor, a ceramicii de perete și a electroporțelanului.

Slide 67

Turnarea plasticului este cea mai comună în tehnologia ceramică tradițională. Metode de turnare a plasticului: extrudare (extrudare), ștanțare și strunjire. În toate metodele, materia primă conține apă în cantitate de 30-50 vol. %. Extrudarea se realizează pe prese continue prin mușticuri profilate. Această metodă este utilizată în producția de cărămizi, țevi, precum și a unor produse ceramice tehnice (tije, tuburi). Ștanțarea este folosită pentru a produce produse cu dimensiuni mai precise și o suprafață bună. În acest fel se formează refractare și cărămizi rezistente la acizi. Metoda de strunjire este utilizată în producția de porțelan și faianță.

Slide 68

În producția de ceramică tradițională, o operațiune importantă este uscarea produselor turnate, deoarece acestea conțin o cantitate semnificativă de liant temporar (până la 25%). Uscarea are loc în uscătoarele tunel cu lichid de răcire cu aer, gaz sau abur-aer. Conținutul de umiditate după uscare nu depășește 1-3%. Timpul de uscare, în funcție de tipul de produs, poate varia de la 6 minute la câteva zile.

Slide 69

Arderea este operația definitorie în tehnologia ceramicii. În timpul arderii au loc următoarele procese: - sinterizarea particulelor presate - contracția sau creșterea produsului - transformări polimorfe - reacții chimice - formarea sticlei - cristalizare Forța motrice pentru sinterizare este energia de suprafață în exces la interfața sistemului de pulbere. Se disting următoarele tipuri de sinterizare: fază lichidă și fază solidă.

Slide 70

În timpul sinterizării în fază solidă, transferul de substanță are loc datorită difuzării defectelor rețelei cristaline, în principal locuri libere. Conturul locului de contact al particulelor este o sursă de locuri libere datorită concentrației lor crescute, iar suprafața de contact în sine și suprafețele convexe ale particulelor sunt o chiuvetă. Principalele semne ale sinterizării ceramice sunt o creștere a densității și rezistenței mecanice a produsului. În sinterizarea în fază lichidă, compactarea are loc datorită forțelor de tensiune superficială ale fazei lichide rezultate.

Slide 71

Model de sinterizare în fază solidă a particulelor x y

Slide 72

Model de sinterizare în fază lichidă a particulelor x y Faza lichidă nu dizolvă solidul Faza lichidă dizolvă solidul. f. televizor f. televizor f. televizor f. televizor f. și. f.

Slide 73

Ceramica tehnica

Clasa ceramicii tehnice reunește un număr mare de materiale ceramice care diferă atât prin compoziția chimică, cât și prin scop. În același timp, există trăsături comune tuturor ceramicii tehnice, care le deosebesc fundamental de tipurile tradiționale de ceramică: 1. Utilizarea în principal, și pentru unele ceramice exclusiv, a materiilor prime sintetizate (pulberi). 2. Aplicarea noilor tehnologii (PM, HIP, GP, GIP etc.) Proprietățile ceramicii tehnice depind decisiv de tehnologia de obținere a materiilor prime, compactarea și sinterizarea produselor. Prin urmare, materialele de aceeași compoziție chimică, dar obținute prin metode diferite, pot avea niveluri calitativ diferite de caracteristici fizico-chimice și mecanice și o mare varietate de aplicații.

Slide 74

Ceramica pe baza de silicati si aluminosilicati

Baza este dubli sau triplu silicați sau aluminosilicați ai sistemului MgO-Al2O3-SiO2. Există patru astfel de compuși în acest sistem: 1. ZAl2O3 2SiO2 - mulită, 2. MgO SiO2 - clinoenstatit, 3. 2MgO SiO2 - forsterit, 4. MgO 2Al2O3 5SiO2 - cordierit. Ceramica se numește în mod corespunzător: mullit, mullit-corindon, clinoenstatit (steatit), forsterit, cordierit.

Slide 75

Ceramica mullit și mullit-corindon (alumină bogată)

Baza este mulit ZAl2O3 2SiO2 și corindon α-Al2O3.Conținutul de α-Al2O3 este de la 45 la 100%. 3 grupe: Mullit-siliceos (45-70% Al2O3). 2. Mullit-corindon (70-95% Al2O3). 3. Corindon (95-100% Al2O3).

Slide 76

Tehnologie ceramică cu înaltă alumină

Materii prime: - minerale andaluzită, cianită, caolin, - aditivi de alumină tehnică și electrocorindon. Ceramica mullit-silice este obținută din materii prime naturale fără îmbogățire cu Al2O3. Pentru obținerea ceramicii de mullit și mullit-corindon, este necesară sinteza preliminară a mulitului sub formă de brichetă sau sinterizare. Se face distincţie între sinteza: mulitei primare prin transformarea caolinitului sau a altor minerale argiloase la t1200°C. Acest mulit alcătuiește cea mai mare parte a ceramicii. interacțiunea mulită secundară a Al2O3 introdus cu silice eliberată în timpul încălzirii la t = 1300–1600°C. Este imposibil să distingem aceste tipuri de mulit într-un produs ars.

Slide 77

Mullitul sinterizat este măcinat în mori cu bile, urmat de operații de formare a produsului: turnare plastic, turnare prin injecție la cald, presare. Aceasta este urmată de sinterizarea produselor turnate la o temperatură de 1350–1450°C. Pentru a reduce temperatura de sinterizare a masei, aditivii sunt introduși de obicei sub formă de marmură, dolomit, magnezit, talc, carbonat de bariu și alte substanțe. La producerea ceramicii mullit-corindon, la încărcătură trebuie adăugată 10-15% din alumină prearsă, se efectuează măcinarea umedă, apoi se realizează turnarea și sinterizarea.

