Esitys aiheesta "keramiikka". Keramiikan ilmestymisen historia Keramiikan sähkölujuus

Keramiikan tyypit. Hienokeramiikka erotetaan rakenteesta riippuen karkeasta. - Hienokeramiikan päätyypit ovat posliini, puoliposliini, keramiikka, majolika. - Karkean keramiikan päätyyppi on keramiikka. Posliinissa on tiheä sintrattu valkoisen värinen sirpale (joskus sinertävä), jonka veden imeytyminen on alhainen (jopa 0,2 %), koputettuna se tuottaa korkean melodisen äänen ja voi olla läpikuultava ohuina kerroksina. Glaze ei peitä helmen reunaa tai posliinikappaleen pohjaa. Posliinin raaka-aineita ovat kaoliini, hiekka, maasälpä ja muut lisäaineet. Fajanssissa on huokoinen valkoinen, kellertävä sävyinen sirpale, sirpaleen huokoisuus on 9 - 12%. Suuren huokoisuuden vuoksi keramiikkatuotteet peitetään kokonaan värittömällä lasiteella, jolla on alhainen lämmönkestävyys. Keramiikkaa käytetään päivittäiseen käyttöön tarkoitettujen astioiden valmistukseen. Keramiikkatuotannon raaka-aineina ovat valkoiseksi palavat savet, joihin on lisätty liitua ja kvartsihiekkaa. Puoliposliini on ominaisuuksiltaan posliinin ja saviastioiden välissä, astia on valkoinen, veden imeytyminen 3 - 5%, sitä käytetään astioiden valmistuksessa. Majolikalla on huokoinen sirpale, veden imeytyminen noin 15 %, tuotteissa on sileä pinta, kiilto, ohuet seinät, värillisillä lasiteilla peitetty ja koristeellisia kohokuvioita. Valuta käytetään majolican valmistukseen. Raaka-aineet - valkoiseksi palava savi (faience majolica) tai punaiseksi palava savi (keramiikkamajolika), sulate, liitu, kvartsihiekka. Keramiikkakeramiikassa on punaruskea sirpale (käytetään punaista palavaa savea), korkea huokoisuus ja veden imeytyminen jopa 18 %. Tuotteet voidaan peittää värittömillä lasiteilla tai maalata värillisillä savimaaleilla - engobeilla.

Dia 8 esityksestä "Moderni koristeellinen näyttelytaide"

Mitat: 720 x 540 pikseliä, muoto: .jpg. Voit ladata dian ilmaiseksi käytettäväksi luokassa napsauttamalla kuvaa hiiren kakkospainikkeella ja valitsemalla "Tallenna kuva nimellä...". Voit ladata koko esityksen ”Modern Decorative Exhibition Art.ppt” 2893 kt:n zip-arkistossa.

Lataa esitys

"Kulttuurin aikakaudet" - pohjoinen renessanssi. Post-impressionismi. Maailman kulttuurin aikakaudet. Modernismi. Renessanssi. Surrealismi. Dadaismi. Vanguard. Uusklassismi. Romantiikka. Manerismi. Korkea renessanssi. Barokki. Rokokoo. Kulttuurikaudet. Varhainen renessanssi. Impressionismi. Aikakaudet. Kubismi.

"Maisemataide" - Vasilievka (N.V. Gogolin tila). Pelaa arkkitehdin roolia ja luo upea veistos. Dmitri Sergeevich Likhachev. Korkea kaarisilta. Äiti Maa. Luolat (keinotekoiset luolat). Kasvihuoneita yhdistävä portaikko. Mihailovskoje (A. S. Pushkinin tila) Jasnaja Poljana (L. N. Tolstoin tila). Tuoksuvia kasveja.

"Veden tila" - Aivazovskin yhdeksäs aalto. Kevättulva. A.S. Yesenin. I. Bunin. Sulaa. Hiljaa liukua pitkin lasia ja vaeltaa, Aivan kuin etsisit jotain hauskaa... Ontto vesi raivoaa, Melu on sekä tylsää että venyvää. Kuka ajaa sinut pois: onko se kohtalon päätös? N.K. Roerich. Testata. Aikainen lumi. Veden aggregoitumisen kiinteä tila. KUTEN. Pushkin.

"Saksan ja Alankomaiden arkkitehtuuri ja maalaus" - Albrecht Durer. Saksalaisten mestareiden maalauksia. Saksa. Saksan ja Alankomaiden arkkitehtuuri ja maalaus. Frans Hals. Skandinavia. Arkkitehtuuri. Saksalaisten mestareiden maalauksia. Saksan arkkitehtuuri. Hollantilaisten mestareiden maalauksia. Pyhän Bavon kirkon alttarin maalaus. Neljä ratsumiestä. hollantilainen maalaus.

Dia 2

• Termi "keramiikka" tulee kreikan sanasta "keramos", joka tarkoittaa savea.
• Keraamiset tuotteet ovat savesta valmistettuja tuotteita, joissa on erilaisia ​​lisäaineita ja jotka poltetaan kivitilaan.
• Muinaisista ajoista nykypäivään keraamiset tuotteet ovat olleet yksi johtavista paikoista kaikkien maailman kansojen koriste- ja taideteollisuudessa.

Dia 3

• Keraamisten laattojen valmistuksen teknologinen järjestelmä sisältää seuraavat päävaiheet:

1. Liukan valmistelu;
2. Tuotteen muovaus;
3. Kuivaus;
4. Lasitteen ja lasituksen valmistus (emalointi);
5. Palaa.

• Keraamisten massojen raaka-aineet jaetaan muoviin (savet ja kaoliinit) ja ei-muoviin. Samotin ja kvartsin lisäykset vähentävät tuotteen kutistumista ja halkeilun todennäköisyyttä muovausvaiheessa. Lyijyä ja booraksia käytetään lasinmuodostajina.

Dia 4

• Slipin valmistelu tapahtuu kolmessa vaiheessa:
  • Ensimmäinen vaihe: maasälpän ja hiekan jauhaminen (hionta kestää 10-12 tuntia);
  • Ensimmäisessä vaiheessa lisätään savea;
  • Kaoliini lisätään toiseen vaiheeseen. Valmis liuska kaadetaan astioihin ja vanhennetaan.
• Kuljetus raaka-ainevarastosta tapahtuu kuormaajalla vastaanottobunkkereihin. Sieltä se lähetetään kuljetinta pitkin joko kuulamyllyyn (jauhatus) tai turboliuottimiin (saven ja kaoliinin liuottamiseen)

Dia 5

Dia 6

• Keramiikkatyö on ollut tunnettua ammoisista ajoista lähtien. Savi oli kaikkialla käsillä oleva materiaali, jonka rikkaat muoviset ja taiteelliset mahdollisuudet houkuttelivat ihmisiä jo muinaisina aikoina. Savi on erittäin helppo käsitellä, siitä voi veistää mitä tahansa.

Dia 7

• Rakenteesta riippuen erotetaan hienokeramiikka (lasimaiset tai hienorakeiset sirpaleet) ja karkeakeramiikka (karkearakeiset sirpaleet). Hienokeramiikan päätyypit ovat posliini, puoliposliini, fajanssi, majolika. Karkean keramiikan päätyyppi on keramiikka.

