Prezentacija na temu "keramika". Povijest pojave keramike Električna čvrstoća keramike

Vrste keramike. U zavisnosti od strukture, fina keramika se razlikuje od grube. - Glavne vrste fine keramike su porcelan, poluporculan, zemljano posuđe, majolika. - Glavna vrsta grube keramike je grnčarska keramika. Porculan ima gustu sinterovanu krhotinu bijele boje (ponekad s plavičastom nijansom) sa malom upijanjem vode (do 0,2%), kada se tapka daje visok melodičan zvuk i može biti proziran u tankim slojevima. Glazura ne prekriva rub perle ili podnožje porculanskog komada. Sirovine za porculan su kaolin, pijesak, feldspat i drugi aditivi. Fajansa ima poroznu bijelu krhotinu žućkaste nijanse, poroznost krhotine je 9 - 12%. Zbog velike poroznosti, zemljani proizvodi su potpuno prekriveni bezbojnom glazurom niske toplinske otpornosti. Zemljano posuđe se koristi za proizvodnju posuđa za svakodnevnu upotrebu. Sirovine za proizvodnju zemljanog posuđa su belogoreće gline sa dodatkom krede i kvarcnog peska. Poluporculan po svojstvima zauzima srednju poziciju između porculana i zemljanog posuđa, posuda je bijele boje, upijanja vode je 3 - 5%, koristi se u proizvodnji stolnog posuđa. Majolika ima poroznu krhotinu, upijanje vode je oko 15%, proizvodi imaju glatku površinu, sjaj, tanke stijenke, prekriveni su glazurama u boji i mogu imati dekorativne reljefne ukrase. Lijevanje se koristi za izradu majolike. Sirovine - glina koja gori (fajansa majolika) ili glina koja gori (grnčarska majolika), fluks, kreda, kvarcni pijesak. Grnčarska keramika ima crveno-smeđu krhotinu (koriste se crveno-pekuće gline), visoku poroznost i upijanje vode do 18%. Proizvodi mogu biti prekriveni bezbojnim glazurama ili obojeni glinenim bojama u boji - engobama.

Slajd 8 sa prezentacije “Moderna dekorativna izložbena umjetnost”

Dimenzije: 720 x 540 piksela, format: .jpg. Da biste besplatno preuzeli slajd za upotrebu u nastavi, kliknite desnim tasterom miša na sliku i kliknite na „Sačuvaj sliku kao...“. Cijelu prezentaciju „Moderna dekorativna izložba Art.ppt“ možete preuzeti u zip arhivi veličine 2893 KB.

Preuzmite prezentaciju

“Ere kulture” - sjeverna renesansa. Post-impresionizam. Epohe svjetske kulture. Modernizam. Renesansa. Nadrealizam. dadaizam. Vanguard. Neoklasicizam. Romantizam. Manirizam. Visoka renesansa. Barok. Rokoko. Kulturne ere. Rana renesansa. Impresionizam. Epohe. kubizam.

“Pejzažna umjetnost” - Vasilievka (imanje N.V. Gogolja). Igrajte ulogu arhitekte i stvorite fantastičnu skulpturu. Dmitrij Sergejevič Lihačov. Grbavi most. Majka zemlja. Grottos (vještačke pećine). Stepenište povezuje plastenike. Mihajlovskoe (imanje A.S. Puškina) Jasna Poljana (imanje L.N. Tolstoja). Mirisne biljke.

"Stanje vode" - Deveti talas Aivazovskog. Proljetna poplava. A.S. Jesenjin. I. Bunin. Odmrznuti. Tiho klizi po staklu i lutaj, Kao da tražiš nešto zabavno... Šuplja voda bjesni, Buka je i dosadna i razvučena. Ko vas tjera: da li je to odluka sudbine? N.K. Roerich. Test. Rani snijeg. Čvrsto agregatno stanje vode. A.S. Puškin.

“Arhitektura i slikarstvo Njemačke i Holandije” - Albrecht Durer. Slika nemačkih majstora. Njemačka. Arhitektura i slikarstvo Njemačke i Holandije. Frans Hals. Skandinavija. Arhitektura. Slika nemačkih majstora. Arhitektura Njemačke. Slikarstvo holandskih majstora. Oslikavanje oltara crkve sv. Bava. Četiri konjanika. Holandsko slikarstvo.

Slajd 2

  • Izraz "keramika" dolazi od grčke riječi "keramos", što znači glina.
  • Keramički proizvodi su proizvodi izrađeni od gline sa raznim dodacima i pečeni do kamenog stanja.
  • Od antičkih vremena do danas keramički proizvodi zauzimaju jedno od vodećih mjesta u dekorativnoj i primijenjenoj umjetnosti svih naroda svijeta.

  • Slajd 3

    • Tehnološka shema za proizvodnju keramičkih pločica uključuje sljedeće glavne faze:
    1. Priprema listića;
    2. Oblikovanje proizvoda;
    3. Sušenje;
    4. Priprema glazure i glaziranje (emajliranje);
    5. Burning.
    • Sirovine za keramičke mase dijele se na plastične (gline i kaolini) i neplastične. Dodaci šamota i kvarca smanjuju skupljanje proizvoda i vjerovatnoću pucanja u fazi oblikovanja. Olovo i boraks se koriste kao formirači stakla.

  • Slajd 4

    • Priprema slip se odvija u tri faze:
      • Prva faza: mljevenje feldspata i pijeska (brušenje traje od 10 do 12 sati);
      • U prvoj fazi se dodaje glina;
      • Kaolin se dodaje u drugu fazu. Gotov list se sipa u posude i odležava.
    • Transport od skladišta sirovina vrši se utovarivačem do prijemnih bunkera. Odatle se transporterom šalje ili u mlin sa kuglicama (za mlevenje) ili u turbo otapala (za otapanje gline i kaolina)

  • Slajd 5

    Slajd 6

    • Keramika je poznata od pamtivijeka. Glina je bila sveprisutan materijal pri ruci, čije su bogate plastične i umjetničke mogućnosti privlačile ljude još u antičko doba. Glina je vrlo jednostavna za obradu, od nje možete oblikovati bilo šta.

  • Slajd 7

    • Ovisno o strukturi, razlikuje se fina keramika (staklasti ili sitnozrnati komadići) i gruba keramika (krupnozrnati komadići). Glavne vrste fine keramike su porculan, poluporculan, fajanca, majolika. Glavna vrsta grube keramike je grnčarska keramika.

  • Slajd 8

    • Porculanska vaza iz zbirke kineskog porculana iz dinastije Qing (XVII-XIX vek) u Kunstkameri (Sankt Peterburg).

  • Slajd 9

    Slajd 10

    Slajd 11

    Slajd 12

    Egipatska boginja Tawaret od fajanse

    Slajd 13

    Slajd 14

    majolika

    Slajd 15

    Slajd 16

    Slajd 17

    grnčarska keramika

    Slajd 18

  • Slajd 19

    • KERAMIČKA URNA - primjer grnčarske umjetnosti Maja.
    • Rad na grnčarskom točku. Slika na keramičkim pločicama.

  • Slajd 20

    • Cement se široko koristi u građevinarstvu - jedna od vrsta keramike, čija su sirovina glina i krečnjak pomiješan s vodom.

  • Slajd 21

    Istorija domaćih keramičkih pločica

    • U Rusiji su se keramičke pločice pojavile u 9. veku sa dolaskom hrišćanstva. Tokom paganskog perioda, kamen i drvo su se pretežno koristili kao građevinski materijal.

    • 3 Keramički zidni materijali i proizvodi Keramička cigla i kamen (GOST „Keramička cigla i kamen”)




    5 Prema jačini proizvoda izrađuju se sljedeće ocjene: 75,100,125,150,175,200,250,300. Prema jačini proizvoda izrađuju se sljedeće ocjene: 75,100,125,150,175,200,250,300. Prema otpornosti na mraz za razrede: F15, 25, 35 i 50. Prema otpornosti na mraz za razrede: F15, 25, 35 i 50. Upijanje vode za pune cigle treba biti najmanje 8%, za šuplje proizvode najmanje 6%, Upijanje vode za pune cigle treba biti najmanje 8%, za šuplje proizvode najmanje 6%, Masa opeke osušene do konstantne težine ne smije biti veća od 4,3 kg, a kamena - 16 kg. Težina opeke osušene do konstantne težine ne bi trebala prelaziti 4,3 kg, a kamena - 16 kg. Dozvoljeno je, po dogovoru između proizvođača i potrošača, koji se ogleda u ugovoru o nabavci, proizvoditi uvećano kamenje težine veće od 16 kg. Dozvoljeno je, po dogovoru između proizvođača i potrošača, koji se ogleda u ugovoru o nabavci, proizvoditi uvećano kamenje težine veće od 16 kg. Gustoća opeke u suvom stanju kreće se od 1600...1900 kg/m 3, a toplotna provodljivost je 0,71...0,82 W/(m·ºS). Gustoća opeke u suvom stanju kreće se od 1600...1900 kg/m 3, a toplotna provodljivost je 0,71...0,82 W/(m·ºS). Opeka K-O 100/15GOST Opeka K-O 100/15GOST


    6 Keramički materijali za oblaganje (GOST „Keramički obloženi cigle i kamenje”) keramički obložni materijali za vanjsko oblaganje konstrukcija zgrada i konstrukcija keramički obložni materijali za vanjsko oblaganje konstrukcija zgrada i konstrukcija keramički proizvodi za unutarnje oblaganje zidova i podnih pločica keramički proizvodi za unutrašnje oblaganje zidova i podnih pločica


    7 Keramički obložni materijali za vanjsko oblaganje konstrukcija zgrada i objekata Materijali za vanjsko oblaganje zgrada i konstrukcija uključuju: fasadnu ciglu, fasadnu ciglu, obložne ploče velikih dimenzija, obložne ploče velikih dimenzija, arhitektonski detalji (terakota). arhitektonski detalji (terakota).


    8 Obložena cigla Stupanj čvrstoće obložnih opeka je isti kao kod običnih opeka; Stupanj čvrstoće obložnih opeka je isti kao kod običnih opeka; Otpornost na mraz mora biti najmanje F25. Otpornost na mraz mora biti najmanje F25. Obložna opeka je ukrašena engobiranjem i dvoslojnim kalupljenjem. Ove metode omogućavaju uštedu oskudnih bijelih gorućih glina i pigmenata. Obložna opeka je ukrašena engobiranjem i dvoslojnim kalupljenjem. Ove metode omogućavaju uštedu oskudnih bijelih gorućih glina i pigmenata. Ostakljena cigla je posebno dekorativna. Glazura vam omogućava da dobijete bilo koje nijanse boja i zadržite njihovu svjetlinu dugo vremena; jedva da se prlja. Ostakljena cigla je posebno dekorativna. Glazura vam omogućava da dobijete bilo koje nijanse boja i zadržite njihovu svjetlinu dugo vremena; jedva da se prlja. Trajnost takve završne obrade je desetine i stotine godina. Trajnost takve završne obrade je desetine i stotine godina.


    9


    10 Fasadne ploče velikih dimenzija Keramičke ploče i pločice: Tepih-mozaik pločice i keramičke fasadne pločice. GOST: Keramičke fasadne pločice i tepisi od njih. Specifikacije


    11 Keramičke ploče velikih dimenzija Dimenzije od 500 x 500 mm do 600 x 1200 mm, debljine do 10 mm, imaju gustu, potpuno sinterovanu krhotinu sa vrlo niskim upijanjem vode (manje od 1%). Dimenzije od 500 x 500 mm do 600 x 1200 mm, debljine do 10 mm, imaju gustu, potpuno sinterovanu krhotinu sa vrlo niskim upijanjem vode (manje od 1%). Ploče se peku na temperaturama do 1300 °C. Ovako dobivene ploče podsjećaju na kameni materijal i odlikuju se visokom otpornošću na mraz i habanje. Ploče se peku na temperaturama do 1300 °C. Ovako dobivene ploče podsjećaju na kameni materijal i odlikuju se visokom otpornošću na mraz i habanje. Ploče mogu imati mat ili poliranu površinu u raznim bojama, često sa strukturom koja podsjeća na granit. Iz tog razloga i zbog svojih visokih fizičkih i mehaničkih svojstava, takve ploče nazivaju se porculanskim kamenom. Ploče mogu imati mat ili poliranu površinu u raznim bojama, često sa strukturom koja podsjeća na granit. Iz tog razloga i zbog svojih visokih fizičkih i mehaničkih svojstava, takve ploče nazivaju se porculanskim kamenom.