Slide 78

Proprietăți și aplicații ale ceramicii cu conținut ridicat de alumină

Proprietățile mecanice ale ceramicii sinterizate cu conținut ridicat de alumină cresc odată cu creșterea conținutului de Al2O3 și fazele cristaline. bend200MPa, E250GPa, HV=1000-2000.  ceramica mulit-siliceoasă 5,5-6,5, mulit-corindon 6,5-9, corindon 10,5-12 v depinde de compoziţia de fază a ceramicii şi de cantitatea şi compoziţia fazei sticloase, creşte odată cu creşterea conţinutului de Al2O3. tg creşte cu creşterea conţinutului fazei sticloase. Epr=30-35kW/mm. Aplicatii principale: - tehnologia vidului, - izolatoare de bujii pentru motoarele cu ardere interna, - piese de echipamente electrice si radio.

Slide 79

Ceramica Clinoenstatite

Baza este metasilicat de magneziu MgO·SiO2 – clinoenstatit. Materia primă este talcul mineral - silicat de magneziu hidratat. Soiurile dense de talc se numesc steatit. Prin urmare, ceramica clinoenstatită este adesea numită steatită sau pur și simplu steatită. Clinoenstatita există în trei modificări: enstatita la 1100-1260°C se transformă ireversibil în protoenstatita; la răcire, protoenstatita la 800-1000°C se transformă în clinoenstatita. Când tranziția protoenstatitei la clinoenstatita este incompletă, în produse apar modificări volumetrice ale ceramicii (până la 6%), care duc la degradarea proprietăților mecanice și electrice - are loc îmbătrânirea steatitei. Este necesară creșterea vâscozității fazei sticloase, care inhibă creșterea cristalelor de protoenstatita.

Slide 80

Tehnologia, proprietățile și aplicarea ceramicii clinoenstatite

deshidratarea talcului la 850–1300°C, amestecarea și măcinarea umedă a componentelor în morile cu bile, deshidratarea masei pe un filtru presă până la un conținut de umiditate de 18–22%, producerea semifabricatelor pe prese de vid, turnarea plasticului: pornire strunguri, modelare în matrițe de ipsos, extrudare etc. Se mai utilizează presarea uscată, ștanțarea și turnarea la cald a slipurilor termoplastice. sinterizare la 1170–1340°C, în funcție de compoziție, în cuptoare electrice cu încălzitoare din carbură de siliciu Are tg scăzută, Epr mare. Este folosit ca dielectric de înaltă frecvență, izolator pentru echipamente electrice de vid și în tehnologia de înaltă tensiune.

Slide 81

Ceramica forsterita si cordierita

Forsteritul este o ceramică pe bază de ortosilicat de magneziu 2MgО·SiO2 – forsterit. Avantaj - din cauza absenței transformărilor polimorfe, nu este supusă îmbătrânirii. Ceramica pe bază de cordierit 2МgО·2Аl2О3·5SiO2 se numește cordierit. Compoziția cordieritei în % în masă: MgO-13,7; Al203-34,9; Si02- 51,4. Materii prime - talc, argile refractare, alumină tehnică. Produsele din forsterit și cordierit sunt formate prin turnare la cald, presare, extrudare și ștanțare. Temperatura de sinterizare pentru ceramica forsterită este de 1220–1380°C, pentru ceramica cordierit - 1300–1410°C. Pentru a extinde intervalul de sinterizare a cordieritei, se recomandă introducerea de 2-4% oxizi de metale alcaline.

Slide 82

Proprietăți și aplicații ale ceramicii forsterite și cordierite

Ceramica forsterită sinterizată densă are caracteristici electrofizice ridicate. Datorită coeficientului său de dilatare liniar ridicat, ceramica forsterită este utilizată în tehnologia vacuumului electric ca izolator în contact cu metalele, în principal titanul. Ceramica de cordierit sinterizat are un coeficient de dilatare termică foarte scăzut și, ca urmare, rezistență ridicată la căldură. Acest lucru îi permite să fie utilizat pentru fabricarea de jgheaburi cu arc în întrerupătoare de înaltă tensiune, precum și pentru fabricarea de vase de gătit rezistente la căldură.

Slide 83

Alte tipuri de ceramică de aluminosilicat și silicat

Ceramica celsiană La baza este aluminosilicatul de bariu BaO2·Al2O3·2SiO2 – Celsian. Celsianul se cristalizează în sistemul monoclinic. La temperaturi peste 1100°C se transformă într-o modificare hexagonală. Tehnologie: - sinteza celsianului in bricheta la t=1250-1300°C, macinare si maruntire. - plastificare pulbere, presare. - sinterizare la t=1380-1400°C in medii usor oxidante si neutre. Ceramica celsiană are tg scăzută, v mare și LCTE scăzut. Datorită acestor proprietăți, ceramica celsiană este utilizată pentru fabricarea anumitor componente radio.

Slide 84

Ceramica cu litiu Baza este aluminosilicații de litiu, în principal spodumen Li2O·Al2O3·4SiO2. Produsele pot fi produse folosind aproape toate metodele tehnologiei ceramice. Temperatura pentru sinteza ceramicii cu litiu si sinterizarea produselor este de 1200-1250°C. Ceramica cu litiu are un nivel scăzut, iar unele dintre compozițiile sale au un LCTE negativ de până la 700°C, ceea ce determină o bună rezistență la căldură. De asemenea, ceramica cu litiu are proprietăți de izolare electrică destul de ridicate, datorită cărora este utilizată la producerea anumitor tipuri de produse pentru inginerie radio care funcționează în condiții de temperaturi ridicate sau variabile, precum și alte produse, cum ar fi încălzitoarele de aer, care funcționează în condiții de schimbări bruște de temperatură.