Dia 8

• Posliinimaljakko kiinalaisen Qing-dynastian (XVII-XIX vuosisadat) posliinikokoelmasta Kunstkamerassa (Pietari).

Dia 9

Dia 10

Dia 11

Dia 12

Egyptiläinen jumalatar Tawaret fajanssista

Dia 13

Dia 14

majolika

Dia 15

Dia 16

Dia 17

keramiikka

Dia 18

Dia 19

• KERAAMINEN URNA - esimerkki maya-keramiikkataiteesta.
• Työskentely savenvalajan pyörällä. Kuva keraamisilla laatoilla.

Dia 20

• Sementtiä käytetään laajalti rakentamisessa - yksi keramiikkatyypeistä, jonka raaka-aineita ovat savi ja veteen sekoitettu kalkkikivi.

Dia 21

Kotimaisten keraamisten laattojen historia

• Venäjällä keraamiset laatat ilmestyivät 800-luvulla kristinuskon myötä. Pakanakaudella kiveä ja puuta käytettiin pääasiassa rakennusmateriaaleina.

3 Keraamiset seinämateriaalit ja tuotteet Keraaminen tiili ja kivi (GOST "Keraamiset tiili ja kivi")

5 Tuotteen vahvuuden mukaan valmistetaan seuraavat arvosanat: 75,100,125,150,175,200,250,300. Tuotteen lujuuden mukaan valmistetaan seuraavat arvosanat: 75,100,125,150,175,200,250,300. Pakkaskestävyyden mukaan laatuluokille: F15, 25, 35 ja 50. Pakkaskestävyyden mukaan luokille: F15, 25, 35 ja 50. Kiinteillä tiileillä veden imeytymisen tulee olla vähintään 8 %, onttojen tuotteiden osalta vähintään 6 %. Kiinteiden tiilien veden imeytymisen tulee olla vähintään 8%, onttojen tuotteiden vähintään 6%, vakiopainoon kuivattujen tiilien massa ei saa ylittää 4,3 kg ja kivien - 16 kg. Vakiopainoon kuivattujen tiilien paino ei saa ylittää 4,3 kg ja kivien - 16 kg. Valmistajan ja kuluttajan välisellä sopimuksella, joka näkyy toimitussopimuksessa, on sallittua valmistaa suurennettuja kiviä, joiden paino on yli 16 kg. Valmistajan ja kuluttajan välisellä sopimuksella, joka näkyy toimitussopimuksessa, on sallittua valmistaa suurennettuja kiviä, joiden paino on yli 16 kg. Tiilen tiheys kuivassa on 1600...1900 kg/m 3 ja lämmönjohtavuus 0,71...0,82 W/(m·ºС). Tiilen tiheys kuivassa on 1600...1900 kg/m 3 ja lämmönjohtavuus 0,71...0,82 W/(m·ºС). Tiili K-O 100/15GOST Tiili K-O 100/15GOST

6 Keraamiset verhousmateriaalit (GOST "Keraamiset tiilet ja kivet") keraamiset verhousmateriaalit rakennusten ja rakenteiden ulkoverhoukseen keraamiset verhousmateriaalit rakennusten ja rakenteiden ulkoverhoukseen keraamiset tuotteet seinien ja lattialaattojen sisäverhoukseen keraamiset tuotteet seinien ja lattialaattojen sisäverhoukseen

7 Keraamiset verhousmateriaalit rakennusten ja rakennelmien rakenteiden ulkoverhoukseen Rakennusten ja rakenteiden ulkoverhousmateriaaleja ovat: päällystiili, päällystiili, isokokoiset päällyslaatat, suurikokoiset päällyslaatat, arkkitehtoniset yksityiskohdat (terrakotta). arkkitehtoniset yksityiskohdat (terrakotta).

8 Päällystiili Päällystiilien lujuusluokat ovat samat kuin tavallisten tiilen; Päällystiilien lujuusluokat ovat samat kuin tavallisten tiilien; Pakkaskestävyyden tulee olla vähintään F25. Pakkaskestävyyden tulee olla vähintään F25. Päällystiili on koristeltu angoboimalla ja kaksikerroksisella muovauksella. Näillä menetelmillä voidaan säästää niukkoja valkoiseksi palavia savea ja pigmenttejä. Pintatiili on koristeltu angoboimalla ja kaksikerroksisella muovauksella. Näillä menetelmillä voidaan säästää niukkoja valkoiseksi palavia savea ja pigmenttejä. Lasitettu tiili on erityisen koristeellinen. Glaze antaa sinun saada kaikki värisävyt ja säilyttää niiden kirkkauden pitkään; se tuskin likaantuu. Lasitettu tiili on erityisen koristeellinen. Glaze antaa sinun saada kaikki värisävyt ja säilyttää niiden kirkkauden pitkään; se tuskin likaantuu. Tällaisen viimeistelyn kestävyys on kymmeniä ja satoja vuosia. Tällaisen viimeistelyn kestävyys on kymmeniä ja satoja vuosia.

9

10 Isokokoiset päällyslaatat Keraamiset laatat ja laatat: Matto-mosaiikkilaatat ja keraamiset julkisivulaatat. GOST: Keraamiset julkisivulaatat ja niistä tehdyt matot. Tekniset tiedot

11 Suuret keraamiset laatat Mitat 500 x 500 mm - 600 x 1200 mm, paksuus 10 mm asti, niissä on tiivis, täysin sintrattu sirpale ja erittäin alhainen veden imeytyminen (alle 1 %). Mitat 500 x 500 mm - 600 x 1200 mm, paksuus 10 mm asti, niissä on tiheä, täysin sintrattu sirpale, jolla on erittäin alhainen veden imeytyminen (alle 1 %). Laatat poltetaan 1300 °C:n lämpötiloissa. Tällä tavalla saadut laatat muistuttavat kivimateriaalia ja niille on ominaista korkea pakkasen- ja kulutuskestävyys. Laatat poltetaan jopa 1300 °C:n lämpötiloissa. Tällä tavalla saadut laatat muistuttavat kivimateriaalia ja niille on ominaista korkea pakkasen- ja kulutuskestävyys. Laattojen pinta voi olla mattapintainen tai kiillotettu eri väreissä, usein graniittia muistuttavalla rakenteella. Tästä syystä ja niiden korkeiden fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa vuoksi tällaisia ​​laattoja kutsutaan posliinikivitavaraksi. Laattojen pinta voi olla mattapintainen tai kiillotettu eri väreissä, usein graniittia muistuttavalla rakenteella. Tästä syystä ja niiden korkeiden fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa vuoksi tällaisia ​​laattoja kutsutaan posliinikivitavaraksi.

12 Klinkkerilaattoja käytetään julkisivupaneelien valmistuksessa. Valmistettu tulenkestävästä savesta polttamalla, kunnes se on täysin sintrattu. Siinä on vähän klinkkeriä. Julkisivupaneelien valmistuksessa käytetään laattoja. Valmistettu tulenkestävästä savesta polttamalla, kunnes se on täysin sintrattu, sillä on alhainen vedenimukyky (2...6%), vedenimukyky (2...6%), korkea puristuslujuus (MPa) ja pakkaskestävyys vähintään F100. korkea puristuslujuus (MPa) ja pakkaskestävyys vähintään F100. Paneelin pohja on valmistettu jäykästä polyuretaanivaahdosta ja keraamisista laatoista (klinkkeri). . Seuraavaksi polyuretaanivaahto kovettuu. Polyuretaanivaahto kaadetaan matriisiin, jossa klinkkerilaatat sijaitsevat. Seuraavaksi polyuretaanivaahto kovettuu.