    12 Klinker pločice se koriste u proizvodnji fasadnih panela. Izrađen od vatrostalne gline pečenjem do potpunog sinterovanja, ima nisko klinker pločice koje se koriste u proizvodnji fasadnih panela. Izrađen od vatrostalnih glina pečenjem do potpunog sinterovanja, ima nisku vodoupijanje (2...6%), upijanje vode (2...6%), visoku tlačnu čvrstoću (MPa) i otpornost na mraz od najmanje F100. visoka tlačna čvrstoća (MPa) i otpornost na mraz od najmanje F100. Osnova panela je od krute poliuretanske pjene i keramičkih pločica (klinker).Osnova panela je od krute poliuretanske pjene i keramičkih pločica (klinker).Poliuretanska pjena se sipa u matricu u kojoj se nalaze klinker pločice. . Zatim se poliuretanska pjena stvrdne. Poliuretanska pjena se ulijeva u matricu u kojoj se nalaze klinker pločice. Zatim se poliuretanska pjena stvrdne.


    13 Terakota Terakota (od latinskog terra cotta, spaljena zemlja) su obložni proizvodi velikih dimenzija u obliku ploča, dijelova stupova, platna i drugih arhitektonskih detalja. Terakota (od latinskog terra cotta, spaljena zemlja) je obložni proizvod velikih dimenzija u obliku ploča, dijelova stupova, platna i drugih arhitektonskih detalja. Terakota je vrlo izdržljiv i dekorativni materijal za oblaganje, malo inferiorniji od prirodnog kamena po svojstvima, ali mnogo manje radno intenzivan za proizvodnju. Terakota je vrlo izdržljiv i dekorativni materijal za oblaganje, malo inferiorniji od prirodnog kamena po svojstvima, ali mnogo manje radno intenzivan za proizvodnju. Ocjena čvrstoće nije niža od 100, otpornost na mraz nije manja od F50. Ocjena čvrstoće nije niža od 100, otpornost na mraz nije manja od F50.




    15 Pločice za unutrašnje oblaganje proizvode se u različitim veličinama. Osim pločica, proizvode se i oblikovani elementi: frizovi, uglovi, bordure itd. Podne pločice moraju imati visoku otpornost na habanje i minimalno upijanje vode. Ove pločice gotovo da nemaju pore i praktički su vodootporne. U skladu sa standardom, njihova apsorpcija vode ne bi trebala biti veća od 4% (u pravilu ne više od %). Veličina pločica: od najmanjih (23 x 23 mm) mozaika do pločica srednje veličine (300 x 300 mm). Za podove javnih zgrada, trgovačkih centara, izložbenih hala itd. koriste se velike (do 600 x 600 mm) porculanske ploče.




    17 Sanitarna keramika Sanitarni proizvodi: lavaboi, wc školjke, bidei, vodokotlići i dr. izrađuju se uglavnom od bijelog zemljanog posuđa ili poluporculanskih masa. Proizvodi se formiraju lijevanjem u gipsane kalupe. Nakon vađenja iz kalupa, komadi se suše, glaziraju i peku. Sanitarni proizvodi moraju imati pravilan oblik, ravnu, glatku i čistu površinu, ravnomjerno prekrivenu glazurom. Koriste se za opremanje kuhinja, sanitarnih čvorova i posebnih prostorija (laboratorije, frizerski saloni i sl.).


    18 Keramički krovni materijali Crep kao krovni materijal je jak, izdržljiv i otporan na vatru. Krov napravljen od njega ne zahtijeva česte popravke. Kao krovni materijal, crijep je jak, izdržljiv i otporan na vatru. Krov napravljen od njega ne zahtijeva česte popravke. Nedostaci popločanog krova su njegova velika masa, potreba za postavljanjem značajnih nagiba za odvod vode, kao i visok radni intenzitet izgradnje. Pločice se koriste u niskoj seoskoj gradnji. Nedostaci popločanog krova su njegova velika masa, potreba za postavljanjem značajnih nagiba za odvod vode, kao i visok radni intenzitet izgradnje. Pločice se koriste u niskoj seoskoj gradnji.


    19


    20 Kanalizacijske i drenažne cijevi Kanalizacijske cijevi se izrađuju od vatrostalne ili vatrostalne gline. Cijevi se formiraju zajedno sa nastavkom na presama za cijevi. Nakon sušenja, glazura se nanosi na unutrašnju i vanjsku površinu cijevi i peče. Prisutnost tankog sloja glazure određuje vodonepropusnost i visoku otpornost cijevi na kiseline i lužine. Kanalizacijske cijevi se proizvode unutrašnjeg prečnika i dužine mm. Visoka hemijska otpornost keramičkih cijevi omogućava im široku upotrebu za odvodnjavanje industrijskih voda koje sadrže alkalije i kiseline. Kanalizacijske cijevi se izrađuju od vatrostalne ili vatrostalne gline. Cijevi se formiraju zajedno sa nastavkom na presama za cijevi. Nakon sušenja, glazura se nanosi na unutrašnju i vanjsku površinu cijevi i peče. Prisutnost tankog sloja glazure određuje vodonepropusnost i visoku otpornost cijevi na kiseline i lužine. Kanalizacijske cijevi se proizvode unutrašnjeg prečnika i dužine mm. Visoka hemijska otpornost keramičkih cijevi omogućava im široku upotrebu za odvodnjavanje industrijskih voda koje sadrže alkalije i kiseline. Odvodne cijevi se izrađuju od visokoplastične gline, glatkih neglaziranih proizvoda koji se filtriraju kroz svoju debljinu i glaziranih s nastavcima i perforacijama. Dizajnirani su da odvode kišnicu i podzemne vode iz temelja; drenaža područja s viškom vlage; navodnjavanje suvih površina. rekultivacioni radovi Odvodne cijevi se izrađuju od visokoplastične gline, glatkih neglaziranih proizvoda koji filtriraju kroz svoju debljinu i glaziranih sa nastavcima i perforacijama. Dizajnirani su da odvode kišnicu i podzemne vode iz temelja; drenaža područja s viškom vlage; navodnjavanje suvih površina. melioracioni radovi




    22 Ekspandirana glina je lagani porozni materijal sa ćelijskom strukturom u obliku šljunka, rjeđe u obliku lomljenog kamena, koji se dobiva pečenjem niskotopljivih glinenih stijena koje mogu nabubriti pri brzom zagrijavanju do °C. Sredstva za napuhavanje su gasovi koji se oslobađaju tokom razgradnje različitih supstanci sadržanih u sirovini. Svojstva bubrenja glinenih sirovina mogu se povećati dodavanjem fino mljevenog uglja, piljevine, rastresite željezne rude, piritskog pepela itd. rjeđe u obliku lomljenog kamena, dobivenog pečenjem niskotopljivih glinenih stijena koje mogu nabubriti pri brzom zagrijavanju do °C. Sredstva za napuhavanje su gasovi koji se oslobađaju tokom razgradnje različitih supstanci sadržanih u sirovini. Intumescencija glinenih sirovina može se povećati dodavanjem u sirovinsku mješavinu fino mljevenog uglja, piljevine, rahle željezne rude, piritskog pepela itd. Agloporit je porozni grudasti materijal koji se dobija sinterovanjem - sposobnost zbijanja gline pri pečenju i formiranje kamene krhotine naziva se sinterovanje (aglomeracija) granula iz mešavine glinenih sirovina sa ugljem. Agloporit je porozni grudasti materijal koji se dobija sinterovanjem - sposobnost gline da se zbije prilikom pečenja i formira kamenu krhotina naziva se sinterovanjem (aglomeracijom) granula iz mešavine glinenih sirovina sa ugljem.

    Da biste koristili preglede prezentacija, kreirajte Google račun i prijavite se na njega: https://accounts.google.com


    Naslovi slajdova:

    Pastirica i dimnjačar

    Pottery art

    Šta je keramika... Keramika (grč. κέραμος - glina, zemljano posuđe) - proizvodi od neorganskih materijala: gline, feldspata i kvarca, rađeni na visokoj temperaturi nakon čega sledi hlađenje. Mineral gline – kaolinit: Al 2 O 3 x 2SiO 2 x 2H 2 O

    Upotreba glinenih materijala Dobijanje građevinskog materijala - pločice, cigle Proizvodnja cementa Dobijanje pigmenata (oker, umber) od obojenih glina Igralo je ulogu u razvoju pisanja. Drevni ljudi pisali su piktograme na glinenim pločama Praveći posuđe: lonce, tanjire, vrčeve itd. Izrada umjetničkih spomenika

    Najstarija keramika pronađena u Kini stara je oko 11 hiljada godina. Vaza dinastije Qing, na primjer, procijenjena je na više od 80 miliona dolara.

    Miloska Venera

    Michelangelo "David"

    Auguste Rodin "Mislilac"

    "Pieta" je slika Djevice Marije. Michelangelo je isklesao kompoziciju od jednog komada mermera.

    "Cezar Avgust".

    Justice Statue

    "Diskobol" starogrčkog vajara Mirona

    Kip “Hermesa” jedino je poznato remek djelo starogrčkog vajara Praxitelesa

    Terakota Terakota (od talijanskog terra - zemlja, glina i cotta - spaljena) - neglazirani keramički proizvodi od obojene gline porozne strukture. Koristi se u umjetničke, kućne i građevinske svrhe. Terakota se koristi za izradu posuđa, lonaca, vaza, skulptura, igračaka, pločica, pločica, obložnih pločica i arhitektonskih detalja.

    Majolika Majolika (od italijanskog Maiolica - Mallorca) je vrsta keramike napravljene od pečene gline bojenom glazurom. U tehnici majolike izrađuju se ukrasni paneli, ramovi, pločice itd., kao i posuđe, pa čak i monumentalne skulpture. Proizvodi se premazuju slanom glazurom (kamena so NaCl i vodena para se ubacuju u ložište zagrejane peći

    Faience Faience (francuski faience, od imena italijanskog grada Faenza, gdje se faience proizvodio), keramički proizvodi (pločice za oblaganje, arhitektonski detalji, posuđe, umivaonici, itd.), koji imaju gustu, fino poroznu krhotinu (obično bijele) , prekriven prozirnom ili mutnom (prozirnom) glazurom Najviša kvaliteta zemljanog posuđa je Opak. Od porculana se razlikuje po većem sadržaju gline do 85%, većoj poroznosti, upijanju vode (do 20%) i manjoj mehaničkoj čvrstoći.

    Porcelan - plemenita keramika Porcelan (turski farfur, fağfur, od perzijskog faghfur) je vrsta keramike koja je neprobojna za vodu i gas. Proziran je u tankom sloju. Kada se lagano udari drvenim štapićem, proizvodi karakterističan visok, čist zvuk. Ovisno o obliku i debljini proizvoda, ton može biti različit. Porcelan se obično proizvodi pečenjem na visokoj temperaturi od fine mješavine kaolina, kvarca, feldspata i plastične gline.

    Gželski porculan Gžel je jedan od tradicionalnih ruskih centara za proizvodnju keramike.Suđe se pali, peče, pa se čitava proizvodnja naziva Zhgel, reč koja se pretvorila u Gžel zbog sposobnosti običnih ljudi da preuređuju suglasnike. Za podglazurno bojenje porculana koristi se kobalt oksid (Tenard blue): CoAl 2 O 4 x Al 2 O 3

    Savjeti za kolekcionare Kako razlikovati pravi kolekcionarski porculan od lažnog? U pravilu, na dnu porculanskih proizvoda nalazi se proizvodna oznaka, pomoću koje se može utvrditi vrijeme i mjesto njihovog nastanka. Ove marke su najčešće rađene vatrootpornim bojama (plava, mangan ili crna). Na drugoj keramici znak je uklesan ili utisnut.