Slide 85

Ceramica wollastonită La baza este mineralul natural wollastonit - metasilicat de calciu CaO·SiO2. Tehnologie. - plastificarea maselor cu o cantitate mica de argila si aditivi de fondant. - apăsare. - sinterizarea la t=1200–1300°C. Contracția este mică, ceea ce face posibilă producerea de produse cu dimensiuni precise. Ceramica wollastonită realizată din soiuri pure de wollastonit natural are un nivel ridicat de caracteristici electrice și o bună rezistență la căldură.

Slide 86

Ceramica pe bază de Al2O3 Un compus chimic cu o legătură de tip ionic-covalent în rețeaua cristalină. Are modificări α-, β- și γ ale aluminei, iar α- și γ-Al2O3 sunt oxid de aluminiu pur, iar β-modificare este un compus de oxid de aluminiu cu oxizi alcalini și alcalino-pământos. În natură, doar α-Al2O3 se găsește sub formă de minerale corindon, rubin și safir, care cristalizează în sistemul trigonal. γ- cubic și β-Al2O3 hexagonal sunt modificări instabile care, atunci când sunt încălzite peste 1500°C, se transformă în α-Al2O3. Ceramica tehnică cu corindon este ceramică care conține mai mult de 95% α-Al2O3. În literatură există nume private pentru ceramica corindon: alumină, corindon, sinoxol, minalund, M-7, 22ХС, microlit, safirit, policor etc.

Slide 87

Materiale sursă 1. Alumină. Se obține prin descompunerea mineralului bauxită, care este un amestec de hidroxizi de aluminiu, cu o soluție de alcali caustici pentru a forma aluminat de sodiu, care intră în soluție. NaAlO2+2H2O=Al(OH)3+NaOH. Hidroxidul de aluminiu este calcinat la o temperatură de 1150–1200°C. Ca rezultat, se formează pulbere de alumină tehnică. Pulberile rezultate sunt aglomerate sferice (sferulită) de cristale y-Al2O3 cu dimensiunea mai mică de 0,1 um. Dimensiunea medie a sferulitelor este de 40–70 µm. 2. Corindon electrotopit. Electrocorindul alb (corrax, alundum) este produs prin topirea aluminei tehnice în cuptoarele cu arc electric. Conținutul de α-Al2O3 în electrocorundum alb este de 98% sau mai mult.

Slide 88

Pentru a obține pulberi ultradisperse de Al2O3, care sunt utilizate în tehnologia ceramicii structurale și instrumentale, s-au răspândit metodele de co-precipitare a hidroxizilor (COP) și sinteza chimică plasmatică (PCS). Esența metodei SOG este dizolvarea sărurilor de aluminiu, de exemplu AlCl3, într-o soluție de amoniac și precipitarea ulterioară a hidraților rezultați. Procesul se desfășoară la temperaturi scăzute și timpi lungi de păstrare. Hidroxizii rezultați sunt uscați și calcinati, rezultând formarea de pulbere de Al2O3 cu o dimensiune a particulei de 10-100 nm. În tehnologia PCS, o soluție apoasă de Al(NO3)3 este alimentată în duza plasmatron. În picăturile de soluție apar gradienți de temperatură extrem de înalți și are loc un proces foarte rapid de sinteză și cristalizare a Al2O3. Particulele de pulbere au o formă sferică și o dimensiune de 0,1-1 μm.

Slide 89

Înainte de turnare, pulberile de Al2O3 sunt calcinate la o temperatură de 1500°C pentru a le deshidrata și a le transforma într-o α-modificare stabilă și mai densă. Apoi, alumina și electrocorindonul sunt zdrobite până la particule de 1–2 μm în mori cu bile și vibrații. Turnarea produselor din corindon se realizează prin turnare din suspensii apoase, turnare prin injecție, presare statică uniaxială, presare hidrostatică, presare la cald. Slipurile aluminoase se lichefiază atât în ​​medii acide, cât și în medii alcaline și există anumite intervale de pH care corespund cu cea mai mare lichefiere. Înainte de turnare, barbotina pregătită este evacuată la o presiune reziduală de 15–20 mm Hg. Produsele sunt turnate în forme de ipsos. Produsele turnate sunt uscate la temperatura camerei. Turnarea este utilizată pentru a forma produse de corindon cu pereți subțiri de forme complexe care nu suferă solicitări mecanice semnificative în timpul funcționării.

Slide 90

Pentru a forma produse din Al2O3 de formă simplă, de exemplu, bucșe, inserții de tăiere, duze, matrițe, se utilizează presare statică uniaxială în matrițe metalice. În acest caz, la pulbere se adaugă un plastifiant, cel mai adesea cauciuc, într-o cantitate de 1-2% în greutate. Metoda de presare hidrostatică face posibilă obținerea semifabricatelor ceramice de dimensiuni mari de forme complexe. Distribuția uniformă a densității în compact are un efect benefic asupra uniformității contracției în timpul sinterizării. Cele mai durabile produse din Al2O3 sunt produse prin presare la cald (HP) în matrițe de grafit acoperite cu BN și presare izostatică la cald (HIP) în gazostate. În acest caz, compactarea pulberii în produs și sinterizarea au loc simultan. Presiunea de presare este de 20–40 MPa, temperatura de sinterizare este de 1200–1300°C. Metodele GP și GIP sunt complexe din punct de vedere tehnologic și consumatoare de energie.

