KERÁMIA ANYAGOK: TULAJDONSÁGOK, TÍPUSOK, FELHASZNÁLÁSOK - KULTURÁLIS SZÓKINCS - 2026

A kerámia anyagok szervetlen, fémes vagy nem szilárd anyagokból állnak, amelyek melegítésre kerültek. Alapja általában agyag, de vannak különböző típusok, különböző összetételűek.

Az általános agyag egy kerámia paszta. A vörös agyag szintén olyan kerámia anyag, amelynek alkotóelemei alumínium-szilikátok. Ezeket az anyagokat kristályos és / vagy üveges fázisok keveréke képezi.

Ha egyetlen kristályból készülnek, akkor egyfázisúak. Polikristályosak, ha sok kristályból állnak.

A kerámia anyagok kristályszerkezete az ionok elektromos töltésének értékétől és a kationok és anionok relatív méretétől függ. Minél nagyobb a központi kationt körülvevő anionok mennyisége, annál stabilabb lesz a kapott szilárd anyag.

A kerámia anyagok lehetnek sűrű szilárd anyag, rost, finom por vagy film.

A kerámia szó eredete a keramikos görög szóban található, amelynek jelentése "égett dolog".

Vád

A kerámia anyagok feldolgozása az előállítandó anyag típusától függ. A kerámiaanyag előállítása azonban általában a következő folyamatokat igényli:

1- Nyersanyagok keverése és őrlése

Ez az a folyamat, amelyben a nyersanyagokat összekapcsolják, és megkísérelik homogenizálni azok méretét és eloszlását.

2- Konformáció

Ebben a fázisban a tészta alakot és állagot kap, amelyet a nyersanyagokkal érnek el. Ily módon megnő a keverék sűrűsége, javítva annak mechanikai tulajdonságait.

3- öntés

Ez az a folyamat, amellyel bármely valós objektum ábrázolása vagy képe (harmadik dimenzióban) létrehozható. A sajtoláshoz általában a következők egyikét hajtják végre:

nyomás

Az alapanyagot sajtológépen préselik. A száraz sajtolást gyakran használják tűzálló termékek és elektronikus kerámia alkatrészek előállításához. Ez a technika lehetővé teszi több darab gyors előállítását.

Barbonit formázás

Ez egy olyan technika, amely lehetővé teszi, hogy ugyanaz a forma százszor álljon elő hibák és deformációk nélkül.

Extrudálás

Ez egy folyamat, amelynek során az anyagot egy szerszámon keresztül tolják vagy extrahálják. Tiszta és rögzített keresztmetszetű objektumok előállítására szolgál.

4- Szárítás

Ez egy folyamat, amely a víz párolgásának és a darabban előállított összehúzódások ellenőrzéséből áll.

Ez a folyamat kritikus szakasza, mivel attól függ, hogy a darab megtartja-e alakját.

5- Főzés

Ebből a fázisból kapjuk a "tortát". Ebben az eljárásban az agyag kémiai összetétele megváltozik, hogy törékenyé, de vízporosá váljon.

Ebben a fázisban a hőnek lassan fel kell emelkednie, amíg el nem éri a 600ºC hőmérsékletet. Az első szakasz után a dekoráció készül, amikor készen állnak rá.

A deformáció elkerülése érdekében fontos, hogy a darabokat a kemencében elkülönítsék.

A kerámia anyagok tulajdonságai

Noha ezen anyagok tulajdonságai nagymértékben függnek összetételüktől, általában ezek a következő tulajdonságokkal rendelkeznek:

• Kristályszerkezet. Vannak olyan anyagok is, amelyeknek nincs ilyen felépítése, vagy csak bizonyos ágazatokban vannak.
• Sűrűségük körülbelül 2 g / cm3.
• Ezek az anyagok elektromos és hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkeznek.
• Kis tágulási együtthatóval rendelkeznek.
• Magas olvadáspontúak.
• Általában vízálló.
• Nem éghetők és nem oxidálhatók.
• Kemények, de törékenyek és könnyek ugyanakkor.
• Ellenállnak a nyomásnak, a kopásnak és a korróziónak.
• Fagyuk van, vagy képesek ellenállni az alacsony hőmérsékleteknek anélkül, hogy romlanak.
• Kémiai stabilitással rendelkeznek.
• Bizonyos porozitást igényelnek.

Besorolás: kerámia anyagok típusai

1- Vörös kerámia

Ez a leggyakoribb agyagtípus. Vöröses színű, a vas-oxid jelenléte miatt.

Főzéskor aluminátból és szilikátból áll. Ez a legkevésbé feldolgozott. Ha törik, vöröses föld lesz. Áteresztőképességű a gázok, folyadékok és zsírok számára.

Ezt az agyagot általában téglákhoz és padlóhoz használják. Égetési hőmérséklete 700 - 1000 ° C, és ón-oxiddal lefedhető, hogy vízmentes fajansokat kapjon. Az olasz és az angol cserép különféle agyagból készül.

2- Fehér kerámia

Tiszta anyag, tehát nincs folt. Granulometria jobban ellenőrzött, és általában kívülről vannak zománcozva, hogy javítsák vízhatlanságukat.

Szaniterek és edények gyártásához használják. Ebbe a csoportba tartozik:

Porcelán

Ez egy anyag, amelyet kaolinból készítenek, egy nagyon tiszta agyagfajtából, amelyhez földpát és kvarc vagy kő adódik.

Az anyag főzését két szakaszban végezzük: az első szakaszban 1000 vagy 1300 ° C hőmérsékleten főzzük; és a második szakaszban 1800 ° C-ot lehet elérni.