    Na temu: metodološke izrade, prezentacije i bilješke

    PROGRAM FAKULTETNOG KURSA DEKORATIVNE I PRIMIJENJENE UMETNOSTI „SLIKARSTVO NA DRVO, KERAMIKU, STAKLO, TKANINE“ (za učenike 11-16 godina) NASTAVNIK likovne kulture MBOU Srednja škola br. 96, KRASNODAR Zuba Svetlana Viktorovna.

    Program fakultativnog predmeta dekorativne i primijenjene umjetnosti „Slika na drvetu, keramici, staklu, tkanini“ izrađen je na osnovu Državnog obrazovnog standarda, sastavljenog u skladu sa...

    Čas likovne kulture "Grčka keramika" 5. razred.

    Čas "Grčka keramika" održava se u završnoj fazi teme "Dekorativna umjetnost antičke Grčke".Uvodi se u stilove i teme slikanja starogrčkih vaza....

    Okvirni sat iz likovne kulture u 5. razredu srednje škole i istorije likovne umjetnosti u 1. razredu Dječije umjetničke škole i Dječije umjetničke škole "Osobine antičke grčke keramike".

    Ciljevi: Obrazovni: Upoznavanje učenika sa umjetničkom kulturom antičke Grčke kroz glavne vrste, forme i ukrase antičke grčke keramike. ...

    Slajd 2

    Istorijski gledano, keramika se podrazumijevala kao proizvodi i materijali dobiveni od gline i njihovih mješavina s mineralnim dodacima. Kasnije, kako bi se glinenim proizvodima dala tvrdoća, otpornost na vodu i vatru, počelo se široko koristiti pečenje. Riječ "keramika" došla nam je iz starogrčkog jezika (keramos - pečena glina, keramika - grnčarska umjetnost).

    Slajd 3

    Kako tehnički napredak napreduje, formira se klasa tehničke keramike. Koncept "keramike" počinje da dobija šire značenje: pored tradicionalnih materijala napravljenih od gline, sada uključuje materijale dobijene od čistih oksida, karbida, nitrida itd. Najvažnije komponente moderne tehničke keramike su aluminijum oksidi, cirkonijum oksidi, silicijum, bor, aluminijum nitridi, silicijum i bor karbidi itd.

    Slajd 4

    Prednosti i izgledi keramike izuzetna raznolikost svojstava u odnosu na druge vrste materijala dostupnost sirovina nizak energetski intenzitet tehnologije ekološka prihvatljivost proizvodnje biološka kompatibilnost Glavni proizvođači keramike su SAD i Japan (38 odnosno 48%). SAD dominira u polju strukturalne keramike. U Japanu se, uz proizvodnju strukturalne keramike, dinamično razvija i oblast funkcionalne keramike.

    Slajd 5

    Definicija "keramike"

    Keramika je polikristalni materijal i proizvodi od njih koji se sastoje od jedinjenja nemetala III–VI grupa periodnog sistema sa metalima ili međusobno i dobijeni kalupovanjem i pečenjem odgovarajućih sirovina. Polazne sirovine mogu biti ili tvari prirodnog porijekla (silikati, gline, kvarc, itd.) ili one dobivene umjetno (čisti oksidi, karbidi, nitridi itd.).

    Slajd 6

    Klasifikacija keramike prema hemijskom sastavu

    1. Oksidna keramika. Ovi materijali se sastoje od čistih oksida Al2O3, SiO2, ZrO2, MgO, CaO, BeO, ThO2, TiO2, UO2, oksida rijetkih zemnih metala, njihovih mehaničkih smjesa (ZrO2-Al2O3 itd.), čvrstih otopina (ZrO2-Y2O3, ZrO2 -MgO itd.), hemijska jedinjenja (mulit 3Al2O32SiO2 itd.) 2. Keramika bez oksida. Ovu klasu čine materijali na bazi karbida, nitrida, borida, silicida, fosfida, arsenida i halkogenida (osim oksida) prelaznih metala i nemetala grupa III–VI periodnog sistema.

    Slajd 7

    Klasifikacija keramike prema namjeni

    1. Građevinska keramika. 2. Tanka keramika. 3. Kemijski otporna keramika. 4. Vatrostalni materijali. 5. Tehnička keramika.

    Slajd 8

    Klasifikacija tehničke keramike

    1. Strukturalna keramika 2. Instrumentalna keramika 3. Elektro-radio keramika 4. Keramika sa posebnim svojstvima

    Slajd 9

    Druge klasifikacije tehničke keramike

    Tradicionalna nova viskozna nanokeramika

    Slajd 10

    Struktura keramike

    Kristalna faza - hemijska jedinjenja, čvrsti rastvori, intersticijske faze. Amorfna faza je oksid koji stvara staklo SiO2. Zatvorene pore su one koje ne komuniciraju sa okolinom. Otvorene pore – komunikacija sa okolinom.

    Slajd 11

    Pokazatelji poroznosti i gustine keramike

    1. Prava (teorijska) gustina i, g/cm3 – gustina neporoznog materijala. 2. Prividna gustina k, g/cm3 – gustina materijala koji sadrži pore. 3. Relativna gustina  = (k/i)100% . 4. Prava poroznost Pi = (Vk-Vi)/Vk)100% = (1- k/i) 100%, – ukupan volumen svih pora. 5. Prividna (otvorena) poroznost Pk = (Vot/Vk) 100% – zapremina otvorenih pora ispunjenih vodom tokom ključanja.

    Slajd 12

    Mehaničke karakteristike keramike

    Tipičan   dijagram za keramiku kada se testira do ~ 1000S

    Slajd 13

    com, bend, HV, H, HRA, K1s, E, G Weibullova formula Ryshkevich formula – zavisnost čvrstoće od poroznosti, n=4...7 Youngov modul Hookeov modul Poissonov omjer

    Slajd 14

    Predavanje 2

    Termomehanička, termofizička i termička svojstva keramike

    Slajd 15

    Termomehaničke karakteristike keramike

    Kratkotrajna čvrstoća na radnoj temperaturi Temperatura deformacije pod opterećenjem Puzanje

    Slajd 16

    Šema za određivanje temperature deformacije keramike pod opterećenjem Granična radna temperatura tnr

    Slajd 17

    Uslovna granica puzanja je napon koji uzrokuje, tokom određenog vremena ispitivanja na datoj temperaturi, određeno izduženje uzorka (ukupno ili zaostalo) ili specificiranu brzinu puzanja u ravnom dijelu krivulje puzanja.

    Slajd 18

    Primarna kriva puzanja: n – izduženje pod opterećenjem; p – puno (elastično + zaostalo) izduženje na zakrivljenom presjeku); s – ukupno (elastično + zaostalo) izduženje tokom testa; u – elastično izduženje; o – zaostalo izduženje.

    Slajd 19

    Određivanje uslovne granice puzanja keramike; testiran je niz uzoraka na tset i 1-3; prosječna vrijednost c, o i d/d određena je u dijelu II za svaki , dijagrami  -  ili  - d/d su nacrtani između u sekciji II u logaritamskom koordinatnom sistemu, koristeći ove dijagrame, pronaći granicu puzanja 0,2, ne manje od tri t, konstruisati dijagram 0,2 - t

    Slajd 20

    Termofizička svojstva

    Toplotni kapacitet Toplotna provodljivost Toplotna difuzivnost Toplotna ekspanzija Veoma su važni jer odrediti toplinsku otpornost keramike.

    Slajd 21

    Toplotni kapacitet keramike

    Cv=dE/dT Iznad D odgovara Dulong-Petitovom pravilu Cv=n3R: - za dvoatomske kristale Cv = 6R50 J/molK (MgO) - za triatomske – 9R75 J/molK (ZrO2) ) - za pentaatomske – 15R 125 J/molK (Al2O3)

    Slajd 22

    Slajd 23

    Toplotna provodljivost keramike

    dQ/dt = -  dT/dx U oksidnoj keramici ima fononsku prirodu: f = (1/3) Cvvf lf U keramici bez oksida kao što su karbidi i nitridi prelaznih metala, zajedno sa fononskom toplotnom provodljivošću, elektronskom toplotom provodljivost je takođe značajna: e = (1/ 3) Sve ve le, gde je Sve= Sat.e ne/zNa toplotni kapacitet jedinice zapremine elektronskog gasa, Sat.e= 3R/2, ve je brzina elektrona sa energijom blizu kEF

    Slajd 24

    Ovisnost toplinske provodljivosti od temperature za većinu keramike Odnos između toplinske provodljivosti keramike i njene poroznosti. n=1,5-2 Na primjer, sa poroznošću od 0,5  smanjuje se za 4 puta

    Slajd 25

    Karakteristike termičke ekspanzije keramike Pravo TELE Prosječno TELE linearno širenje za keramiku

    Slajd 26

    Termička svojstva

    Otpornost na vatru je sposobnost da izdrži visoke temperature bez topljenja. Određuje se temperaturom na koju pada piroskop. Najvažnije svojstvo vatrostalnih materijala

    Slajd 27

    Otpornost na toplinu je sposobnost keramike da izdrži temperaturne fluktuacije bez urušavanja tokom rada. Metode vrednovanja - T= (1-)v/cE Za vatrostalne materijale koristi se direktna metoda za određivanje toplotne otpornosti: zagrevanje kraja cigle na 850C i 1300C, nakon čega sledi hlađenje. u tekućoj vodi. Toplotna otpornost se procjenjuje brojem toplinskih ciklusa dok proizvod ne izgubi 20% svoje težine zbog uništenja. Gubitak mehaničke čvrstoće tokom termičkog ciklusa Do granične vrijednosti T pri kojoj se uzorak uništava

    Slajd 28

    Termičko starenje keramike Povećanje veličine zrna materijala zbog procesa rekristalizacije tokom rada proizvoda na visokim temperaturama. Veličina zrna može doseći stotine mikrona, zbog čega se karakteristike čvrstoće keramike naglo smanjuju. Rast veličine zrna određuje se formulom gdje je D0 početna veličina zrna, Q je energija aktivacije rekristalizacije, n=const (za okside n=1/3),  vrijeme zadržavanja na temperaturi T,h.

    Slajd 29

    Predavanje 3

    Elektrofizička, hemijska svojstva keramike

    Slajd 30

    Elektrofizička svojstva keramike: dielektrična konstanta , temperaturni koeficijent dielektrične konstante TK, - specifična zapremina i površinski otpor v i s, - dielektrični gubici tg, - električna čvrstoća ili probojni napon Upr.

    Slajd 31

    Dielektrična konstanta Odnos naelektrisanja Q i kapacitivnosti C na pločama kondenzatora prilikom zamjene ploča iz datog dielektrika vakuumom. Qm – naelektrisanje kondenzatora sa dielektričnom pločom; Qv je naelektrisanje kondenzatora sa vakuumom. Ova promjena u električnom kapacitetu kondenzatora nastaje kao rezultat fenomena polarizacije dielektrika. +++++++++++++++ +++++++++++++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Keramička obloga

    Slajd 32

    Elektronska polarizacija je elastično pomicanje centra gravitacije i deformacija negativno nabijenog elektronskog oblaka pod utjecajem električnog polja. Jonska polarizacija je relativno pomicanje elastično vezanih jona različitih naboja. Ova vrsta polarizacije svojstvena je svim vrstama keramike koja sadrži kristalne tvari jonske strukture. Jonska polarizacija se također javlja trenutno. Ako povratak elektrona ili jona zahtijeva bilo koji primjetan vremenski period, tj. relaksacija se javlja tokom vremena, onda se pravi razlika između polarizacije elektrona i jona. Spontana polarizacija je orijentacija električnih momenata usmjerenih u odnosu na vanjsko električno polje, nasumično lociranih u pojedinačnim područjima kristala (domenima) prije primjene električnog polja. U većini oksidnih, silikatnih i aluminosilikatnih keramičkih materijala,  je 6-12. Međutim,  neke keramike dostiže i nekoliko hiljada (na primjer, BaTiO3).