Slide 91

Sinterizarea ceramicii de corindon este în majoritatea cazurilor în fază solidă. Temperatura de sinterizare depinde de dispersia și activitatea pulberilor inițiale, de condițiile de sinterizare și de tipul și cantitatea de aditivi. Dimensiunea maximă a particulelor de pulbere de Al2O3 nu trebuie să depășească 3–5 µm. Temperatura de sinterizare este în intervalul 1700-1850°C. Pulberile de Al2O3 ultra și nanodispersate, ca urmare a energiei de suprafață ridicate și a defectiunii, pot fi sinterizate la o densitate mare (0,95) la o temperatură de 1600°C. În multe cazuri, în încărcătura de corindon sunt introduși diverși aditivi. Adăugarea de TiO2 reduce temperatura de sinterizare a corindonului la 1500–1550°C. În acest caz, se formează o soluție solidă de TiO2 în Al2O3, care provoacă distorsiunea rețelei cristaline de corindon, sinterizarea activă și recristalizare. Adăugarea de 0,5–1% MgO inhibă recristalizarea: dimensiunea cristalelor ceramice sinterizate nu depășește 2–10 μm. Structura cu granulație fină a corindonului cu adaos de MgO îmbunătățește proprietățile mecanice ale corindonului. Nu se observă o scădere a temperaturii de sinterizare a corindonului cu introducerea de MgO.

Slide 92

Proprietățile ceramicii corindonului

Slide 93

Domenii tradiționale de aplicare a ceramicii de corindon: refractare, industria chimică, inginerie electrică și radio. Odată cu apariția noilor tehnologii pentru producerea pulberilor inițiale, a produselor de turnare și sinterizare, domeniul de aplicare al ceramicii de corindon sa extins semnificativ. În prezent, ceramica de înaltă rezistență pe bază de Al2O3 este utilizată pentru fabricarea produselor structurale utilizate în inginerie mecanică, aviație și tehnologia spațială. Corindonul este principalul material în tehnologia ceramicii minerale, care este utilizat pentru finisarea fontei și a unor oțeluri. Baza ceramicii minerale este Al2O3 sau amestecul acestuia cu carburi, nitruri etc.

Slide 94

Proprietățile fizico-mecanice ale ceramicii instrumentale pe bază de Al2O3

Slide 95

Ceramica pe bază de dioxid de zirconiu O caracteristică a dioxidului de zirconiu este polimorfismul acestuia. ZrO2 pur se află în fază monoclinică la temperatura camerei și suferă transformări de fază atunci când este încălzit. Tranziția t-ZrO2↔c-ZrO2 este de natură difuziune și joacă un rol foarte important în producerea așa-numitului dioxid de zirconiu parțial stabilizat. Transformarea m-ZrO2↔t-ZrO2 se desfășoară conform mecanismului martensitic și este însoțită de modificări volumetrice de 5–9%. Prin urmare, este imposibil să se obțină produse compacte din ZrO2 pur.

Slide 96

Pentru a crește stabilitatea fazei t, în ZrO2 se introduc aditivi de oxizi stabilizatori: MgO, CaO, Y2O3 Fig. 5. Diagrama de stare a sistemului ZrO2-Y2O3: T0 – temperatura de tranziție m-ZrO2↔t-ZrO2

Slide 97

Pe lângă formarea de soluții solide pe bază de ZrO2, se folosește o altă metodă pentru a stabiliza modificarea la temperatură înaltă t-ZrO2 într-o matrice de corindon dur.

Slide 98

Efectul de întărire prin transformare a ceramicii cu zirconiu se realizează atunci când materialul sinterizat conține particule de t-ZrO2 care se pot transforma în m-ZrO2. Fisurile care apar în timpul încărcării se propagă în material până când particulele de t-ZrO2 apar în fața lor. O astfel de particulă, situată în stare comprimată (într-o matrice de corindon) sau în stare legată coerent cu matricea (dacă c-ZrO2 predomină în compoziția materialului), este rezistentă la tranziția t→m chiar și la temperaturi scăzute. . Odată ajunsă în câmpul de stres la vârful unei fisuri care se propagă, particula primește energie suficientă pentru transformare. Astfel, energia fisurii care se propagă se transformă în energia tranziției t→m și creșterea catastrofală a fisurii se oprește.

Slide 99

Fisura t-ZrO2 t-ZrO2→m-ZrO2 Matrice (-Al2O3, c-ZrO2, etc.) Schema de intarire prin transformare a ceramicii cu zirconiu

Slide 100

Principalele tipuri de structuri de ceramică de zirconiu: a – CSZ, b – ZTA, c – PSZ, d – TZP

Slide 101

1. Zirconiu stabilizat CSZ: soluție solidă cubică pe bază de ZrO2. Pentru a vinde acest material, cantitatea de aditiv MgO, CaO trebuie să fie mai mare de 15-20 mol.%, Y2O3 - mai mult de 10 mol.%. CSZ are caracteristici de rezistență scăzută: σ îndoiți nu mai mult de 250 MPa și K1s până la 3 MPa/m0,5 și este utilizat ca material refractar, precum și în tehnologia electroliților solidi. 2. Ceramica întărită cu dioxid de zirconiu ZTC (Zirconia Toughened Ceramic): particulele de t-ZrO2 dispersate sunt distribuite în matricea ceramică și sunt stabilizate prin tensiuni de compresiune. Cele mai importante compoziții din punct de vedere tehnic sunt Al2O3-ZrO2 (ZTA: Zirconia Toughened Alumina), care sunt utilizate în principal ca materiale pentru scule. Caracteristicile mecanice optime se realizează cu un conținut de ZrO2 de aproximativ 15% vol.: σben până la 1000 MPa și K1s până la 7 MPa/m0,5.