13 Terrakotta Terrakotta (latinan sanasta terrakotta, poltettu maa) ovat suurikokoisia pintatuotteita laattojen, pylväiden osien, levynauhojen ja muiden arkkitehtonisten yksityiskohtien muodossa. Terrakotta (latinan sanasta terrakotta, poltettu maa) on suurikokoinen pintatuote laattojen, pylväiden osien, levynauhojen ja muiden arkkitehtonisten yksityiskohtien muodossa. Terrakotta on erittäin kestävä ja koristeellinen päällystysmateriaali, ominaisuuksiltaan hieman luonnonkiveä huonompi, mutta paljon vähemmän työvoimavaltainen valmistaa. Terrakotta on erittäin kestävä ja koristeellinen päällystysmateriaali, ominaisuuksiltaan hieman luonnonkiveä huonompi, mutta paljon vähemmän työvoimavaltainen valmistaa. Lujuusluokka on vähintään 100, pakkaskestävyys vähintään F50. Lujuusluokka on vähintään 100, pakkaskestävyys vähintään F50.

15 Sisäverhouslaattoja valmistetaan eri kokoisina. Laattojen lisäksi valmistetaan muotoiltuja elementtejä: friisejä, kulmia, reunuksia jne. Lattialaattojen tulee olla korkea kulutuskestävyys ja minimaalinen veden imeytyminen. Näissä laatoissa ei ole juuri lainkaan huokosia ja ne ovat käytännössä vedenpitäviä. Standardin mukaan niiden vedenabsorptio ei saa olla yli 4 % (yleensä se on enintään %). Laattojen koot: pienimmistä (23 x 23 mm) mosaiikkilaatoista keskikokoisiin laattoihin (300 x 300 mm). Julkisten rakennusten, kauppakeskusten, näyttelyhallien jne. lattioissa käytetään suurikokoisia (jopa 600 x 600 mm) posliinikivilaattoja.

17 Saniteettikeramiikka Saniteettituotteet: pesualtaat, wc:t, bideet, vesisäiliöt jne. valmistetaan pääasiassa valkoiseksi palavista keramiikka- tai puoliposliinimassoista. Tuotteet muodostetaan valamalla kipsimuotteihin. Muotiista poistamisen jälkeen palat kuivataan, lasitetaan ja poltetaan. Saniteettituotteissa tulee olla oikean muotoinen, tasainen, sileä ja puhdas pinta, tasaisesti peitetty lasiteella. Niitä käytetään keittiöiden, saniteettitilojen ja erikoistilojen (laboratoriot, kampaamot jne.) varustukseen.

18 Keraamiset kattomateriaalit Laatat kattomateriaalina ovat lujia, kestäviä ja tulenkestäviä. Siitä valmistettu katto ei vaadi säännöllisiä korjauksia. Kattomateriaalina tiilet ovat vahvoja, kestäviä ja tulenkestäviä. Siitä valmistettu katto ei vaadi säännöllisiä korjauksia. Tiilikaton haittoja ovat sen suuri massa, tarve asentaa merkittäviä rinteitä vedenpoistoon ja myös rakentamisen korkea työvoimaintensiteetti. Laattoja käytetään matalassa maaseuturakentamisessa. Tiilikaton haittoja ovat sen suuri massa, tarve asentaa merkittäviä rinteitä vedenpoistoon ja myös rakentamisen korkea työvoimaintensiteetti. Laattoja käytetään matalassa maaseuturakentamisessa.

19

20 Viemäri- ja viemäriputket Viemäriputket valmistetaan tulenkestävästä tai tulenkestävästä savesta. Putket muodostetaan yhdessä hylsyn kanssa putkipuristimiin. Kuivumisen jälkeen putkien sisä- ja ulkopinnoille levitetään lasite ja poltetaan. Ohuen lasikerroksen läsnäolo määrittää putkien vedenpitävyyden ja korkean happojen ja emästen kestävyyden. Viemäriputkia valmistetaan mm sisähalkaisijalla ja pituudella. Keraamisten putkien korkea kemikaalinkestävyys mahdollistaa niiden laajan käytön alkaleja ja happoja sisältävien teollisuusvesien tyhjentämiseen. Viemäriputket on valmistettu tulenkestävästä tai tulenkestävästä savesta. Putket muodostetaan yhdessä hylsyn kanssa putkipuristimiin. Kuivumisen jälkeen putkien sisä- ja ulkopinnoille levitetään lasite ja poltetaan. Ohuen lasikerroksen läsnäolo määrittää putkien vedenpitävyyden ja korkean happojen ja emästen kestävyyden. Viemäriputkia valmistetaan mm sisähalkaisijalla ja pituudella. Keraamisten putkien korkea kemikaalinkestävyys mahdollistaa niiden laajan käytön emäksiä ja happoja sisältävien teollisuusvesien tyhjentämiseen. Viemäriputket valmistetaan erittäin muovisesta savesta, paksuuden läpi suodattuvista sileistä lasittamattomista tuotteista sekä lasitetuista holkeilla ja rei'ityksillä. Ne on suunniteltu poistamaan sade ja pohjavesi perustuksista; liiallisen kosteuspitoisuuden omaavien alueiden kuivaus; kuivien alueiden kastelu. kunnostustyöt Viemäriputket valmistetaan erittäin muovisesta savesta, paksuuden läpi suodattuvista sileistä lasittamattomista tuotteista sekä lasitetuista, joissa on koloja ja rei'itys. Ne on suunniteltu poistamaan sade ja pohjavesi perustuksista; liiallisen kosteuspitoisuuden omaavien alueiden kuivaus; kuivien alueiden kastelu. kunnostustyöt

22 Paisutettu savi on kevyttä huokoista materiaalia, jonka solurakenne on soraa, harvemmin murskattua, saatu polttamalla matalassa lämpötilassa sulavia savikiviä, jotka voivat turvota nopeasti kuumennettaessa °C:seen. Vaahdotusaineet ovat kaasuja, joita vapautuu erilaisten raaka-aineen sisältämien aineiden hajoamisen aikana. Saviraaka-aineiden turpoamisominaisuuksia voidaan parantaa lisäämällä raaka-aineseokseen hienoksi jauhettua hiiltä, ​​sahanpurua, irtonaista rautamalmia, rikkikiisua jne. Paisutettu savi on soran muodossa olevaa kevyttä huokoista materiaalia. harvemmin murskeena, joka saadaan polttamalla matalassa lämpötilassa sulavia savikiviä, jotka voivat turvota kuumennettaessa nopeasti °C:seen. Vaahdotusaineet ovat kaasuja, joita vapautuu erilaisten raaka-aineen sisältämien aineiden hajoamisen aikana. Saviraaka-aineiden paisumista voidaan lisätä lisäämällä raaka-aineseokseen hienoksi jauhettua hiiltä, ​​sahanpurua, irtonaista rautamalmia, rikkikiisua jne. Agloporiitti on sintraamalla saatu huokoinen palamateriaali - saven kyky tiivistyä polton aikana. Kivimäisen sirpaleen muodostumista kutsutaan saviraaka-aineiden ja kivihiilen seoksesta rakeiden sintrautumiseksi (agglomeraatioksi). Agloporiitti on huokoinen palamateriaali, joka saadaan sintraamalla - saven kykyä tiivistyä polton aikana ja muodostaa kivimäinen sirpale kutsutaan saviraaka-aineiden seoksesta hiilen kanssa olevien rakeiden sintrautumiseksi (agglomeroitumiseksi).