    Slajd 33

    Temperaturni koeficijent dielektrične konstante TK. Najveću vrijednost ima keramika s niskim TK, jer osigurava temperaturnu stabilnost električnih kola koja uključuju keramički dielektrik.

    Slajd 34

    Najveću vrijednost ima keramika s niskim TK, jer osigurava temperaturnu stabilnost električnih kola koja uključuju keramički dielektrik.

    Slajd 35

    Specifični volumen i otpor površine vi i s I I S n l d

    Slajd 36

    Električna provodljivost keramike gdje je  specifična električna provodljivost, q naboj nosioca u kulonima; n je broj nosača po jedinici zapremine, =v/E je pokretljivost nosilaca naboja, cm2/(sV) U velikoj većini slučajeva, električna provodljivost keramike je jonske prirode. Joni staklaste faze su pokretljiviji od jona kristalne faze. Oni su glavni izvor električne provodljivosti. Joni alkalnih metala, posebno Na+ i Li+, imaju veliku pokretljivost. Stoga bi u elektroizolacionoj keramici sadržaj alkalnih oksida trebao biti minimalan.

    Slajd 37

    Zavisnost električne provodljivosti i električnog otpora oksidne keramike od temperature gdje su 0, 0 vrijednosti električne provodljivosti i volumetrijskog otpora na 0°C;  – temperaturni koeficijent. S povećanjem temperature, električna provodljivost oksidne keramike raste, jer se pokretljivost iona povećava kao rezultat zagrijavanja.

    Slajd 38

    Dielektrični gubici Kada je keramički materijal izložen električnom polju, apsorbuje se određena količina električne energije. Ova energija koja se troši na rad pomicanja strukturnih elemenata kristalne rešetke naziva se dielektrični gubici. Dielektrični gubici su praćeni zagrijavanjem keramike, u nekim slučajevima značajnim. Dielektrični gubici se procjenjuju kutom dielektričnog gubitka ili tangom ovog ugla. Ugao dielektričnog gubitka  je ugao koji dopunjuje do 90° ugao pomaka faze  između struje i napona u kapacitivnom kolu.

    Slajd 39

    U I j jr ja   Kao rezultat kapacitivnog i aktivnog otpora, keramički kondenzator apsorbira energiju. Apsorbirana snaga će biti Q = UIcos. U idealnom dielektriku =90°, cos90°=0, dakle, Q=0. U stvarnim dielektricima  = (90°-). cos(90°-) =sin. Tada je Q = UIsin. Za male  sintg. Dakle, Q = UItg i tg = I/U = ja/jr Ova vrijednost (tg ) se koristi za procjenu dielektričnih gubitaka. Dielektrični gubici u keramičkim dielektricima sastoje se od troškova energije za: električnu provodljivost, polarizaciju i ionizaciju plinovite faze.

    Slajd 40

    Dielektrični gubici povezani sa električnom provodljivošću od kraja do kraja mogu se izračunati pomoću formule tg = (l.81012)/(f), gdje je  dielektrična konstanta; f – frekvencija;  – otpornost. Dielektrični gubici uzrokovani polarizacijom su najznačajniji kod lako polariziranih vrsta keramike koje imaju relaksirajuću polarizaciju. Ovi gubici su posebno značajni kod feroelektrične keramike, koju karakteriše spontana polarizacija. Izvor gubitaka je i gasna faza, za čiju jonizaciju je potrebna određena količina energije. Najmanje dielektrične gubitke ima keramika sa čvrsto zbijenom kristalnom strukturom i minimalnim sadržajem staklaste faze.

    Slajd 41

    Električna čvrstoća keramike

    Sposobnost izdržati djelovanje električnog polja. Karakteriziraju ga probojni napon i probojni napon. Napon proboja vam omogućava da uporedite svojstva različitih materijala: Epr = Unp/h, gdje je Unp probojni napon, h je debljina ispitnog uzorka. Do raspada keramičkog materijala u poljima visokog intenziteta može doći električnim ili termičkim slomom. Električni kvar je elektronske prirode - stvara se lavina elektrona i materijal gubi svoju električnu izolacijsku sposobnost. Toplotni slom je rezultat naglog porasta temperature, praćenog lokalnim topljenjem keramike pod utjecajem povećane vodljivosti i dielektričnih gubitaka.

    Slajd 42

    Otpornost keramike na zračenje

    Sposobnost održavanja svojstava pod uticajem određene doze jonizujućeg zračenja (fluks -kvanta i neutrona). Procjenjuje se integralnom dozom zračenja, koja ne dovodi do promjene svojstava keramike u određenim granicama, kao i brzinom doze zračenja. Integralna doza zračenja je proizvod neutronskog fluksa i vremena zračenja (n/cm2). Snaga zračenja je veličina neutronskog fluksa koji prolazi kroz jediničnu površinu ozračene keramike u jedinici vremena n/(cm2s). Neutroni se prema svojoj energiji dijele na toplotne (s energijom od 0,025 do 1 eV), srednje (s energijom od 1 do nekoliko hiljada eV) i brze (sa energijom većom od 100 keV).

    Slajd 43

    Neutroni stupaju u interakciju s keramikom kroz mehanizam raspršenja ili hvatanja. Postoji elastično raspršivanje neutrona, praćeno samo gubitkom kinetičke energije, i neelastično, praćeno raspadom jezgra uz emisiju sekundarnog neutrona i formiranje stabilnog radioaktivnog jezgra trzanja i emisiju gama kvanta. Hvatanje neutrona uzrokuje raspad jezgra i praćeno je emisijom sekundarnih neutrona, protona, - i -čestica i nuklearnih fragmenata, te stvaranjem novih izotopa. Disperziju i hvatanje karakteriziraju poprečni presjek "presjek raspršenja" i "presjek hvatanja", koji izražavaju vjerovatnoću date nuklearne reakcije. Poprečni presjek ima dimenziju površine i izražava se u štalama (1 štala = 10-24cm2).

    Slajd 44

    Kako se poprečni presjek smanjuje, vjerovatnoća reakcije se smanjuje.

    Slajd 45

    Promene svojstava keramike sa integralnim fluksom zračenja od 1020 n/cm2 ekspanzija kristalne rešetke za 0,1-0,3% smanjenje gustine za 0,2-0,5%, povećanje poroznosti faznih prelaza toplotna provodljivost nekih vrsta keramike opada za za red veličine, toplotni otpor smanjuje koeficijent linearne ekspanzije povećanja za 110-6 K-1 zbog prekida međukristalnih veza, javlja se čvrstoća i tvrdoća, povećavaju se dielektrični gubici, dielektrična konstanta i probojni napon se malo mijenjaju. može doći do brojnih hemijskih reakcija, praćenih oslobađanjem gasova (CO, CO2, H2O, O2, He)

    Slajd 46

    Hemijska svojstva keramike

    Najčešći slučajevi hemijske interakcije između keramike i drugih supstanci su: interakcija sa kiselinama i alkalijama - korozija u rastvorima. interakcija sa talinama, često metalom - korozija u talinama. interakcija sa gasovima – gasna korozija.

    Slajd 47

    Korozija u rastvorima Proučavanje otpornosti keramike na koroziju u različitim rastvorima kiselina i lužina neophodno je da bi se procenila mogućnost proizvodnje od nje delova hemijske opreme, pumpi za pumpanje kiselina, ležajeva koji rade u agresivnim sredinama itd. Za procjenu trajnosti, gubitak mase keramičkog uzorka obično se izračunava nakon što se drži u otopini date koncentracije. Često se uzorak drži u ključaloj otopini. Dozvoljeni gubitak težine tokom određenog vremena za keramiku otpornu na kiseline ne bi trebao biti veći od 2-3%.

    Slajd 48

    Korozija u talinama Prilikom topljenja metala u loncima od oksidne keramike može se obnoviti. Keramika bez oksida se također koristi za izradu dijelova koji rade u kontaktu s rastopljenim metalima. Pravilo za odabir oksida materijala za lončić je: toplina njegovog nastanka mora biti veća od topline stvaranja oksida metala koji se topi. Kada keramika bez oksida stupi u interakciju s rastopljenim metalima, dolazi do stvaranja kemijskih spojeva, međuprostornih faza i intermetalnih spojeva. Korozija keramike u talini određuje se mikroskopskim, hemijskim i faznim metodama analize, koje omogućavaju određivanje prisutnosti i količine proizvoda interakcije.

    Slajd 49

    Gasna korozija U toku rada keramika mora biti otporna na dejstvo gasovitih halogena, sumpor-dioksida, azotnih oksida, raznih ugljovodonika itd. Ako sastav keramike uključuje elemente sa promenljivom valentnošću, tada su u određenim uslovima gasne sredine moguće redoks reakcije sa stvaranjem više topljivih jedinjenja. Efekti plinova su posebno pojačani u vlažnim sredinama i na povišenim temperaturama. Otpornost keramike na plinovite agense ovisi o kemijskom i faznom sastavu.

    Slajd 50

    Oksidna keramika nije podložna oksidaciji. Keramika bez oksida oksidira kada se zagrije na zraku do visokih temperatura. U realnim uslovima rada proizvoda od bezoksidne keramike u motorima, procesu oksidacije se dodaje korozivni efekat produkata sagorevanja goriva koji sadrže Na, S, V. Oksidaciona sposobnost SO2 je približno 15 puta veća od vazduha. Na2SO4 i V2O5 koji nastaju tokom sagorevanja goriva su veoma korozivni. Međutim, oksidacija keramike u nekim slučajevima dovodi do povećanja njene čvrstoće.

    Slajd 51

    Zbog prilično visoke otpornosti keramike na koroziju, teško je procijeniti stupanj njenog korozionog oštećenja promjenama u masi uzoraka, dubini prodiranja korozije, broju mjesta korozije itd., kao što je to učinjeno za metale. Stoga se učinak korozije keramike procjenjuje promjenama njenih mehaničkih karakteristika. Još uvijek postoji veliki broj slučajeva kada keramika ulazi u jednu ili drugu reakciju s materijalima u kontaktu. Na primjer, interakcija keramike sa rastopljenim staklom tokom topljenja, šljake, raznih taljenja soli itd. Ovakva raznovrsnost mogućnosti kemijske interakcije keramike s drugim medijima ne omogućava stvaranje jedinstvene metodologije za procjenu kemijske stabilnosti. keramike.

    Slajd 52

    Tradicionalna upotreba keramike

    građevinska keramika vatrostalni materijali kemijski otporna keramika fina keramika

    Slajd 53

    Sirovine tradicionalne keramike

    glinoviti materijali – gline i kaolini, neplastični materijali – kvarc, feldspat, kreda i dr. Gline su mješavina glinenih minerala, kaolin je monomineralna glina. Najčešći minerali gline su kaolinit Al2O32SiO22H2O, montmorilonit Al2O34SiO2Na2OnH2O, hidrolit (ilit) K2OMgO4Al2O32SiO2. Može se vidjeti da su minerali gline aluminosilikati, u nekim slučajevima koji sadrže okside alkalnih i zemnoalkalnih metala.

    Slajd 54

    Svi minerali gline imaju slojevitu strukturu sličnu onoj liskuna. Kada se glina pomiješa s vodom, ova potonja ulazi u međuslojne prostore minerala gline, a njegovi slojevi se mogu pomicati jedan u odnosu na drugi duž vodenog filma i fiksirati u novom položaju. Ova sposobnost minerala objašnjava najvažniju osobinu gline - njenu plastičnost.