Slide 102

3. Dioxid de zirconiu parțial stabilizat PSZ (Partially Stabilized Zirconia). Se formează prin adăugarea de oxizi Mg, Ca, Y etc. la ZrO2. În timpul sinterizării în regiunea de omogenitate a fazei cubice, se formează granule mari de c-ZrO2 (60 µm). După recoacere, în regiunea cu două faze apar particule tetragonale, asociate coerent cu faza cubică. În sistemele ZrO2-MgO(CaO), dimensiunea particulelor t ar trebui să fie mai mică de 0,25 µm. Conținutul de volum al fazei t este de aproximativ 40%. PSZ are K1c până la 10MPa/m0.5 și σbend până la 1500MPa. 4. Policristale de zirconiu tetragonal (TZP). Acest material este vândut în sisteme ZrO2–Y2O3. Sinterizarea are loc în regiunea de omogenitate a fazei t, urmată de călire. TZP are un σben de până la 2400 MPa cu K1 de aproximativ 15 MPa/m0,5 și este utilizat în producția de produse pentru scopuri structurale și instrumentale.

Slide 103

Tehnologie ceramică cu zirconiu Pre-măcinare UDP pentru a zdrobi microsferele. Formarea pulberilor de ZrO2 prin presare statică uniaxială și presare în hidrostate la o presiune de 400–600 MPa. Sinterizarea la o temperatură de 1500–2000°C, în funcție de tipul și cantitatea de oxid stabilizator. Tratament termic - recoacere la 1400–1500°C pentru a izola incluziunile dispersate de consolidare ale fazei t. La fabricarea produselor din ZrO2 tetragonal, întărirea este utilizată la o temperatură de sinterizare de 1600°C. Produsele din ZrO2 produse prin metodele GP și HIP au cele mai înalte caracteristici de rezistență.

Slide 104

Aplicații ale ceramicii cu zirconiu În mod tradițional, ceramica pe bază de ZrO2 a fost folosită în industria metalurgică pentru a face creuzete pentru topirea metalelor. Astăzi, ceramica cu zirconiu este unul dintre cele mai promițătoare materiale ceramice pentru scopuri structurale și instrumentale și este folosită în tehnologia de producere a pieselor pentru turbine cu gaz și motoare diesel, unități de frecare, inele de etanșare a pompelor, elemente de supapă de închidere, duze pentru camere de pulverizare, matrițe de trefilare și scule de tăiere. Ceramica pe bază de ZrO2 este, de asemenea, utilizată în medicină pentru fabricarea de implanturi în țesutul osos.

Slide 105

Ceramica tehnică fără oxizi Ceramica fără oxizi este materiale policristaline pe bază de compuși ai nemetalelor din grupele III–VI ale sistemului periodic de elemente, excluzând oxigenul, împreună cu metalele de tranziție care au straturi electronice nefinisate. Pe baza structurii lor cristaline, ceramica lipsită de oxizi formează două clase principale: 1. Ceramica metalică: compuși ai nemetalelor de mai sus cu metale de tranziție, având o structură de fază interstițială. 2. Ceramici nemetalice: compuși ai B, C, N, Si, calcogeni (cu excepția O) între ei, precum și cu unele metale de tranziție. Au o structură cristalină complexă cu un tip covalent de legătură interatomică.

Slide 106

Metaloceramice Carburi și nitruri Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W. Condiția de formare a fazei interstițiale este determinată de regula lui Hagg: rX:rMe

Slide 107

Diferența dintre fazele interstițiale și soluțiile solide este că acestea din urmă se formează la concentrații semnificativ mai mici de carbon și azot, de exemplu, ferită și austenită, și au o rețea cristalină metalică, în timp ce fazele interstițiale formează o rețea diferită de rețeaua metalică. În acest sens, fazele de încorporare pot fi considerate un tip de compus chimic. În același timp, fazele interstițiale au zone largi de omogenitate; de ​​exemplu, TiC poate conține de la 20 la 50 mol%. carbon, care nu este tipic pentru compușii chimici.

Slide 108

Carburele metalice de tranziție Cele mai utilizate în industrie sunt WC, TiC, TaC și ZrC. Interesul pentru aceste materiale se datorează durității lor foarte mari (de la 20 la 35 GPa), pe care o păstrează până la temperaturi de peste 1000°C. Motive pentru duritatea mare a carburilor: Metalele care formează carburi au puncte de topire foarte ridicate și au plasticitate scăzută, de exemplu. forțele legăturilor interatomice ale acestor metale sunt foarte mari. 2. Inhibarea dislocarilor de catre atomii de carbon si reducerea plasticitatii. De exemplu, în rețeaua fcc a TiC și TaC, atomii de carbon sunt situați paralel cu planurile de alunecare (111), în rețeaua hcp a WC - paralel cu (001). Cu duritate mare, carburile sunt destul de fragile.

Slide 109

Carburele metalice de tranziție nu există în natură, așa că prima etapă în tehnologia lor este sinteza. Pulberile de carbură se obțin fie prin sinteza directă a carbonului și a metalului după formula Me+C→MeC, fie prin reducerea metalului din oxid cu carburare simultană. A doua metodă este de preferat, deoarece oxizii metalelor corespunzătoare sunt mult mai ieftini decât pulberile de metale pure.