Jos haluat käyttää esityksen esikatselua, luo Google-tili ja kirjaudu sisään siihen: https://accounts.google.com

Dian kuvatekstit:

Paimentar ja nuohoaja

Keramiikka taidetta

Mitä on keramiikka... Keramiikka (kreikaksi κέραμος - savi, keramiikka) - tuotteet epäorgaanisista materiaaleista: savesta, maasälpästä ja kvartsista, valmistettu korkeassa lämpötilassa ja jäähdyttämällä. Savimineraali – kaoliniitti: Al 2 O 3 x 2SiO 2 x 2H 2 O

Savimateriaalien käyttö Rakennusmateriaalien hankinta - laatat, tiilet Sementin valmistus Pigmenttien (okra, umbra) saaminen värillisistä savesta Oli osansa kirjoittamisen kehittämisessä. Muinaiset ihmiset kirjoittivat piktogrammeja savitauluihin Astioiden valmistus: kattiloita, lautasia, kannuja jne. Taidemonumenttien tekeminen

Vanhin Kiinasta löydetty keramiikka on noin 11 tuhatta vuotta vanha. Esimerkiksi Qing-dynastian maljakko on arvoltaan yli 80 miljoonaa dollaria.

Venus de Milo

Michelangelo "David"

Auguste Rodin "Ajattelija"

"Pieta" on Neitsyt Marian kuva. Michelangelo veistoi sävellyksen yhdestä marmoripalasta.

"Caesar Augustus".

Oikeuden patsas

Muinaisen kreikkalaisen kuvanveistäjä Myronin "Discobolus".

"Hermeksen" patsas on muinaisen kreikkalaisen kuvanveistäjä Praxitelesin ainoa tunnettu mestariteos

Terrakotta Terrakotta (italialaista terra - maa, savi ja cotta - poltettu) - lasittamattomat keraamiset tuotteet, jotka on valmistettu värillisestä savesta ja joilla on huokoinen rakenne. Sitä käytetään taide-, kotitalous- ja rakennustarkoituksiin. Terrakottasta valmistetaan astioita, ruukkuja, maljakoita, veistoksia, leluja, laattoja, laattoja, päällyslaattoja ja arkkitehtonisia yksityiskohtia.

Majolica Majolica (italialaista Maiolica - Mallorca) on keramiikka, joka on valmistettu poltetusta savesta maalatulla lasiteella. Majolikatekniikalla valmistetaan koristepaneeleja, kehyksiä, laattoja jne. sekä astioita ja jopa monumentaaliveistoksia. Tuotteet päällystetään suolakuorruteella (vuorisuolaa NaCl ja vesihöyryä johdetaan kuuman uunin tulipesään

Fajansi Fajansi (ranskalainen fajanssi, italialaisen Faenzan kaupungin nimestä, jossa fajanssia valmistettiin), keraamiset tuotteet (verhouslaatat, arkkitehtoniset yksityiskohdat, astiat, pesualtaat jne.), joissa on tiheä, hienohuokoinen sirpale (yleensä valkoinen) , peitetty läpinäkyvällä tai himmeällä (läpinäkymättömällä) lasiteella Korkein keramiikkaluokka on Opak. Se eroaa posliinista suuremmalla savipitoisuudellaan jopa 85 %, korkeammalla huokoisuudellaan, veden imeytymisellään (jopa 20 %) ja alhaisemmalla mekaanisella lujuudellaan.

Posliini - jalokeramiikka Posliini (turkkilainen farfur, fağfur, persiasta faghfur) on keramiikka, joka ei läpäise vettä ja kaasua. Se on läpikuultava ohuena kerroksena. Puutikulla kevyesti lyötynä se tuottaa tyypillisen korkean kirkkaan äänen. Tuotteen muodosta ja paksuudesta riippuen sävy voi olla erilainen. Posliinia valmistetaan tavallisesti polttamalla korkeassa lämpötilassa kaoliinin, kvartsin, maasälpän ja muovisaven hienoa seosta.

Gzhel-posliini Gzhel on yksi perinteisistä venäläisistä keramiikan tuotantokeskuksista Astiat poltetaan, poltetaan, joten koko tuotantoa kutsutaan nimellä Zhgel, sana, joka muuttui Gzheliksi tavallisten ihmisten kyvyn järjestää konsonantteja. Posliinin alusvärjäykseen käytetään kobolttioksidia (Tenard Blue): CoAl 2 O 4 x Al 2 O 3

Vinkkejä keräilijöille Kuinka erottaa oikea keräilijän posliini väärennöksestä? Posliinituotteiden pohjassa on pääsääntöisesti valmistusmerkki, jonka avulla voidaan määrittää niiden alkuperän aika ja paikka. Nämä merkit valmistettiin useimmiten palonkestävillä maaleilla (sininen, mangaani tai musta). Muissa keramiikassa merkki on kaiverrettu tai painettu.

Aiheesta: metodologinen kehitys, esitykset ja muistiinpanot

KORISTUS- JA SOVELLETTAIDEN VALINNAINEN KURSSIOHJELMA ”MAALAUS PUULLE, KERAMIIKAlle, LASILLE, KANKAILLE” (11-16-vuotiaille opiskelijoille) Kuvataideopettaja MBOU Lukio 96, KRASNODAR Svetlana Viktorovna.

Taide- ja taidetaiteen valinnaisen kurssin ”Maalaus puulle, keramiikalle, lasille, kankaalle” ohjelma on kehitetty valtion koulutusstandardin pohjalta, joka on koottu...

Kuvataidetunti "Kreikkalainen keramiikka" 5. luokka.

Oppitunti "Kreikkalainen keramiikka" pidetään aiheen "Muinaisen Kreikan koristetaide" viimeisessä vaiheessa. Esittelee antiikin Kreikan maljakoiden maalaustyylejä ja -aiheita.

Pääpiirteet kuvataiteen oppitunnista lukion 5. luokalla ja kuvataiteen historiasta Lasten taidekoulun ja Lasten taidekoulun 1. luokalla "Muinaisen kreikkalaisen keramiikan piirteitä".

Tavoitteet: Koulutus: Esitellä opiskelijat antiikin Kreikan taiteelliseen kulttuuriin muinaisen kreikkalaisen keramiikan päätyyppien, muotojen ja koristelun kautta. ...

Dia 2

Keramiikalla ymmärrettiin historiallisesti savesta ja niiden sekoituksista mineraalilisäaineilla saatuja tuotteita ja materiaaleja. Myöhemmin savituotteiden kovuuden, veden ja palonkestävyyden lisäämiseksi polttoa alettiin käyttää laajalti. Sana "keramiikka" tuli meille antiikin kreikan kielestä (keramos - paistettu savi, keramiikka - keramiikka).