    Slajd 55

    Neplastični materijali se dijele na takozvane razrjeđivače, fluksove, organske i specijalne aditive. Sredstva za razrjeđivanje su dizajnirana da smanje plastičnost gline. Mogu biti prirodni - kvarc, kvarcni pijesak i umjetni - šamot (pečena mljevena glina). Fluidi se koriste za smanjenje temperature sinterovanja i povećanje gustine sinterovanog materijala. Najčešći fluksovi su feldspati, koji su aluminosilikati koji sadrže okside alkalnih i zemnoalkalnih metala. Organski aditivi služe za aktiviranje procesa sinterovanja, kao i za dobijanje porozne strukture, a specijalni aditivi se koriste za postizanje navedenih fizičko-hemijskih karakteristika materijala.

    Slajd 56

    Građevinska keramika - zid - fasada - keramika za proizvode za podzemne komunikacije keramička punila Zidni materijali uključuju prije svega ciglu. Za njegovu proizvodnju koriste se niskotopljive gline: hidroliska sa primesama kaolinita, montmorilonita, hematita itd. Fasadna keramika - fasadna cigla, fasadne pločice se izrađuju uglavnom od vatrostalnih glina (sa prevlašću kaolinita) i nekih niskotopljivih glina. .

    Slajd 57

    Visoka otpornost na koroziju keramike omogućava korištenje proizvoda izrađenih od nje za polaganje podzemnih komunikacija. Takvi proizvodi uključuju drenažne i kanalizacijske cijevi. Odvodne cijevi se koriste za izgradnju drenažne mreže. Za njihovu proizvodnju koriste se gline niske topljivosti, slične onima koje se koriste u proizvodnji opeke. Keramičke kanalizacijske cijevi moraju biti guste i otporne na kemikalije. Glavne sirovine za njihovu proizvodnju su vatrostalne ili vatrostalne gline, kao i mješavine raznih glina. Keramička punila uključuju ekspandiranu glinu - granulirani ekspandirani materijal koji ima strukturu smrznute pjene na lomu. Ekspandirana glina se proizvodi od hidroliskuna uz dodatak željezne rude, uglja, treseta i lož ulja. Glavna svrha aditiva je da povećaju svojstva bubrenja gline tokom procesa pečenja.

    Slajd 58

    Fina keramika Podijeljena na porculan i zemljano posuđe. Porcelan se pravi od fine mješavine kaolina i šamotne gline (20–65%), kvarca (9–40%) i feldspata (18–52%). Struktura porcelana: staklena faza (do 60%) kristalna faza - mulit 3Al2O32SiO2 (do 25%). Poroznost je 3–5%. Porculanski proizvodi su obično glazirani. Porculan se koristi za proizvodnju hemijski otpornog posuđa i električnih izolatora za različite namene (električni porculan).

    Slajd 59

    Zemljano posuđe se od porculana razlikuje po većoj poroznosti (do 14%), niskim fizičkim i mehaničkim karakteristikama, te je stoga njegova primjena u tehnologiji ograničena. Strukturu fajanse predstavljaju zrnca dehidrirane glinene materije i kvarca, cementirana malom količinom staklaste faze, koja nastaje interakcijom fluksa sa glinom, kaolinom i kvarcom. Od fajansa izrađuju se proizvodi za domaćinstvo, sanitarne i tehničke svrhe, kao i obložne pločice.

    Slajd 60

    Vatrostalni materijali Materijali i proizvodi koji podnose mehaničke i fizičko-hemijske uticaje na visokim temperaturama i koriste se za polaganje različitih grejnih jedinica. Vrste vatrostalnih materijala: silicijum aluminosilikat magnezijum Silicijumski vatrostalni materijali uključuju silicijum dioksid i kvarcnu keramiku. Glavna komponenta u njima je silicijum SiO2.

    Slajd 61

    Dinas sadrži najmanje 93% SiO2 u obliku tridimita (do 70%) ili kristobalita. Dinas se dobija od kvarcita, rjeđe od kvarcnog pijeska. Otpornost na vatru do 1710–1730°C, visoka otpornost na toplotu, otpornost na kisele taline. Koristi se za polaganje svodova i zidova ložišta i staklenih peći. Kvarc keramika je bijeli amorfni materijal koji se sastoji od sinteriranih zrna kvarcnog stakla, ima otpornost na vatru do 2200°C (kratkoročno), izuzetno visoku otpornost na toplinu (t preko 1000°C) zbog niskog LCTE. Koristi se kao vatrostalni materijal u metalurgiji i staklarskoj industriji. Kao tehnička keramika - u raketnoj tehnologiji za izradu antenskih radara.

    Slajd 62

    Aluminosilikatni vatrostalni materijali se proizvode na bazi dvokomponentnog sistema Al2O3-SiO2. Glavne vrste: šamotni i visoko-aluminijski šamotni vatrostalni materijali sadrže 28-45% Al2O3. Izrađuje se od vatrostalnih glina i kaolina i šamota (40-85%). Imaju otpornost na vatru od 1580-1750°C i koriste se za polaganje većine jedinica za grijanje. Vatrostalni materijal sa visokim sadržajem glinice sadrži više od 45% Al2O3. Kao rezultat, ovi materijali imaju povećana fizička i mehanička svojstva i otpornost na vatru do 2000°C. Proizvodi sa visokim sadržajem glinice koriste se za polaganje visokih peći.

    Slajd 63

    Magnezitni vatrostalni materijali se dijele na magnezit i dolomit. Magnezitni vatrostalni materijali se sastoje od minerala periklaza MgO. Njihova otpornost na vatru prelazi 2000°C. Koristi se u industriji čelika. Sirovina za njihovu proizvodnju je magnezit MgCO3. Dolomitni vatrostalni materijali se proizvode sinterovanjem mješavine dolomita CaCO3MgCO3 i kvarcita. Imaju otpornost na vatru do 1780°C, odlikuju se dugim vijekom trajanja i koriste se za polaganje ložišta i rotacionih peći.

    Slajd 64

    Opća shema tradicionalne tehnologije keramike Dobivanje sirovina Formiranje proizvoda Sušenje Pečenje (sinterovanje)

    Slajd 65

    Dobijanje i priprema polaznih materijala Tradicionalna tehnologija keramike koristi prirodne sirovine (gline, feldspat, pijesak) podvrgnute odgovarajućoj preradi. Obrada uključuje mljevenje i miješanje komponenti. Glineni materijali se prerađuju u mašinama za rezanje gline, suše i potom usitnjavaju u dezintegratorima. Otpad i naplavljeno drvo se usitnjavaju u drobilicama, loptastim i vibracionim mlinovima. Nakon mljevenja, praškovi se prosijavaju kako bi se dobile željene frakcije. Komponente punjenja moraju biti temeljno izmiješane i imati potreban stupanj vlage.

    Slajd 66

    Kalupljenje Koristi se metoda polusuhog presovanja i metode oblikovanja plastičnih masa. Prešanje se vrši na presama različitih izvedbi u metalnim kalupima ili na instalacijama za hidrostatičko prešanje. U prvom slučaju postiže se visoka produktivnost procesa, u drugom - mogućnost dobivanja ravnomjerno gustih proizvoda složenih konfiguracija. Polusuho prešanje koristi se u tehnologiji vatrostalnih materijala, zidne keramike i elektroporculana.

    Slajd 67

    Plastično oblikovanje je najčešće u tradicionalnoj keramičkoj tehnologiji. Metode oblikovanja plastike: ekstruzija (ekstruzija), štancanje i tokarenje. U svim metodama sirovina sadrži vodu u količini od 30-50 vol. %. Ekstruzija se vrši na kontinuiranim prešama kroz profilne usnike. Ova metoda se koristi u proizvodnji cigle, cijevi, kao i nekih proizvoda od tehničke keramike (šipke, cijevi). Štancanje se koristi za proizvodnju proizvoda točnijih dimenzija i dobre površine. Na taj način se formiraju vatrostalne i kiselootporne cigle. Metoda tokarenja koristi se u proizvodnji porculana i zemljanog posuđa.

    Slajd 68

    U proizvodnji tradicionalne keramike važna operacija je sušenje lijevanih proizvoda, jer sadrže značajnu količinu privremenog veziva (do 25%). Sušenje se odvija u tunelskim sušarama sa rashladnom tečnošću vazduha, gasa ili para-vazduh. Sadržaj vlage nakon sušenja ne prelazi 1-3%. Vrijeme sušenja, ovisno o vrsti proizvoda, može biti od 6 minuta do nekoliko dana.

    Slajd 69

    Pečenje je odlučujuća operacija u keramičkoj tehnologiji. U toku pečenja se dešavaju sledeći procesi: - sinterovanje presovanih čestica - skupljanje ili rast proizvoda - polimorfne transformacije - hemijske reakcije - formiranje stakla - kristalizacija Pokretačka snaga za sinterovanje je višak površinske energije na interfejsu sistema praha. Razlikuju se sljedeće vrste sinterovanja: tečna faza i čvrsta faza.

    Slajd 70

    Prilikom sinterovanja u čvrstoj fazi dolazi do prijenosa tvari zbog difuzije defekata kristalne rešetke, uglavnom slobodnih mjesta. Kontura kontaktnog mjesta čestica je izvor slobodnih mjesta zbog njihove povećane koncentracije, a sama kontaktna površina i konveksne površine čestica su ponor. Glavni znakovi sinteriranja keramike su povećanje gustoće i mehaničke čvrstoće proizvoda. Kod sinterovanja u tečnoj fazi dolazi do zbijanja zbog sila površinskog napona nastale tekuće faze.

    Slajd 71

    Model čvrstofaznog sinterovanja čestica x y

    Slajd 72

    Model sinterovanja čestica u tečnoj fazi x y Tečna faza ne rastvara čvrstu materiju Tečna faza otapa čvrstu materiju. f. TV f. TV f. TV f. TV f. i. f.

    Slajd 73

    Tehnička keramika

    Klasa tehničke keramike objedinjuje veliki broj keramičkih materijala koji se razlikuju i po hemijskom sastavu i po namjeni. Istovremeno, postoje karakteristike zajedničke za svu tehničku keramiku, koje je suštinski razlikuju od tradicionalnih vrsta keramike: 1. Upotreba uglavnom, a za neke vrste keramike isključivo, sintetizovanih sirovina (prašaka). 2. Primena novih tehnologija (PM, HIP, GP, GIP itd.) Svojstva tehničke keramike presudno zavise od tehnologije dobijanja sirovina, zbijanja i sinterovanja proizvoda. Dakle, materijali istog hemijskog sastava, ali dobijeni različitim metodama, mogu imati kvalitativno različite nivoe fizičko-hemijskih i mehaničkih karakteristika i široku lepezu primene.

    Slajd 74

    Keramika na bazi silikata i aluminosilikata

    Osnova su dvostruki ili trostruki silikati ili aluminosilikati sistema MgO-Al2O3-SiO2. U ovom sistemu postoje četiri takva jedinjenja: 1. ZAl2O3 2SiO2 - mulit, 2. MgO SiO2 - klinoenstatit, 3. 2MgO SiO2 - forsterit, 4. MgO 2Al2O3 5SiO2 - kordierit. Keramika se prema tome naziva: mulit, mulit-korund, klinoenstatit (steatit), forsterit, kordierit.

    Slajd 75

    Mulit i mulit-korundna keramika (visoka glinica)

    Osnova je mulit ZAl2O3 2SiO2 i korund α-Al2O3 Sadržaj α-Al2O3 je od 45 do 100%. 3 grupe: mulit-silikatni (45-70% Al2O3). 2. Mulit-korund (70-95% Al2O3). 3. Korund (95-100% Al2O3).

    Slajd 76

    Tehnologija keramike visoke glinice

    Sirovine: - minerali andaluzit, kijanit, kaolin, - aditivi tehničke glinice i elektrokorunda. Mulit-silika keramika se dobija od prirodnih sirovina bez obogaćivanja Al2O3. Za dobivanje mulitne i mulit-korundne keramike potrebna je preliminarna sinteza mulita u obliku briketa ili sintera. Pravi se razlika između sinteze: primarnog mulita transformacijom kaolinita ili drugih minerala gline na t1200°C. Ovaj mulit čini većinu keramike. sekundarna interakcija mulita uvedenog Al2O3 sa silicijumom koji se oslobađa pri zagrevanju na t = 1300–1600°C. Nemoguće je razlikovati ove vrste mulita u pečenom proizvodu.