Slide 110

În general, procesul de obținere a pulberilor de carbură are loc după următoarea schemă: pulberea de oxid a metalului corespunzător se amestecă cu funingine sau cocs zdrobit și se încălzește la temperatura la care are loc carburarea. De exemplu, pentru carbura de titan procesul are loc conform reacției: t=2100-2300°C TiO2+3C=TiC+2CO. Pulberile rezultate sunt zdrobite, cernute, amestecate cu componentele necesare, presate în produse care sunt sinterizate la temperaturi adecvate.

Slide 111

În forma lor pură, carburile în cauză își găsesc o utilizare foarte limitată. Acest lucru se datorează în primul rând problemelor tehnologice în producerea produselor compacte; de ​​exemplu, pentru a sinteriza un produs din TiC, care are un punct de topire de 3200°C, este necesară o temperatură de sinterizare de cel puțin 2500°C. În al doilea rând, după cum sa menționat deja, carburile pure sunt foarte fragile. Carburele metalice de tranziție sunt utilizate în principal în producția de scule ca parte a aliajelor dure. Calitățile standard de aliaje dure sunt realizate pe baza de tungsten, titan și carburi de tantal. Cobaltul, nichelul și molibdenul sunt utilizați ca lianți. Aliajele dure sunt produse folosind metode de metalurgie a pulberilor prin sinterizare în fază lichidă.

Slide 112

Slide 113

Aliaje dure fără wolfram Marcaj BVTS: formator de carbură (B – tungsten, T – titan, a doua litera T – tantal), liant (K – cobalt). Procentul de masă al liantului este ultimul număr. În aliajele cu două și trei carburi, numărul din mijloc indică procentul de masă al carburilor de titan și tantal. În BVTS, figura arată procentul de masă totală a liantului Ni+Mo.

Slide 114

Aliajele dure sunt produse sub formă de plăci: lipite (lipite), multifațetate, matrițe, matrițe etc. Plăcile cu mai multe fațete sunt produse atât din grade standard de aliaje dure, cât și din aceleași aliaje cu acoperiri superdure monostrat sau multistrat de TiC , TiN, etc. Plăci cu acoperiri au o durabilitate sporită. La desemnarea plăcilor din clase standard de aliaje dure acoperite cu nitruri de titan, se adaugă marcajul literelor KIB (metoda de acoperire prin bombardare cu ioni de condensare). De asemenea, carburile luate în considerare sunt utilizate pe scară largă ca material pentru aplicarea unor acoperiri rezistente la coroziune și uzură pe piese. De exemplu, acoperirile TiC sunt folosite pentru a proteja suprafețele echipamentelor în industria chimică, iar acoperirile WC sunt aplicate pe arborii elicei navelor.

Slide 115

Nitrururile metalelor tranziționale Dintre toate nitrururile metalelor tranziționale, TiN și ZrN sunt cele mai utilizate în tehnologie. La fel ca carburile, nitrururile au puncte de topire foarte ridicate. Duritatea nitrururilor este oarecum inferioară celei a carburilor; de exemplu, ZrN are o microduritate de aproximativ 25 GPa. Motivul durității ridicate a nitrururilor, precum și a carburilor, se datorează caracteristicilor structurale ale fazelor interstițiale. Nitrururile sunt substanțe sintetice. Pulberile de nitrură se obțin prin sinteza directă a metalului cu azot prin nitrurarea pulberilor metalice la temperaturi corespunzătoare: 2Me+N2→2MeN. Nitrururile sunt, de asemenea, obținute prin reacția metalelor cu amoniac și prin alte metode, inclusiv prin depunerea de vapori.

Slide 116

Nitrururile de metal de tranziție sunt utilizate în principal ca aditivi pentru aliajele speciale, precum și materiale pentru aplicarea acoperirilor rezistente la uzură. În producția de scule, metoda de pulverizare cu plasmă ionică a straturilor de TiN și (Zr,Hf)N pe o varietate de scule de tăiere a devenit foarte răspândită. ZrN este utilizat pentru a acoperi electrozii bujiilor motorului cu ardere internă pentru a le îmbunătăți caracteristicile de performanță. Plăcile TiN și ZrN sunt folosite în tehnologia rachetelor pentru a proteja corpurile rachetelor și navele spațiale.

Slide 117

Ceramica fără oxizi nemetalici Ceramica fără oxizi nemetalici include materiale pe bază de boruri ZrB2, CrB2, TiB2, carburi B4C, SiC și unele metale tranziționale, nitruri BN, Si3N4, AlN, siliciuri, fosfuri, arseniuri și calcogenuri (cu excepția oxizi). Ceramica pe bază de fosfuri, arseniuri și calcogenuri nu sunt luate în considerare în curs din cauza utilizării lor limitate în inginerie mecanică modernă. Cele mai promițătoare ceramice pentru aplicații structurale sunt cele pe bază de SiC, Si3N4 și AlN - compuși cu o mare proporție de legături covalente, ale căror cristale sunt caracterizate de solicitări Peierls semnificative. În astfel de cristale, mișcarea dislocațiilor este dificilă, astfel încât acești compuși își păstrează rezistența până la temperaturi foarte ridicate.