Dia 3

Teknisen kehityksen edetessä muodostuu teknisen keramiikan luokka. Käsite "keramiikka" alkaa saada laajempaa merkitystä: perinteisten savesta valmistettujen materiaalien lisäksi se sisältää nyt puhtaista oksideista, karbideista, nitrideistä jne. saadut materiaalit. Nykyaikaisen teknisen keramiikan tärkeimmät komponentit ovat alumiinioksidit, zirkoniumoksidit, pii, boori, alumiininitridit, pii- ja boorikarbidit jne.

Dia 4

Keramiikan edut ja näkymät poikkeuksellinen ominaisuuksien monimuotoisuus verrattuna muihin materiaaleihin raaka-aineiden saatavuus teknologian alhainen energiaintensiteetti tuotannon ympäristöystävällisyys biologinen yhteensopivuus Keramiikan päätuottajat ovat USA ja Japani (38 ja 48 %). Yhdysvallat hallitsee rakennekeramiikan alaa. Japanissa rakennekeramiikan tuotannon myötä funktionaalisen keramiikan ala kehittyy dynaamisesti.

Dia 5

Määritelmä "keramiikka"

Keramiikka on monikiteisiä materiaaleja ja niistä valmistettuja tuotteita, jotka koostuvat jaksollisen järjestelmän ryhmien III–VI ei-metallien yhdisteistä metallien kanssa tai keskenään ja jotka saadaan valamalla ja polttamalla vastaavia raaka-aineita. Lähtöaineet voivat olla joko luonnollista alkuperää olevia aineita (silikaatit, savet, kvartsi jne.) tai keinotekoisesti saatuja (puhtaat oksidit, karbidit, nitridit jne.).

Dia 6

Keramiikan luokitus kemiallisen koostumuksen mukaan

1. Oksidikeramiikka. Nämä materiaalit koostuvat puhtaista oksideista Al2O3, SiO2, ZrO2, MgO, CaO, BeO, ThO2, TiO2, UO2, harvinaisten maametallien oksideista, niiden mekaanisista seoksista (ZrO2-Al2O3 jne.), kiinteistä liuoksista (ZrO2-Y2O3, ZrO2) -MgO jne.), kemialliset yhdisteet (mulliitti 3Al2O32SiO2 jne.) 2. Oksiditon keramiikka. Tämä luokka koostuu materiaaleista, jotka perustuvat siirtymämetallien ja jaksollisen järjestelmän ryhmien III–VI ei-metallien karbideihin, nitrideihin, borideihin, silisideihin, fosfideihin, arsenideihin ja kalkogenideihin (paitsi oksideihin).

Dia 7

Keramiikan luokittelu käyttötarkoituksen mukaan

1. Rakennuskeramiikka. 2. Ohut keramiikka. 3. Kemiallisesti kestävä keramiikka. 4. Tulenkestävät aineet. 5. Tekninen keramiikka.

Dia 8

Teknisen keramiikan luokitus

1. Rakennekeramiikka 2. Instrumentaalikeramiikka 3. Sähköradiokeramiikka 4. Keramiikka erityisominaisuuksilla

Dia 9

Muut teknisen keramiikan luokitukset

Perinteinen uusi viskoosi nanokeramiikka

Dia 10

Keraaminen rakenne

Kiteinen faasi - kemialliset yhdisteet, kiinteät liuokset, interstitiaaliset faasit. Amorfinen faasi on lasia muodostava oksidi SiO2. Suljetut huokoset ovat sellaisia, jotka eivät kommunikoi ympäristön kanssa. Avoimet huokoset – kommunikoi ympäristön kanssa.

Dia 11

Keramiikan huokoisuuden ja tiheyden indikaattorit

1. Todellinen (teoreettinen) tiheys i, g/cm3 – ei-huokoisen materiaalin tiheys. 2. Näennäinen tiheys к, g/cm3 – huokosia sisältävän materiaalin tiheys. 3. Suhteellinen tiheys  = (k/i)100 % . 4. Todellinen huokoisuus Pi = (Vk-Vi)/Vk)100% = (1- k/i) 100%, – kaikkien huokosten kokonaistilavuus. 5. Näennäinen (avoin) huokoisuus Pk = (Vot/Vk) 100% – keittämisen aikana vedellä täyttyneiden avointen huokosten tilavuus.

Dia 12

Keramiikan mekaaniset ominaisuudet

Tyypillinen   kaavio keramiikasta testattaessa ~ 1000С asti

Dia 13

com,  taivutus, HV, H, HRA, К1с, E, G Weibullin kaava Ryshkevichin kaava – lujuuden riippuvuus huokoisuudesta, n=4...7 Youngin moduuli Hooken moduuli Poissonin suhde

Dia 14

Luento 2

Keramiikan termomekaaniset, termofysikaaliset ja termiset ominaisuudet

Dia 15

Keramiikan lämpömekaaniset ominaisuudet

Lyhytaikainen lujuus käyttölämpötilassa Muodonmuutoslämpötila kuormitettuna Viruminen

Dia 16

Kaavio keramiikan muodonmuutoslämpötilan määrittämiseksi kuormituksen alaisena Rajakäyttölämpötila tнр

Dia 17

Ehdollinen virumisraja on jännitys, joka aiheuttaa tietyn testiajan aikana tietyssä lämpötilassa näytteen määrätyn venymän (kokonais- tai jäännös) tai tietyn virumisnopeuden virumiskäyrän suorassa osassa.

Dia 18

Ensisijainen ryömintäkäyrä: н – venymä kuormituksen alaisena; п – täysi (elastinen + jäännös) venymä kaarevalla osalla); с – kokonaisvenymä (elastinen + jäännösvenymä) testin aikana; у – elastinen venymä; о – jäännösvenymä.

Dia 19

Keramiikan ehdollisen virumisrajan määrittäminen testataan tsetillä ja c:n, o:n ja d/d:n keskiarvo määritetään jaksossa II, kaaviot ; -  tai  - d/d piirretään väliin osassa II logaritmisessa koordinaatistossa, näiden kaavioiden avulla selvitetään virumisraja 0.2, vähintään kolmen t:n kohdalla, laaditaan kaavio 0.2 - t

Dia 20

Termofysikaaliset ominaisuudet

Lämpökapasiteetti Lämmönjohtavuus Lämmönhajoavuus Lämpölaajeneminen Ne ovat erittäin tärkeitä, koska määrittää keramiikan lämmönkestävyyden.