    Slajd 77

    Sinterovani mulit se melje u kugličnim mlinovima, nakon čega slijede operacije formiranja proizvoda: livenje plastike, vruće brizganje, prešanje. Nakon toga slijedi sinteriranje oblikovanih proizvoda na temperaturi od 1350-1450°C. Da bi se smanjila temperatura sinterovanja mase, obično se unose aditivi u obliku mermera, dolomita, magnezita, talka, barijum karbonata i drugih supstanci. Prilikom proizvodnje mulit-korundne keramike, 10-15% prethodno spaljene glinice mora se dodati punjenju, vrši se mokro mljevenje, zatim kalupljenje i sinteriranje.

    Slajd 78

    Svojstva i primjena keramike s visokim sadržajem glinice

    Mehanička svojstva sinterirane keramike sa visokim sadržajem glinice povećavaju se s povećanjem sadržaja Al2O3 i kristalnih faza. savijanje200MPa, E250GPa, HV=1000-2000.  mulit-silikatna keramika 5,5-6,5, mulit-korund 6,5-9, korund 10,5-12 v zavisi od faznog sastava keramike i količine i sastava staklaste faze, raste sa povećanjem sadržaja Al2O3. tg raste sa povećanjem sadržaja staklaste faze. Epr=30-35kW/mm. Glavne primjene: - vakuumska tehnika, - izolatori za svjećice motora sa unutrašnjim sagorijevanjem, - dijelovi električne i radio opreme.

    Slajd 79

    Klinoenstatitna keramika

    Baza je magnezijum metasilikat MgO·SiO2 – klinoenstatit. Sirovina je mineral talk - hidratisani magnezijum silikat. Guste varijante talka nazivaju se steatit. Stoga se klinoenstatitna keramika često naziva steatit ili jednostavno steatit. Klinoenstatit postoji u tri modifikacije: enstatit na 1100-1260°C nepovratno prelazi u protoenstatit; nakon hlađenja, protoenstatit na 800-1000°C prelazi u klinoenstatit. Kada je prijelaz protoenstatita u klinoenstatit nepotpun, dolazi do volumetrijskih promjena u keramici u proizvodima (do 6%), što dovodi do degradacije mehaničkih i električnih svojstava – dolazi do starenja steatita. Potrebno je povećati viskozitet staklaste faze koja inhibira rast kristala protoenstatita.

    Slajd 80

    Tehnologija, svojstva i primjena klinoenstatitne keramike

    dehidracija talka na 850–1300°C, miješanje i mokro mljevenje komponenti u kugličnim mlinovima, dehidracija mase na filter presi do vlažnosti 18–22%, izrada zareza na vakum presama, oblikovanje plastike: uključivanje strugovi, modeliranje u gipsanim kalupima, ekstruzija itd. Koriste se i suvo prešanje, štancanje i vruće livenje termoplastičnih klipova. sinterovanje na 1170–1340°C, u zavisnosti od sastava, u električnim pećima sa grejačima od silicijum karbida Ima nizak tg, visok Epr. Koristi se kao visokofrekventni dielektrik, izolator za električnu vakuumsku opremu i u visokonaponskoj tehnici.

    Slajd 81

    Forsterit i kordierit keramika

    Forsterit je keramika na bazi magnezijum ortosilikata 2MgO·SiO2 – forsterita. Prednost - zbog odsustva polimorfnih transformacija, nije podložan starenju. Keramika na bazi kordierita 2MgO·2Al2O3·5SiO2 naziva se kordierit. Sastav kordierita u mas.%: MgO-13,7; Al2O3-34.9; SiO2- 51.4. Sirovine - talk, vatrostalne gline, tehnička glinica. Proizvodi od forsterita i kordierita formiraju se vrućim lijevanjem, prešanjem, ekstruzijom i štancanjem. Temperatura sinterovanja za forsteritnu keramiku je 1220–1380°C, za kordieritnu keramiku - 1300–1410°C. Da bi se proširio opseg sinterovanja kordierita, preporučuje se uvođenje 2-4% oksida alkalnih metala.

    Slajd 82

    Svojstva i primjena forsterit i kordierit keramike

    Gusta sinterirana forsteritna keramika ima visoke elektrofizičke karakteristike. Zbog svog visokog koeficijenta linearne ekspanzije, forsterit keramika se koristi u električnoj vakuum tehnologiji kao izolator u kontaktu s metalima, uglavnom titanom. Sinterirana kordierit keramika ima vrlo nizak koeficijent toplinskog širenja i, kao rezultat, visoku otpornost na toplinu. To mu omogućava da se koristi za proizvodnju lučnih žlijezda u visokonaponskim prekidačima, kao i za proizvodnju posuđa otpornog na toplinu.

    Slajd 83

    Ostale vrste aluminosilikata i silikatne keramike

    Celsian keramika Osnova je barijum aluminosilikat BaO2·Al2O3·2SiO2 – Celsian. Celzijan kristališe u monoklinskom sistemu. Na temperaturama iznad 1100°C pretvara se u heksagonalnu modifikaciju. Tehnologija: - sinteza celzijana u briketu na t=1250-1300°C, mljevenje i mljevenje. - plastificiranje prahom, presovanje. - sinterovanje na t=1380-1400°C u blago oksidirajućim i neutralnim sredinama. Celsijska keramika ima nizak tg, visok v i nizak LCTE. Zahvaljujući ovim svojstvima, Celsian keramika se koristi za proizvodnju određenih radio komponenti.

    Slajd 84

    Litijumska keramika Osnovu čine litijum-aluminosilikati, uglavnom spodumen Li2O·Al2O3·4SiO2. Proizvodi se mogu proizvoditi gotovo svim metodama keramičke tehnologije. Temperatura za sintezu litijumske keramike i sinterovanje proizvoda je 1200-1250°C. Litijumska keramika ima nizak, a neki od njenih sastava imaju negativan LCTE do 700°C, što određuje njenu dobru otpornost na toplotu. Takođe, litijum keramika ima prilično visoka elektroizolaciona svojstva, zbog čega se koristi u proizvodnji određenih vrsta proizvoda za radiotehniku ​​koji rade u uslovima povišenih ili promenljivih temperatura, kao i drugih proizvoda, kao što su grejači vazduha, koji rade u uslovima naglih temperaturnih promena.

    Slajd 85

    Volastonitna keramika Osnova je prirodni mineral volastonit - kalcijum metasilikat CaO·SiO2. Tehnologija. - plastificiranje masa sa malom količinom gline i aditiva za fluksiranje. - pritiskom. - sinterovanje na t=1200–1300°C. Skupljanje je malo, što omogućava proizvodnju proizvoda preciznih dimenzija. Volastonitna keramika napravljena od čistih sorti prirodnog volastonita ima visok nivo električnih karakteristika i dobru otpornost na toplotu.

    Slajd 86

    Keramika na bazi Al2O3 Hemijsko jedinjenje sa jonsko-kovalentnim tipom veze u kristalnoj rešetki. Ima α-, β- i γ-modifikacije glinice, a α- i γ-Al2O3 su čisti aluminijum oksid, a β-modifikacija je spoj aluminijum oksida sa alkalijskim i zemnoalkalnim oksidima. U prirodi se samo α-Al2O3 nalazi u obliku minerala korunda, rubina i safira, koji kristališe u trigonalnom sistemu. Kubični γ- i heksagonalni β-Al2O3 su nestabilne modifikacije koje se, zagrijane iznad 1500°C, pretvaraju u α-Al2O3. Korund tehnička keramika je keramika koja sadrži više od 95% α-Al2O3. U literaturi postoje privatni nazivi za korundnu keramiku: glinica, korundiz, sinoksol, minalund, M-7, 22HS, mikrolit, safirit, polikor itd.

    Slajd 87

    Izvorni materijali 1. Alumina. Dobija se razlaganjem mineralnog boksita, koji je mješavina aluminijskih hidroksida, s otopinom kaustične alkalije da se formira natrijum aluminat, koji prelazi u otopinu. NaAlO2+2H2O=Al(OH)3+NaOH. Aluminijum hidroksid se kalcinira na temperaturi od 1150-1200°C. Kao rezultat, nastaje tehnički prah glinice. Dobijeni prahovi su sferični (sferulit) aglomerati kristala γ-Al2O3 veličine manje od 0,1 µm. Prosječna veličina sferolita je 40-70 µm. 2. Elektrotopljeni korund. Bijeli elektrokorund (corrax, alundum) se proizvodi topljenjem tehničke glinice u elektrolučnim pećima. Sadržaj α-Al2O3 u bijelom elektrokorundu je 98% ili više.

    Slajd 88

    Za dobijanje ultradisperznih prahova Al2O3, koji se koriste u tehnologiji konstrukcijske i instrumentalne keramike, široko su se raširile metode koprecipitacije hidroksida (COP) i plazma-hemijske sinteze (PCS). Suština SOG metode je otapanje soli aluminija, na primjer AlCl3, u otopini amonijaka i naknadno taloženje nastalih hidrata. Proces se izvodi na niskim temperaturama i dugim vremenima držanja. Nastali hidroksidi se suše i kalciniraju, što rezultira formiranjem praha Al2O3 veličine čestica od 10-100 nm. U PCS tehnologiji, vodeni rastvor Al(NO3)3 se dovodi u mlaznicu plazmatrona. U kapima rastvora nastaju ekstremno visoki temperaturni gradijenti i dolazi do veoma brzog procesa sinteze i kristalizacije Al2O3. Čestice praha imaju sferni oblik i veličinu od 0,1-1 μm.

    Slajd 89

    Al2O3 prah se prije oblikovanja kalcinira na temperaturi od 1500°C kako bi se dehidrirao i pretvorio u stabilnu i gušću α-modifikaciju. Zatim se glinica i elektrokorund usitnjavaju do čestica veličine 1-2 μm u kugličnim i vibracionim mlinovima. Prešanje proizvoda od korunda vrši se livenjem iz vodenih suspenzija, brizganjem, jednoosnim statičkim presovanjem, hidrostatičkim prešanjem, vrućim prešanjem. Aluminozni listići se ukapljuju i u kiselim i u alkalnim sredinama, a postoje određeni pH rasponi koji odgovaraju najvećoj tečnosti. Prije livenja, pripremljeni klizač se evakuiše pri zaostalom pritisku od 15-20 mm Hg. Proizvodi se lijevaju u gipsanim kalupima. Izliveni proizvodi se suše na sobnoj temperaturi. Lijevanje se koristi za formiranje proizvoda od korunda tankih stijenki složenih oblika koji ne doživljavaju značajno mehaničko naprezanje tijekom rada.

    Slajd 90

    Za izradu proizvoda od Al2O3 jednostavnog oblika, na primjer, čahure, rezni umetci, mlaznice, matrice, koristi se jednoosno statičko prešanje u metalnim kalupima. U tom slučaju prahu se dodaje plastifikator, najčešće guma, u količini od 1-2% tež. Metoda hidrostatičkog prešanja omogućava dobivanje velikih keramičkih tvorbi složenih oblika. Ujednačena distribucija gustine u kompaktu povoljno utiče na ujednačenost skupljanja tokom sinterovanja. Najtrajniji proizvodi od Al2O3 proizvode se vrućim prešanjem (HP) u grafitnim kalupima obloženim BN i vrućim izostatičkim presovanjem (HIP) u gasostatima. U tom slučaju, zbijanje praha u proizvod i sinteriranje se odvijaju istovremeno. Pritisak presovanja je 20–40 MPa, temperatura sinterovanja je 1200–1300°C. GP i GIP metode su tehnološki složene i energetski intenzivne.