Slide 118

Cea mai potrivită este utilizarea SiC, Si3N4 și AlN în locul metalelor în construcția motoarelor. Acest lucru se datorează faptului că a face parte de curgere a unui motor cu turbină cu gaz (GTE) din ceramică și creșterea temperaturii sale de funcționare la 1400°C și mai mult va crește eficiența de la 26 la 45%. Prin utilizarea ceramicii într-un motor diesel, acesta poate fi nerăcit, reducând greutatea și sporind eficiența. Fezabilitatea utilizării ceramicii pentru construcția motoarelor se explică nu numai prin rezistența ridicată la căldură, ci și prin faptul că, datorită rezistenței sale mai mari la coroziune în comparație cu metalele, se poate folosi combustibil de calitate scăzută. Utilizarea ceramicii pentru fabricarea pieselor de motor reduce costul acestora, ceea ce se datorează costului scăzut al ceramicii în comparație cu Ni, Cr, Co, Nb etc.

Slide 119

Ceramica pe bază de SiC Carbură de siliciu (carborundum) SiC este singurul compus de siliciu și carbon. Acest material este extrem de rar în natură. Există în două modificări: α-modificare hexagonală politipică (aproximativ 20 de structuri), β cubică. Tranziția β-SiC→α-SiC are loc la aproximativ 2100°C. Peste 2600–2700°C α-SiC sublimează. SiC pur de compoziție stoechiometrică este incolor. Când conținutul de siliciu este depășit, SiC devine verde și carbonul devine negru. Proprietățile SiC: Hμ până la 45 GPa, σben până la 700 MPa, Тр2000°С. La temperatura camerei, distrugerea SiC este transgranulară și are caracter de clivaj. La 1050°C, natura distrugerii devine intercristalină.

Slide 120

SiC este rezistent la toți acizii, cu excepția HF și HF+HNO3. SiC este mai puțin rezistent la alcalii. S-a stabilit că SiC este umezit de metale din grupa fierului și mangan. La fabricarea produselor abrazive, refractare și a încălzitoarelor electrice din SiC, materiile prime sunt silice (nisip de cuarț) și cocs. Sunt încălzite la temperaturi ridicate în cuptoare electrice, realizându-se sinteza prin metoda Acheson: SiO2+3C=SiC+2CO2. În jurul elementului de încălzire (miez) există o zonă a produsului sintetizat, iar în spatele acestuia există zone de cristale de puritate scăzută și componente nereacționate. Produsele obținute în cuptor sunt separate în aceste zone, zdrobite, prelucrate și obținute ca pulbere de carbură de siliciu de uz general. Dezavantajul acestor pulberi de SiC este contaminarea lor ridicată cu impurități.

Slide 121

Pentru a obține ceramică structurală, este necesar să se utilizeze pulberi de SiC de înaltă puritate, omogene, foarte dispersate, care se obțin prin metoda de sinteză: Si metalurgic original este mărunțit și măcinat, spălat de impuritățile în acid și măcinat. Sinteza SiC se realizează într-un reactor prin alimentarea cu Si în duze speciale, gaz - propan: t>1100°C 3Si+C3H8=3SiC+4H2. Produsele din SiC sunt turnate prin presare, extrudare și turnare prin injecție. Tehnologia ceramicii cu carbură de siliciu utilizează de obicei presarea la cald, reacția și sinterizarea activată.

Slide 122

Metoda GP face posibilă obținerea ceramicii pe bază de SiC de înaltă rezistență. Presarea se realizează de obicei în matrițe din grafit sau nitrură de bor la presiuni de 10-50 MPa și temperaturi de 1700-2000 ° C. GP face posibilă obținerea numai a produselor de forme destul de simple și dimensiuni relativ mici. Produsele de forme complexe cu densitate mare sunt produse prin presare izostatică la cald (HIP). Metoda de sinterizare activată permite SiC să fie sinterizat la o densitate de peste 90% datorită adăugărilor de B, C, Al, datorită formării unui strat de difuzie pe suprafața particulelor.

Slide 123

Metoda de sinterizare prin reacție permite efectuarea procesului la temperaturi mai scăzute și obținerea de produse de forme complexe. Pentru a obține așa-numita carbură de siliciu „auto-legată”, compactele de SiC și carbon sunt sinterizate în prezența siliciului. În acest caz, se formează SiC secundar și SiC recristalizează prin topitura de siliciu. Ca rezultat, se formează materiale neporoase care conțin 5-15% siliciu liber într-o matrice de carbură de siliciu. Sinterizarea cu reacție este un proces economic datorită utilizării unor echipamente termice ieftine, temperatura de sinterizare este redusă de la 1600–2000°C utilizate în mod obișnuit la 1100–1300°C.

Slide 124

Metoda de sinterizare cu reacție este utilizată la producerea elementelor de încălzire cu carbură de siliciu. SiC este un termistor, adică își schimbă rezistența sub influența temperaturii. SiC negru are o rezistență ridicată la temperatura camerei și un coeficient de rezistență negativ la temperatură. SiC verde are o rezistență inițială scăzută și un coeficient de temperatură ușor negativ, care devine pozitiv la temperaturi de 500–800°C. Elementele de încălzire cu carbură de siliciu (SCH) sunt de obicei o tijă sau un tub care are o parte de lucru mijlocie cu o rezistență electrică relativ mare (zonă „fierbinte”) și ieșire („rece”) se termină cu o rezistență electrică mai mică care nu se încălzește în timpul funcţionarea cuptorului.