Dia 21

Keramiikan lämpökapasiteetti

Cv=dE/dT yläpuolella D vastaa Dulong-Petitin sääntöä Cv=n3R: - kaksiatomisille kiteille Cv = 6R50 J/molK (MgO) - kolmiatomisille - 9R75 J/molK (ZrO2) ) - pentaatomiselle - 15R 125 J/molK (Al2O3)

Dia 22

Dia 23

Keramiikan lämmönjohtavuus

dQ/dt = -  dT/dx Oksidikeramiikassa sillä on fononiluonne: ф = (1/3) Cvvф lф Oksidittomassa keramiikassa, kuten siirtymämetallien karbideissa ja nitrideissä, sekä fononin lämmönjohtavuus, elektroninen lämmönjohtavuus johtavuudella on myös merkitystä: е = (1/ 3) Сve ve lе, missä Сve= Sat.e ne/zNa on elektronikaasun tilavuusyksikön lämpökapasiteetti, Sat.e= 3R/2, ve on nopeus elektroneja, joiden energia on lähellä kEF

Dia 24

Lämmönjohtavuuden riippuvuus lämpötilasta useimmille keramiikkaille Keramiikan lämmönjohtavuuden ja sen huokoisuuden välinen suhde. n=1,5-2 Esimerkiksi huokoisuudella 0,5  pienenee 4 kertaa

Dia 25

Keramiikan lämpölaajenemisominaisuudet True TELE:n keskimääräinen lineaarinen TELE-laajeneminen keramiikkaan

Dia 26

Lämpöominaisuudet

Palonkestävyys on kyky kestää korkeita lämpötiloja sulamatta. Määritetään lämpötilan mukaan, johon pyroskooppi putoaa. Tulenkestävien materiaalien tärkein ominaisuus

Dia 27

Lämmönkestävyys on keramiikan kykyä kestää lämpötilan vaihteluita ilman, että se romahtaa käytön aikana. Arviointimenetelmät - T= (1-)в/cE Tulenkestävälle materiaalille käytetään suoraa menetelmää lämmönkestävyyden määrittämiseen: tiilen pää lämmitetään 850C ja 1300C, minkä jälkeen jäähdytetään. juoksevassa vedessä. Lämmönkestävyyttä arvioidaan lämpöjaksojen lukumäärällä, kunnes tuote menettää 20 % painostaan ​​tuhoutumisen seurauksena. Mekaanisen lujuuden menetyksellä lämpösyklin aikana Rajalla T, jolla näyte tuhoutuu

Dia 28

Keramiikan lämpövanheneminen Materiaalin raekoon kasvu, joka johtuu uudelleenkiteytysprosessista tuotteiden käytön aikana korkeassa lämpötilassa. Raekoko voi nousta satoihin mikroneihin, minkä seurauksena keramiikan lujuusominaisuudet heikkenevät jyrkästi. Raekoon kasvu määritetään kaavalla, jossa D0 on alkuperäinen raekoko, Q on uudelleenkiteytyksen aktivaatioenergia, n=const (oksidien n=1/3),  on pitoaika lämpötilassa T,h.

Dia 29

Luento 3

Keramiikan sähköfysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Dia 30

Keramiikan sähköfysikaaliset ominaisuudet: dielektrisyysvakio , dielektrisyysvakion lämpötilakerroin TK, - ominaistilavuus ja pintavastus v ja s, - dielektriset häviöt tg, - sähkölujuus tai läpilyöntijännite Upr.

Dia 31

Dielektrisyysvakio Kondensaattorilevyjen varausten Q ja kapasitanssien C suhde korvattaessa levyt tietystä eristeestä alipaineella. Qm - kondensaattorin varaus dielektrisellä levyllä; Qv on kondensaattorin varaus tyhjiöllä. Tämä muutos kondensaattorin sähköisessä kapasitanssissa tapahtuu dielektrisen polarisaatioilmiön seurauksena. +++++++++++++++++++++++++++++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Vuori Keramiikka

Dia 32

Elektroninen polarisaatio on painopisteen elastinen siirtymä ja negatiivisesti varautuneen elektronipilven muodonmuutos sähkökentän vaikutuksesta. Ionipolarisaatio on elastisesti sitoutuneiden eri varauksilla olevien ionien suhteellinen siirtymä. Tämän tyyppinen polarisaatio on luontaista kaikentyyppisille keramiikkatyypeille, jotka sisältävät ionirakenteisia kiteisiä aineita. Ionipolarisaatio tapahtuu myös välittömästi. Jos elektronien tai ionien paluu vaatii jonkin huomattavan ajanjakson, eli relaksaatiota tapahtuu ajan myötä, erotetaan elektroni- ja ionirelaksaatiopolarisaatio. Spontaani polarisaatio on sähköisten momenttien suuntaamista, joka on suunnattu suhteessa ulkoiseen sähkökenttään, joka sijaitsee satunnaisesti kiteen yksittäisillä alueilla (alueet) ennen sähkökentän käyttöä. Useimmissa oksidi-, silikaatti- ja alumiinisilikaattikeraamisissa materiaaleissa  on 6-12. Joidenkin keramiikan  on kuitenkin useita tuhansia (esim. BaTiO3).

Dia 33

Dielektrisyysvakion lämpötilakerroin TK. Keramiikka, jonka TK on alhainen, on arvokkainta, sillä se varmistaa keraamisen eristeen sisältävien sähköpiirien lämpötilavakauden.

Dia 34

Keramiikka, jonka TK on alhainen, on arvokkainta, sillä se takaa keraamisen eristeen sisältävien sähköpiirien lämpötilavakauden.

Dia 35

Ominaistilavuus ja pintavastus vi и s I I S n l d

Dia 36

Keramiikan sähkönjohtavuus missä  on ominaissähkönjohtavuus, q on kantoaineen varaus kuloneina; n on kantajien lukumäärä tilavuusyksikköä kohti, =v/E on varauksenkuljettajien liikkuvuus, cm2/(sV) Suurimmassa osassa tapauksista keramiikan sähkönjohtavuus on luonteeltaan ionista. Lasimaisen faasin ionit ovat liikkuvampia kuin kiteisen faasin ionit. Ne ovat tärkein sähkönjohtavuuden lähde. Alkalimetalli-ioneilla, erityisesti Na+:lla ja Li+:lla, on suuri liikkuvuus. Siksi sähköeristyskeramiikassa alkalioksidipitoisuuden tulisi olla minimaalinen.

Dia 37

Oksidikeraamien sähkönjohtavuuden ja sähkövastuksen riippuvuus lämpötilasta, jossa 0, 0 ovat sähkönjohtavuuden ja tilavuusresistanssin arvot 0°C:ssa;  – lämpötilakerroin. Lämpötilan noustessa oksidikeramiikan sähkönjohtavuus kasvaa, koska ionien liikkuvuus lisääntyy kuumennuksen seurauksena.

Dia 38

Dielektriset häviöt Kun keraaminen materiaali altistuu sähkökentälle, tietty määrä sähköenergiaa imeytyy. Tätä energiaa, joka kuluu kidehilan rakenneosien siirtämiseen, kutsutaan dielektrisiksi häviöiksi. Dielektrisiin häviöihin liittyy keramiikan kuumenemista, joissakin tapauksissa merkittäviä. Dielektriset häviöt arvioidaan dielektrisen häviökulman tai tämän kulman tangen avulla. Dielektrinen häviökulma  on kulma, joka täydentää kapasitiivisen piirin virran ja jännitteen välistä vaihesiirtokulmaa  90° asti.

Dia 39

U I j jr ja   Kapasitiivisen ja aktiivisen vastuksen seurauksena keraaminen kondensaattori absorboi energiaa. Absorboitu teho on Q = UIcos. Ihanteellisessa eristeessä =90°, cos90°=0, joten Q=0. Todellisissa eristeissä  = (90°-). cos(90°-) =sin. SittenQ = UIsin. Pienille  sintg. Joten Q = UItg ja tg = I/U = ja/jr Tätä arvoa (tg ) käytetään dielektristen häviöiden arvioimiseen. Keraamisten eristeiden dielektriset häviöt koostuvat energiakustannuksista, jotka aiheutuvat kaasufaasin sähkönjohtavuudesta, polarisaatiosta ja ionisaatiosta.