    Slajd 91

    Sinterovanje korundne keramike u većini slučajeva je čvrstofazno. Temperatura sinterovanja zavisi od disperzije i aktivnosti početnih prahova, uslova sinterovanja i vrste i količine aditiva. Maksimalna veličina čestica praha Al2O3 ne smije prelaziti 3-5 µm. Temperatura sinterovanja je u rasponu od 1700-1850°C. Ultra- i nanodisperzni prah Al2O3, kao rezultat velike površinske energije i defektnosti, može se sinterovati do visoke gustine (0,95) na temperaturi od 1600°C. U mnogim slučajevima se u naboj korunda unose različiti aditivi. Dodatak TiO2 smanjuje temperaturu sinterovanja korunda na 1500-1550°C. U tom slučaju nastaje čvrsta otopina TiO2 u Al2O3, što uzrokuje izobličenje kristalne rešetke korunda, aktivno sinteriranje i rekristalizaciju. Dodatak 0,5–1% MgO inhibira rekristalizaciju: veličina sinterovanih keramičkih kristala ne prelazi 2–10 μm. Fino zrnasta struktura korunda uz dodatak MgO poboljšava mehanička svojstva korunda. Smanjenje temperature sinterovanja korunda sa uvođenjem MgO nije uočeno.

    Slajd 92

    Svojstva korundne keramike

    Slajd 93

    Tradicionalna područja primjene korundne keramike: vatrostalna, hemijska industrija, elektro i radiotehnika. Pojavom novih tehnologija za proizvodnju početnih prahova, kalupa i proizvoda za sinterovanje, područje primjene korundne keramike značajno se proširilo. Trenutno se keramika visoke čvrstoće na bazi Al2O3 koristi za proizvodnju konstrukcijskih proizvoda koji se koriste u mašinstvu, vazduhoplovstvu i svemirskoj tehnologiji. Korund je glavni materijal u tehnologiji mineralne keramike, koji se koristi za završnu obradu lijevanog željeza i nekih čelika. Osnova mineralne keramike je Al2O3 ili njegova mješavina sa karbidima, nitridima itd.

    Slajd 94

    Fizičko-mehanička svojstva instrumentalne keramike na bazi Al2O3

    Slajd 95

    Keramika na bazi cirkonijum dioksida Karakteristika cirkonijum dioksida je njegov polimorfizam. Čisti ZrO2 je u monoklinskoj fazi na sobnoj temperaturi i prolazi kroz fazne transformacije kada se zagrije. Prijelaz t-ZrO2↔c-ZrO2 je difuzijske prirode i igra vrlo važnu ulogu u proizvodnji takozvanog djelomično stabiliziranog cirkonij dioksida. Transformacija m-ZrO2↔t-ZrO2 odvija se prema martenzitnom mehanizmu i praćena je volumetrijskim promjenama od 5-9%. Stoga je nemoguće dobiti kompaktne proizvode od čistog ZrO2.

    Slajd 96

    Da bi se povećala stabilnost t-faze, u ZrO2 se unose aditivi stabilizatorskih oksida: MgO, CaO, Y2O3 Slika 5. Dijagram stanja sistema ZrO2-Y2O3: T0 – temperatura prijelaza m-ZrO2↔t-ZrO2

    Slajd 97

    Osim formiranja čvrstih otopina na bazi ZrO2, koristi se još jedna metoda za stabilizaciju visokotemperaturne modifikacije t-ZrO2 u tvrdoj korundskoj matrici.

    Slajd 98

    Učinak transformacijskog stvrdnjavanja cirkonijske keramike ostvaruje se kada sinterirani materijal sadrži čestice t-ZrO2 koje se mogu transformirati u m-ZrO2. Pukotine koje se pojavljuju tokom opterećenja šire se u materijalu sve dok se na njihovoj prednjoj strani ne pojave čestice t-ZrO2. Takva čestica, koja se nalazi u komprimiranom stanju (u korundnoj matrici) ili u koherentno vezanom stanju s matricom (ako c-ZrO2 prevladava u sastavu materijala), otporna je na t→m prijelaz čak i pri niskim temperaturama . Jednom u polju naprezanja na vrhu pukotine koja se širi, čestica prima energiju dovoljnu za transformaciju. Tako se energija pukotine koja se širi prelazi u energiju t→m prijelaza i katastrofalni rast pukotine se zaustavlja.

    Slajd 99

    Pukotina t-ZrO2 t-ZrO2→m-ZrO2 Matrix (-Al2O3, c-ZrO2 itd.) Šema transformacijskog očvršćavanja cirkonijumske keramike

    Slajd 100

    Glavne vrste konstrukcija cirkonijumske keramike: a – CSZ, b – ZTA, c – PSZ, d – TZP

    Slajd 101

    1. Stabilizirani cirkonij CSZ: kubična čvrsta otopina na bazi ZrO2. Za prodaju ovog materijala, količina aditiva MgO, CaO mora biti veća od 15-20 mol.%, Y2O3 - više od 10 mol.%. CSZ ima niske karakteristike čvrstoće: σ savijanje ne više od 250 MPa i K1s do 3 MPa/m0,5 i koristi se kao vatrostalni materijal, kao i u tehnologiji čvrstih elektrolita. 2. Keramika ojačana cirkonijum dioksidom ZTC (Zirconia Toughened Ceramic): dispergovane čestice t-ZrO2 su raspoređene u keramičkoj matrici i stabilizovane su tlačnim naponima. Tehnički najvažniji sastavi su Al2O3-ZrO2 (ZTA: Zirconia Toughened Alumina), koji se prvenstveno koriste kao alatni materijali. Optimalne mehaničke karakteristike postižu se sa sadržajem ZrO2 od oko 15 vol.%: σben do 1000 MPa i K1s do 7 MPa/m0,5.

    Slajd 102

    3. Djelomično stabilizirani cirkonij dioksid PSZ (Partially Stabilized Zirconia). Nastaje dodavanjem ZrO2 oksida Mg, Ca, Y itd. Tokom sinterovanja u području homogenosti kubične faze nastaju velika zrna c-ZrO2 (60 µm). Nakon žarenja, tetragonalne čestice se pojavljuju u dvofaznom području, koherentno povezane s kubičnom fazom. U sistemima ZrO2-MgO(CaO), veličina t-čestica bi trebala biti manja od 0,25 µm. Zapreminski sadržaj t-faze je oko 40%. PSZ ima K1c do 10MPa/m0,5 i σbend do 1500MPa. 4. Tetragonalni cirkonijum polikristali (TZP). Ovaj materijal se prodaje u sistemima ZrO2–Y2O3. Sinterovanje se dešava u području homogenosti t-faze, nakon čega slijedi gašenje. TZP ima σben do 2400 MPa sa K1s od oko 15 MPa/m0,5, a koristi se u proizvodnji proizvoda za konstrukcijske i instrumentalne svrhe.

    Slajd 103

    Tehnologija cirkonijumske keramike Prethodno mlevenje UDP za drobljenje mikrosfera. Formiranje praha ZrO2 jednoosnim statičkim presovanjem i presovanjem u hidrostatima pri pritisku od 400–600 MPa. Sinterovanje na temperaturi od 1500-2000°C, u zavisnosti od vrste i količine oksida stabilizatora. Toplinska obrada - žarenje na 1400–1500°C u cilju izolacije ojačavajućih dispergovanih inkluzija t-faze. Prilikom proizvodnje proizvoda od tetragonalnog ZrO2, stvrdnjavanje se koristi na temperaturi sinterovanja od 1600°C. Proizvodi od ZrO2 proizvedeni GP i HIP metodama imaju najviše karakteristike čvrstoće.

    Slajd 104

    Primjena cirkonijumske keramike Tradicionalno, keramika na bazi ZrO2 se koristila u metalurškoj industriji za izradu lonaca za topljenje metala. Cirkonijum keramika je danas jedan od najperspektivnijih keramičkih materijala za konstrukcijske i instrumentalne svrhe i koristi se u tehnologiji proizvodnje delova za gasne turbine i dizel motore, frikcionih jedinica, zaptivnih prstenova pumpi, elemenata zapornih ventila, mlaznica komore za raspršivanje, matrice za izvlačenje žice i alati za rezanje. Keramika na bazi ZrO2 se također koristi u medicini za izradu implantata u koštano tkivo.

    Slajd 105

    Tehnička keramika bez oksida Bezoksidna keramika je polikristalni materijal na bazi jedinjenja nemetala III–VI grupa periodnog sistema elemenata, isključujući kiseonik, zajedno sa prelaznim metalima koji imaju nedovršene elektronske slojeve. Na osnovu svoje kristalne strukture, keramika bez oksida formira dvije glavne klase: 1. Metalna keramika: spojevi gornjih nemetala sa prijelaznim metalima, koji imaju međuprostornu faznu strukturu. 2. Nemetalna keramika: spojevi B, C, N, Si, halkogeni (osim O) međusobno, kao i sa nekim prelaznim metalima. Imaju složenu kristalnu strukturu sa kovalentnim tipom međuatomske veze.

    Slajd 106

    Metalna keramika Karbidi i nitridi Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W. Uslov za formiranje intersticijske faze određen je Haggovim pravilom: rX:rMe

    Slajd 107

    Razlika između međuprostornih faza i čvrstih otopina je u tome što potonje nastaju pri znatno nižim koncentracijama ugljika i dušika, na primjer, ferita i austenita, i imaju metalnu kristalnu rešetku, dok intersticijske faze formiraju rešetku različitu od metalne. U tom smislu, faze inkorporacije se mogu smatrati vrstom hemijskog jedinjenja. Istovremeno, međuprostorne faze imaju široka područja homogenosti; na primjer, TiC može sadržavati od 20 do 50 mol%. ugljenik, što nije tipično za hemijska jedinjenja.

    Slajd 108

    Karbidi prijelaznih metala Najviše se koriste u industriji WC, TiC, TaC i ZrC. Interes za ove materijale je zbog njihove vrlo visoke tvrdoće (od 20 do 35 GPa), koju zadržavaju do temperatura iznad 1000°C. Razlozi visoke tvrdoće karbida: Metali koji formiraju karbide imaju veoma visoke tačke topljenja i niske su plastičnosti, tj. sile međuatomskih veza ovih metala su vrlo visoke. 2. Inhibicija dislokacija atomima ugljika i smanjenje plastičnosti. Na primjer, u fcc rešetki TiC i TaC atomi ugljika se nalaze paralelno sa (111) ravnima klizanja, u hcp rešetki WC - paralelno sa (001). Uz visoku tvrdoću, karbidi su prilično krti.

    Slajd 109

    Karbidi prelaznih metala ne postoje u prirodi, pa je prva faza u njihovoj tehnologiji sinteza. Karbidni prah se dobija ili direktnom sintezom ugljenika i metala prema formuli Me+C→MeC, ili redukcijom metala iz oksida uz istovremeno karbidizaciju. Druga metoda je poželjnija, jer oksidi odgovarajućih metala su mnogo jeftiniji od prahova čistih metala.

    Slajd 110

    Općenito, proces dobivanja karbidnih prahova odvija se prema sljedećoj shemi: oksidni prah odgovarajućeg metala se miješa sa čađom ili drobljenim koksom i zagrijava do temperature na kojoj dolazi do karbidizacije. Na primjer, za titanijum karbid proces se odvija prema reakciji: t=2100-2300°C TiO2+3C=TiC+2CO. Dobijeni prah se drobi, prosijava, miješa sa potrebnim komponentama, presuje u proizvode koji se sinteruju na odgovarajućim temperaturama.

    Slajd 111

    U svom čistom obliku, dotični karbidi nalaze vrlo ograničenu upotrebu. To je prvenstveno zbog tehnoloških problema u proizvodnji kompaktnih proizvoda; na primjer, za sinterovanje proizvoda od TiC, koji ima tačku tališta od 3200°C, potrebna je temperatura sinterovanja od najmanje 2500°C. Drugo, kao što je već napomenuto, čisti karbidi su vrlo krhki. Karbidi prelaznih metala se uglavnom koriste u proizvodnji alata kao deo tvrdih legura. Standardne vrste tvrdih legura izrađuju se na bazi karbida volframa, titanijuma i tantala. Kobalt, nikal i molibden se koriste kao veziva. Tvrde legure se proizvode metodom metalurgije praha sinterovanjem u tečnoj fazi.