Slide 125

Industria produce două tipuri de elemente de încălzire din SiC: 1. Carborundum. Au o tijă de lucru și două cabluri de contact mai scurte separate sub formă de tije de carborundum impregnate cu metal. 2. Silit. Încălzitoare cu capete de ieșire îngroșate (manșete). Încălzitoarele de carborundum compozite sunt formate din pulbere de SiC verde cu granulație grosieră cu adăugare de negru de fum (1,5%) și sticlă lichidă, apoi arse într-un amestec de cărbune-nisip la o temperatură de aproximativ 2000°C. Încălzitorul este pre-acoperit cu o pastă conductivă constând din cocs, grafit și nisip de cuarț. Produsul este sinterizat prin încălzire electrotermală directă în cuptoare speciale prin trecerea unui curent de 80–100 AV prin piesa de prelucrat timp de 40–50 de minute.

Slide 126

Încălzitoarele de silit sunt extrudate dintr-un amestec de SiC cu granulație fină, negru de fum (20%) și rășină fenol-formaldehidă. Partea de lucru și manșetele sunt formate separat. Compoziția părții manșetei este concepută pentru o conductivitate ridicată și conține aproximativ 40% Si. Când încălzitoarele de silit sunt sinterizate, carbonul și siliciul prezent în masă sunt transformate în SiC „secundar” prin mecanismul de sinterizare de reacție. Ca umplutură este folosit un amestec de nisip măcinat, cocs de petrol și carbură de siliciu. Acest amestec, la o temperatură de 1800–2000°C, eliberează siliciu vaporos și CO, care pătrund în piesa de prelucrat și reacționează cu Si și C solid. În același timp, carbura de siliciu secundară este sintetizată prin reacția siliciului conținut în sarcină. cu carbon.

Slide 127

Materialele pe bază de SiC au început să fie utilizate mult mai devreme decât materialele pe bază de Si3N4, AlN, B4C și BN. Deja în anii 20 se foloseau refractare din carbură de siliciu cu un liant de dioxid de siliciu (90% SiC + 10% SiO2), iar în anii 50, duzele rachete erau fabricate din carbură de siliciu cu un liant de nitrură de siliciu (75% SiC + 25% Si3N4). ). În prezent, ceramica pe bază de carbură de siliciu este utilizată pentru fabricarea inelelor de etanșare pentru pompe, compresoare, mixere, rulmenți și manșoane de arbore, supape de dozare și control pentru medii corozive și abrazive, piese de motor și conducte metalice pentru metale lichide. Au fost dezvoltate noi materiale compozite cu o matrice de carbură de siliciu.

Vizualizați toate diapozitivele

Slide 2

• Termenul „ceramică” provine din cuvântul grecesc „keramos”, care înseamnă lut.
• Produsele ceramice sunt produse din argilă cu diverși aditivi și arse până la o stare de piatră.
• Din cele mai vechi timpuri și până în zilele noastre, produsele ceramice au ocupat unul dintre locurile de frunte în artele decorative și aplicate ale tuturor popoarelor lumii.

Slide 3

• Schema tehnologică pentru producția de plăci ceramice include următoarele faze principale:

1. Pregătirea slipului;
2. Turnarea produsului;
3. Uscare;
4. Pregătirea glazurilor și glazurării (emailare);
5. Ardere.

• Materiile prime pentru masele ceramice sunt împărțite în plastic (argile și caolini) și non-plastic. Adăugările de argilă refractă și cuarț reduc contracția produsului și probabilitatea de fisurare în etapa de turnare. Plumbul și boraxul sunt folosite ca formatori de sticlă.

Slide 4

• Pregătirea slipului are loc în trei etape:
  • Prima fază: măcinarea feldspatului și a nisipului (măcinarea durează de la 10 la 12 ore);
  • În prima fază se adaugă argilă;
  • La a doua fază se adaugă caolinul. Slipul finit este turnat în recipiente și învechit.
• Transportul de la depozitul de materii prime se efectuează cu un încărcător până la buncărele de primire. De acolo este trimis de-a lungul unui transportor fie la o moară cu bile (pentru măcinare) fie la turbosolvenți (pentru dizolvarea argilei și caolinului)

Slide 5

Slide 6

• Ceramica este cunoscută din timpuri imemoriale. Lutul era un material omniprezent la îndemână, ale cărui posibilități plastice și artistice bogate au atras oamenii chiar și în cele mai vechi timpuri. Argila este foarte ușor de prelucrat; puteți sculpta orice din ea.

Slide 7

• În funcție de structură, se face distincția între ceramica fină (cioburi vitroase sau cu granulație fină) și ceramica grosieră (cioburi cu granulație grosieră). Principalele tipuri de ceramica fina sunt portelanul, semiportelanul, faianta, majolica. Principalul tip de ceramică grosieră este ceramica ceramică.

Slide 8

• Vază de porțelan din colecția de porțelan chinezesc din dinastia Qing (secolele XVII-XIX) din Kunstkamera (Sankt Petersburg).

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Zeița egipteană Tawaret din faianță

Slide 13

Slide 14

majolică

Slide 15

Slide 16

Slide 17

ceramica ceramica

Slide 18

Slide 19

• URNĂ CERAMICĂ - un exemplu de artă ceramică mayașă.
• Lucrând la roata olarului. Imagine pe plăci ceramice.

Slide 20

• Cimentul este utilizat pe scară largă în construcții - unul dintre tipurile de ceramică, materii prime pentru care sunt argila și calcarul amestecat cu apă.

Slide 21

Istoria plăcilor ceramice casnice

• În Rus', plăcile ceramice au apărut în secolul al IX-lea odată cu apariția creștinismului. În perioada păgână, piatra și lemnul erau folosite predominant ca materiale de construcție.