Dia 40

Päästä päähän liittyvään sähkönjohtavuuteen liittyvät dielektriset häviöt voidaan laskea kaavalla tg = (l.81012)/(f), missä  on dielektrisyysvakio; f – taajuus;  – resistanssi. Polarisaatiosta johtuvat dielektriset häviöt ovat merkittävimpiä helposti polarisoituvissa keramiikkatyypeissä, joissa on relaksaatiopolarisaatio. Nämä häviöt ovat erityisen merkittäviä ferrosähköisessä keramiikassa, jolle on ominaista spontaani polarisaatio. Häviöiden lähde on myös kaasufaasi, jonka ionisointi vaatii tietyn määrän energiaa. Keramiikassa, jossa on tiiviisti pakattu kiderakenne ja pienin lasifaasipitoisuus, on pienimmät dielektriset häviöt.

Dia 41

Keramiikan sähkölujuus

Kyky kestää sähkökentän vaikutusta. Ominaista läpilyöntijännitteellä ja -jännitteellä. Häiriöjännitteen avulla voit vertailla eri materiaalien ominaisuuksia: Epr = Unp/h, missä Unp on läpilyöntijännite, h on testinäytteen paksuus. Keraamisen materiaalin hajoaminen korkean intensiteetin kentillä voi tapahtua sähköisen tai lämpövaurion seurauksena. Sähköinen rikkoutuminen on luonteeltaan elektronista - syntyy elektronivyöry ja materiaali menettää sähköä eristävän kykynsä. Terminen hajoaminen on seurausta jyrkästä lämpötilan noususta, johon liittyy keramiikan paikallista sulamista lisääntyneen johtavuuden ja dielektristen häviöiden vaikutuksesta.

Dia 42

Keramiikan säteilynkestävyys

Kyky ylläpitää ominaisuuksia tietyn ionisoivan säteilyannoksen (-kvanttien ja neutronien vuo) vaikutuksesta. Sitä arvioidaan integroidulla säteilyannoksella, joka ei johda keramiikan ominaisuuksien muutoksiin tietyissä rajoissa, sekä säteilyannosnopeudella. Integraalinen säteilyannos on neutronivuon ja säteilytysajan (n/cm2) tulo. Säteilyteho on säteilytetyn keramiikan yksikköpinnan läpi kulkevan neutronivuon suuruus aikayksikköä kohti n/(cm2s). Neutronit jaetaan energiansa mukaan lämpöenergiaan (energialla 0,025 - 1 eV), välimuotoisiin (energialla 1 - useita tuhansia eV) ja nopeisiin (energialla yli 100 keV).

Dia 43

Neutronit ovat vuorovaikutuksessa keramiikan kanssa sironta- tai sieppausmekanismin kautta. On olemassa neutronien elastista sirontaa, johon liittyy vain niiden kineettisen energian menetys, ja epäelastinen, johon liittyy ytimen hajoaminen sekundaarisen neutronin emission ja stabiilin radioaktiivisen rekyyliytimen muodostumisen ja gamma-kvanttien emission kanssa. Neutronien kiinniotto aiheuttaa ytimen hajoamisen ja siihen liittyy sekundääristen neutronien, protonien, - ja -hiukkasten ja ydinfragmenttien emissio sekä uusien isotooppien muodostuminen. Dispersiolle ja sieppaukselle on tunnusomaista poikkileikkaus "sirontapoikkileikkaus" ja "sieppauspoikkileikkaus", jotka ilmaisevat tietyn ydinreaktion todennäköisyyden. Poikkileikkaus on pinta-alan mittainen ja ilmaistaan ​​navetoissa (1 navetta = 10-24 cm2).

Dia 44

Kun poikkileikkaus pienenee, reaktion todennäköisyys pienenee.

Dia 45

Keramiikan ominaisuuksien muutokset integroidulla säteilyvuolla 1020 n/cm2 kidehilan laajeneminen 0,1-0,3 % tiheyden lasku 0,2-0,5 %, huokoisuuden faasisiirtymien lisääntyminen joidenkin keramiikkatyyppien lämmönjohtavuus pienenee suuruusluokkaa, lämmönkestävyys pienenee lineaarilaajenemiskerrointa 110-6 K-1 johtuen kiteiden välisten sidosten katkeamisesta, lujuutta ja kovuutta esiintyy, dielektriset häviöt kasvavat, dielektrisyysvakio ja läpilyöntijännite muuttuvat vähän. voi tapahtua useita kemiallisia reaktioita, joihin liittyy kaasujen vapautumista (CO, CO2, H2O, O2, He)

Dia 46

Keramiikan kemialliset ominaisuudet

Yleisimmät keramiikan ja muiden aineiden väliset kemialliset vuorovaikutukset ovat seuraavat: vuorovaikutus happojen ja alkalien kanssa - korroosio liuoksissa. vuorovaikutus sulatteiden, usein metallin kanssa - korroosio sulatuksissa. vuorovaikutus kaasujen kanssa – kaasun korroosio.

Dia 47

Korroosio liuoksissa Keramiikan korroosionkestävyyden tutkiminen erilaisissa happo- ja alkaliliuoksissa on tarpeen, jotta voidaan arvioida mahdollisuutta valmistaa siitä kemiallisten laitteiden osia, pumppuja happojen pumppaamiseen, aggressiivisissa ympäristöissä toimivia laakereita jne. Kestävyyden arvioimiseksi keraamisen näytteen massahäviö lasketaan yleensä sen jälkeen, kun sitä on pidetty tietyn pitoisuuden omaavassa liuoksessa. Usein näytettä pidetään kiehuvassa liuoksessa. Haponkestävän keramiikan sallittu painohäviö tietyn ajan kuluessa ei saa ylittää 2–3 %.

Dia 48

Korroosio sulatuksissa Kun metallia sulatetaan oksidikeraamista upokkaassa, se voidaan palauttaa. Oksiditonta keramiikkaa käytetään myös sulan metallin kanssa kosketuksissa olevien osien valmistukseen. Upokkaan materiaalin oksidin valintasääntö on: sen muodostumislämmön on oltava suurempi kuin sulattavan metallin oksidin muodostumislämpö. Kun oksidivapaa keramiikka on vuorovaikutuksessa sulien metallien kanssa, muodostuu kemiallisia yhdisteitä, interstitiaalisia faaseja ja metallien välisiä yhdisteitä. Keramiikan korroosio sulaissa määritetään mikroskooppisilla, kemiallisilla ja faasianalyysimenetelmillä, joiden avulla voidaan määrittää vuorovaikutustuotteiden esiintyminen ja määrä.

Dia 49

Kaasukorroosio Käytön aikana keramiikan tulee vastustaa kaasumaisten halogeenien, rikkidioksidin, typen oksidien, erilaisten hiilivetyjen jne. vaikutusta. Jos keramiikan koostumus sisältää alkuaineita, joilla on vaihteleva valenssi, niin tietyissä kaasuympäristön olosuhteissa redox-reaktiot ovat mahdollisia, jolloin muodostuu sulavampia yhdisteitä. Kaasujen vaikutukset korostuvat erityisesti kosteissa ympäristöissä ja korkeissa lämpötiloissa. Keramiikan kestävyys kaasumaisia ​​aineita vastaan ​​riippuu kemiallisesta ja faasikoostumuksesta.