    Slajd 112

    Slajd 113

    Tvrde legure bez volframa BVTS Oznaka: formirač karbida (B - volfram, T - titan, drugo slovo T - tantal), vezivo (K - kobalt). Maseni postotak veziva je posljednji broj. U dvokarbidnim i trokarbidnim legurama, broj u sredini označava maseni procenat titanijuma i tantal karbida. U BVTS, slika prikazuje ukupan maseni procenat Ni+Mo veziva.

    Slajd 114

    Tvrde legure se proizvode u obliku ploča: lemljene (zalijepljene), višestrane, matrice, matrice itd. Višestrane ploče se proizvode kako od standardnih vrsta tvrdih legura, tako i od istih legura sa jednoslojnim ili višeslojnim supertvrdim premazima od TiC-a. , TiN itd. Ploče sa premazima imaju povećanu trajnost. Oznaci ploča izrađenih od standardnih vrsta tvrdih legura obloženih titanovim nitridima dodaje se oznaka slova KIB (condensation ion bombardment coating method). Također, karbidi koji se razmatraju se široko koriste kao materijali za nanošenje premaza otpornih na koroziju i habanje na dijelove. Na primjer, TiC premazi se koriste za zaštitu površina opreme u kemijskoj industriji, a WC premazi se nanose na brodske propelerne osovine.

    Slajd 115

    Nitridi prijelaznih metala Od svih nitrida prijelaznih metala, TiN i ZrN se najviše koriste u tehnologiji. Baš kao i karbidi, nitridi imaju vrlo visoke tačke topljenja. Tvrdoća nitrida je nešto inferiornija od tvrdoće karbida; na primjer, ZrN ima mikrotvrdoću od oko 25 GPa. Razlog visoke tvrdoće nitrida, kao i karbida, je zbog strukturnih karakteristika međuprostornih faza. Nitridi su sintetičke supstance. Nitridni prahovi se dobijaju direktnom sintezom metala sa azotom nitriranjem metalnih prahova na odgovarajućim temperaturama: 2Me+N2→2MeN. Nitridi se takođe dobijaju reakcijom metala sa amonijakom i drugim metodama, uključujući taloženje pare.

    Slajd 116

    Nitridi prelaznih metala se uglavnom koriste kao aditivi specijalnim legurama, kao i materijali za nanošenje premaza otpornih na habanje. U proizvodnji alata veoma je rasprostranjena metoda ionsko-plazma raspršivanja TiN i (Zr,Hf)N prevlaka na različite rezne alate. ZrN se koristi za premazivanje elektroda svjećica motora s unutarnjim sagorijevanjem radi poboljšanja njihovih karakteristika. TiN i ZrN ploče se koriste u raketnoj tehnologiji za zaštitu tijela raketa i svemirskih letjelica.

    Slajd 117

    Nemetalna keramika bez oksida Nemetalna keramika bez oksida uključuje materijale na bazi borida ZrB2, CrB2, TiB2, karbida B4C, SiC i nekih prelaznih metala, nitrida BN, Si3N4, AlN, silicida, fosfida, arsenida i halkogenida oksidi). Keramika na bazi fosfida, arsenida i halkogenida nije razmatrana u predmetu zbog ograničene upotrebe u savremenom mašinstvu. Keramika koja najviše obećava za strukturnu primjenu je ona na bazi SiC, Si3N4 i AlN - spojeva s velikim udjelom kovalentnih veza, čije kristale karakteriziraju značajna Peierlsova naprezanja. U takvim kristalima kretanje dislokacija je otežano, pa ovi spojevi zadržavaju snagu do vrlo visokih temperatura.

    Slajd 118

    Najprikladnija je upotreba SiC, Si3N4 i AlN umjesto metala u mašinogradnji. To je zbog činjenice da će izrada protočnog dijela gasnoturbinskog motora (GTE) od keramike i povećanje njegove radne temperature na 1400°C i više povećati efikasnost sa 26 na 45%. Koristeći keramiku u dizel motoru, može se napraviti nehlađenim, smanjujući težinu i povećavajući efikasnost. Izvodljivost upotrebe keramike za konstrukciju motora objašnjava se ne samo njenom visokom otpornošću na toplinu, već i činjenicom da se zbog veće otpornosti na koroziju u odnosu na metale može koristiti gorivo niskog kvaliteta. Upotreba keramike za proizvodnju dijelova motora smanjuje njihovu cijenu, što je zbog niske cijene keramike u odnosu na Ni, Cr, Co, Nb itd.

    Slajd 119

    Keramika na bazi SiC Silicijum karbid (karborund) SiC je jedino jedinjenje silicijuma i ugljenika. Ovaj materijal je izuzetno rijedak u prirodi. Postoji u dvije modifikacije: politipska heksagonalna α-modifikacija (oko 20 struktura), kubna β. Prijelaz β-SiC→α-SiC se događa na približno 2100°C. Iznad 2600–2700°C α-SiC sublimira. Čisti SiC stehiometrijskog sastava je bezbojan. Kada je sadržaj silicija prekoračen, SiC postaje zelen, a ugljen crn. Svojstva SiC: Hμ do 45 GPa, σben do 700 MPa, Tr2000°S. Na sobnoj temperaturi destrukcija SiC je transgranularna i ima karakter cijepanja. Na 1050°C, priroda destrukcije postaje interkristalna.

    Slajd 120

    SiC je otporan na sve kiseline, osim na HF i HF+HNO3. SiC je manje otporan na alkalije. Utvrđeno je da SiC vlaži metali grupe gvožđa i mangan. U proizvodnji abrazivnih, vatrostalnih proizvoda i električnih grijača od SiC, polazni materijali su silicijum dioksid (kvarcni pijesak) i koks. Zagrevaju se na visoke temperature u električnim pećima, vršeći sintezu Achesonovom metodom: SiO2+3C=SiC+2CO2. Oko grijaćeg elementa (jezgra) nalazi se zona sintetiziranog proizvoda, a iza nje nalaze se zone kristala niske čistoće i neizreagiranih komponenti. Proizvodi dobijeni u peći se razdvajaju u ove zone, drobe, prerađuju i dobijaju kao prah silicijum karbida opšte namene. Nedostatak ovih SiC prahova je njihova velika kontaminacija nečistoćama.

    Slajd 121

    Za dobivanje strukturalne keramike potrebno je koristiti homogene, visoko dispergirane SiC prahove visoke čistoće, koji se dobivaju metodom sinteze: Originalni metalurški Si se drobi i melje, ispere od nečistoća u kiselini i melje. Sinteza SiC se vrši u reaktoru dovođenjem Si u posebne mlaznice, gas - propan: t>1100°C 3Si+C3H8=3SiC+4H2. Proizvodi od SiC-a se lijevaju prešanjem, ekstruzijom i brizganjem. Keramička tehnologija silicijum karbida obično koristi vruće prešanje, reakciju i aktivirano sinterovanje.

    Slajd 122

    GP metoda omogućava dobijanje keramike visoke čvrstoće na bazi SiC. Prešanje se obično vrši u kalupima od grafita ili bor nitrida pri pritiscima od 10-50 MPa i temperaturama od 1700-2000°C. GP omogućava dobijanje samo proizvoda prilično jednostavnih oblika i relativno malih veličina. Proizvodi složenih oblika visoke gustine proizvode se vrućim izostatskim prešanjem (HIP). Metoda aktiviranog sinterovanja omogućava da se SiC sinteruje do gustine od preko 90% zahvaljujući dodatcima B, C, Al, zbog formiranja difuzionog sloja na površini čestica.

    Slajd 123

    Metoda reakcionog sinterovanja omogućava da se proces izvede na nižim temperaturama i da se dobiju proizvodi složenih oblika. Da bi se dobio takozvani "samovezani" silicijum karbid, kompakti SiC i ugljenika se sinteruju u prisustvu silicijuma. U tom slučaju nastaje sekundarni SiC i SiC se rekristalizira kroz talog silicija. Kao rezultat, formiraju se neporozni materijali koji sadrže 5-15% slobodnog silicija u matrici od silicijum karbida. Reakciono sinterovanje je ekonomičan proces zbog upotrebe jeftine termičke opreme, temperatura sinterovanja je smanjena sa uobičajenih 1600–2000°C na 1100–1300°C.

    Slajd 124

    Metoda reakcionog sinterovanja koristi se u proizvodnji grijaćih elemenata od silicijum karbida. SiC je termistor, odnosno mijenja otpor pod utjecajem temperature. Crni SiC ima visoku otpornost na sobnoj temperaturi i negativan temperaturni koeficijent otpornosti. Zeleni SiC ima nizak početni otpor i blago negativan temperaturni koeficijent, koji postaje pozitivan na temperaturama od 500-800°C. Grijači elementi od silicijum karbida (SCH) su obično šipka ili cijev koja ima srednji radni dio s relativno visokim električnim otporom („vruća“ zona) i izlazne („hladne“) krajeve sa nižim električnim otporom koji se ne zagrijavaju tokom rad peći.

    Slajd 125

    Industrija proizvodi dvije vrste grijaćih elemenata od SiC: 1. Karborund. Imaju radnu šipku i dva odvojena kraća kontaktna izvoda u obliku karborundskih šipki impregniranih metalom. 2. Silit. Grijači sa zadebljanim izlaznim krajevima (manžete). Kompozitni karborundski grijači se formiraju od krupnozrnog zelenog SiC praha sa dodatkom čađe (1,5%) i tekućeg stakla, a zatim se peče u zatrpavanju mješavine uglja i pijeska na temperaturi od oko 2000°C. Grijač je prethodno premazan provodljivom pastom koja se sastoji od koksa, grafita i kvarcnog pijeska. Proizvod se sinteruje direktnim elektrotermalnim zagrevanjem u specijalnim pećima propuštanjem struje od 80-100 AV kroz radni komad u trajanju od 40-50 minuta.

    Slajd 126

    Silitni grijači se ekstrudiraju iz mješavine sitnozrnog SiC, čađe (20%) i fenol-formaldehidne smole. Radni dio i manžetne se formiraju odvojeno. Sastav dijela manžetne je dizajniran za visoku provodljivost i sadrži oko 40% Si. Kada se silitni grijači sinteruju, ugljenik i silicijum prisutni u masi se pretvaraju u „sekundarni“ SiC kroz mehanizam reakcionog sinterovanja. Kao zasipanje koristi se mješavina mljevenog pijeska, petrolej koksa i silicijum karbida. Ova mešavina, na temperaturi od 1800–2000°C, oslobađa pare silicijuma i CO, koji prodiru u radni predmet i reaguju sa čvrstim Si i C. Istovremeno, sekundarni silicijum karbid se sintetiše reakcijom silicijuma sadržanog u punjenju. sa ugljenikom.

    Slajd 127

    Materijali na bazi SiC počeli su se koristiti mnogo ranije od materijala na bazi Si3N4, AlN, B4C i BN. Već 20-ih godina korišćeni su vatrostalni materijali od silicijum karbida sa vezivom silicijum dioksida (90% SiC + 10% SiO2), a 50-ih godina pravljene su raketne mlaznice od silicijum karbida sa vezivom silicijum nitrida (75% SiC + 25% Si3N4 ). Trenutno se keramika na bazi silicijum karbida koristi za proizvodnju zaptivnih prstenova za pumpe, kompresore, miksere, ležajeve i čahure vratila, ventile za doziranje i kontrolu korozivnih i abrazivnih medija, delova motora i metalnih cjevovoda za tekuće metale. Razvijeni su novi kompozitni materijali sa matricom od silicijum karbida.

    Pogledajte sve slajdove