A porcelán lehet puha vagy kemény. Puha esetében az első főzési szakasz eléri az 1000 ° C-ot.

Ezután kiveszi a sütőből a máz felviteléhez. Ezután visszatér a kemencébe a második fázishoz, amelyben legalább 1250 ° C hőmérsékletet alkalmaznak.

Kemény porcelánok esetében a második főzési fázist magasabb hőmérsékleten: 1400 ° C vagy annál magasabb hőmérsékleten hajtják végre.

És ha díszíteni kívánja, akkor a meghatározott díszítést elkészítik és behelyezik a sütőbe, de ezúttal körülbelül 800 ° C-on.

Az iparban többféle felhasználást kínál tárgyak gyártására kereskedelmi felhasználásra (például étkészlet) vagy speciálisabb felhasználású tárgyakhoz (például a transzformátorok szigeteléséhez).

3- tűzálló

Ez egy anyag, amely deformáció nélkül képes ellenállni nagyon magas hőmérsékleten (3000 ° C-ig). Agyagok, amelyek nagy arányban tartalmaznak alumínium-oxidot, berilliumot, toriumot és cirkóniumot.

1300 és 1600 ° C közötti hőmérsékleten főznek, és fokozatosan hűteni kell a meghibásodások, repedések vagy belső feszültségek elkerülése érdekében.

A DIN 51060 / ISO / R 836 európai szabvány megállapítja, hogy az anyag tűzálló, ha legalább 1500 ° C hőmérsékleten lágyul.

A tégla példája az ilyen típusú anyagnak, amelyet kemencék gyártásához használnak.

4- szemüveg

Az üvegek szilícium-alapú folyékony anyagok, amelyek különböző formáikban megszilárdulnak, amikor lehűlnek.

Különböző folyékony anyagokat adnak a szilikon alaphoz, a gyártandó üveg típusától függően. Ezek az anyagok csökkentik az olvadáspontot.

5- Cementek

Ez egy mészkőből és őrölt kalciumból álló anyag, amely merevvé válik, amikor összekeverik folyadékkal (lehetőleg vízzel), és hagyják ülepedni. Nedves állapotban a kívánt alakhoz önthető.

6- Csiszolóanyagok

Rendkívül kemény részecskék ásványi anyagok, amelyek alkotóelemei között alumínium-oxid és gyémántpaszta található.

Különleges kerámia anyagok

A kerámia anyagok ellenállóak és kemények, de törékenyek is, ezért hibrid vagy összetett anyagokat fejlesztettek ki üvegszálas vagy műanyag polimer mátrix segítségével.

Kerámia anyagok felhasználhatók ezen hibridek kifejlesztésére. Ezek szilícium-dioxidból, alumínium-oxidból és néhány fémből, például kobaltból, krómból és vasból álló anyagok.

Kétféle módszert alkalmaznak ezeknek a hibrideknek a kidolgozásához:

A szintetizált

Ez a módszer a fémes porok tömörítésére szolgál.

Sütjük

Ezzel a módszerrel az ötvözetet úgy érik el, hogy a fémport a kerámia anyaggal együtt elektromos kemencében préselik.

Az úgynevezett kompozit mátrixkerámia (CMC) ebbe a kategóriába tartozik. Ezek felsorolhatók:

- Keményfém

Ilyen például a volfrám, a titán, a szilícium, a króm, a bór vagy a szénnel erősített szilícium-karbid.

- Nitridek

Ilyen például a szilícium, titán, kerámia-oxinitrid vagy szialon.

-

Kerámia anyagok elektromos vagy mágneses tulajdonságokkal.

A kerámia anyagok 4 fő felhasználási területe

1- A repülőgépiparban

Ezen a területen könnyű, magas hőmérsékleti ellenállású és mechanikai követelményeknek ellenálló alkatrészekre van szükség.

2- Az orvosbiológiában

Ezen a területen csontok, fogak, implantátumok stb. Készítésére használhatók.

3- elektronikában

Amennyiben ezeket az anyagokat többek között lézer erősítők, száloptika, kondenzátorok, lencsék, szigetelők gyártására használják.

4- Az energiaiparban

A kerámia anyagok itt eredményezhetik például nukleáris üzemanyagok alkotóelemeit.

A 7 legkiemelkedőbb kerámia anyag

1- alumínium-oxid (Al2O3)

Olvadt fémet tartalmaz.

2- alumínium-nitrid (AIN)

Integrált áramkörök anyagaként és az AI203 helyettesítőjeként használják.

3-bór-karbid (B4C)

Nukleáris páncélok készítésére használják.

4- szilícium-karbid (SiC)

Fémek bevonására használják, mivel ellenáll az oxidációnak.

5- Szilícium-nitrid (Si3N4)

Autómotorok és gázturbinák alkatrészeinek gyártásánál használják.

6- titán-borid (TiB2)

A pajzsok gyártásában is részt vesz.

7- Uránia (UO2)

Üzemanyagként szolgál nukleáris reaktorok számára.

Irodalom

1. Alarcón, Javier (s / f). Kerámia anyagok kémiája. Helyreállítva: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Kerámia tulajdonságok. Helyreállítva a következőből: konstruktorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). A kerámia szerkezete és tulajdonságai. Helyreállítva: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Főzés. Helyreállítva:
5. ARQHYS Magazine (2012). Kerámia tulajdonságok. Helyreállítva: arqhys.com
6. Nemzeti Technológiai Egyetem (2010). A kerámia anyagok osztályozása. Helyreállítva: Cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Nemzeti Technológiai Egyetem (s / f). Kerámia anyagok. Helyreállítva: frm.utn.edu.ar
8. Wikipédia (s / f). Kerámia anyag. Helyreállítva: es.wikipedia.org