Dia 50

Oksidikeramiikka ei ole alttiina hapettumiselle. Oksidivapaa keramiikka hapettuu kuumennettaessa ilmassa korkeisiin lämpötiloihin. Moottoreiden oksidivapaasta keramiikasta valmistettujen tuotteiden todellisissa käyttöolosuhteissa hapetusprosessiin lisätään Na, S, V sisältävien polttoaineiden palamistuotteiden syövyttävä vaikutus. SO2:n hapetuskyky on noin 15 kertaa suurempi kuin ilman. Polttoaineen palamisen aikana muodostuneet Na2SO4 ja V2O5 ovat erittäin syövyttäviä. Keramiikan hapettuminen johtaa kuitenkin joissakin tapauksissa sen lujuuden kasvuun.

Dia 51

Keramiikan melko korkeasta korroosionkestävyydestä johtuen on vaikea arvioida sen korroosiovaurioiden astetta näytteiden massan muutoksilla, korroosion tunkeutumissyvyydellä, korroosiokohtien lukumäärällä jne., kuten tehdään metalleille. Siksi keraamisen korroosion vaikutusta arvioidaan sen mekaanisten ominaisuuksien muutoksilla. On edelleen suuri määrä tapauksia, joissa keramiikka joutuu yhteen tai toiseen reaktioon kosketuksissa olevien materiaalien kanssa. Esimerkiksi keramiikan vuorovaikutus sulan lasin kanssa sulatuksen aikana, kuona, erilaiset suolasulat jne. Keramiikan kemiallisen vuorovaikutuksen moninaisuus muiden väliaineiden kanssa ei mahdollista yhtenäisen menetelmän luomista kemiallisen stabiilisuuden arvioimiseksi. keramiikasta.

Dia 52

Keramiikan perinteiset käyttötavat

rakennuskeramiikka tulenkestävät kemikaaleja kestävä keramiikka hieno keramiikka

Dia 53

Perinteisen keramiikan raaka-aineet

savimateriaalit – savet ja kaoliinit – ei-muovimateriaalit – kvartsi, maasälpä, liitu jne. Savi on savimineraalien seos, kaoliini on monomineraalista savea. Yleisimmät savimineraalit ovat kaoliniitti Al2O32SiO22H2O, montmorilloniitti Al2O34SiO2Na2OnH2O, hydromica (illiitti) K2OMgO4Al2O37SiO22H2O. Voidaan nähdä, että savimineraalit ovat alumiinisilikaatteja, jotka joissakin tapauksissa sisältävät alkali- ja maa-alkalimetallien oksideja.

Dia 54

Kaikilla savimineraaleilla on samanlainen kerrosrakenne kuin kiillellä. Kun savea sekoitetaan veteen, jälkimmäinen joutuu savimineraalien välikerrostiloihin ja sen kerrokset voivat liikkua toistensa suhteen vesikalvoa pitkin ja kiinnittyä uuteen asentoon. Tämä mineraalien kyky selittää saven tärkeimmän ominaisuuden - sen plastisuuden.

Dia 55

Ei-muoviset materiaalit jaetaan ns. ohentimiin, juoksutteisiin, orgaanisiin ja erikoislisäaineisiin. Ohennettavat aineet on suunniteltu vähentämään saven plastisuutta. Ne voivat olla luonnollisia - kvartsi, kvartsihiekka ja keinotekoinen - fireclay (poltettu jauhettu savi). Nesteitä käytetään alentamaan sintrauslämpötilaa ja lisäämään sintratun materiaalin tiheyttä. Yleisimmät sulatteet ovat maasälpät, jotka ovat alkali- ja maa-alkalimetallien oksideja sisältäviä alumiinisilikaatteja. Orgaaniset lisäaineet aktivoivat sintrausprosessin ja saavat aikaan huokoisen rakenteen.

Dia 56

Rakennuskeramiikka - seinä - julkisivu - keramiikka tuotteille maanalaisia ​​kommunikaatioita varten keraamiset täyteaineet Seinämateriaaleihin kuuluu ennen kaikkea tiili. Sen valmistukseen käytetään matalassa lämpötilassa sulavia savea: hydromicoja, joissa on kaoliniittia, montmorilloniittia, hematiittia jne. Julkisivukeramiikka - päällystiilet, julkisivulaatat valmistetaan pääasiassa tulenkestävästä savesta (jossa on pääosin kaoliniitti) ja joistakin matalassa lämpötilassa sulavista savista. .

Dia 57

Keramiikan korkea korroosionkestävyys mahdollistaa siitä valmistettujen tuotteiden käytön maanalaisten yhteyksien asennukseen. Tällaisia ​​tuotteita ovat viemäriputket ja viemäriputket. Viemäriverkostojen rakentamiseen käytetään viemäriputkia. Niiden valmistukseen käytetään matalassa lämpötilassa sulavia savea, joka on samanlainen kuin tiilien valmistuksessa. Keraamisten viemäriputkien tulee olla tiheitä ja kemikaaleja kestäviä. Niiden valmistuksen pääraaka-aineet ovat tulenkestävät tai tulenkestävät savet sekä erilaisten savien seokset. Keraamisiin täyteaineisiin kuuluu paisutettu savi - rakeinen paisutettu materiaali, jonka rakokohdassa on jäätyneen vaahdon rakenne. Paisutettua savea valmistetaan hydromicista, johon on lisätty rautamalmia, hiiltä, ​​turvetta ja polttoöljyä. Lisäaineiden päätarkoitus on lisätä saven turpoamisominaisuuksia polttoprosessin aikana.

Dia 58

Hienokeramiikka Jaettu posliiniin ja keramiikkaan. Posliini on valmistettu hienosta kaoliinin ja tulisaven (20–65 %), kvartsin (9–40 %) ja maasälpä (18–52 %) seoksesta. Posliinirakenne: lasifaasi (jopa 60 %) kidefaasi - mulliitti 3Al2O32SiO2 (jopa 25 %). Huokoisuus on 3-5 %. Posliinituotteet ovat yleensä lasitettuja. Posliinia käytetään kemiallisesti kestävien astioiden ja sähköeristeiden valmistukseen eri tarkoituksiin (sähköposliini).

Dia 59

Keramiikka eroaa posliinista suuremmalla huokoisuudellaan (jopa 14%), alhaisilla fysikaalisilla ja mekaanisilla ominaisuuksilla, minkä vuoksi sen käyttö tekniikassa on rajallista. Fajanssin rakennetta edustavat kuivatun saviaineksen ja kvartsin rakeet, joita sementoi pieni määrä lasifaasia, joka muodostuu sulatteiden vuorovaikutuksessa saven, kaoliinin ja kvartsin kanssa. Fajansista valmistetaan tuotteita kotitalous-, saniteetti- ja teknisiin tarkoituksiin sekä päällyslaatat.

Dia 60

Tulenkestävät materiaalit ja tuotteet, jotka kestävät mekaanisia ja fysikaalis-kemiallisia vaikutuksia korkeissa lämpötiloissa ja joita käytetään erilaisten lämmitysyksiköiden asennukseen. Tulenkestävät aineet: piidPiipitoisia tulenkestäviä aineita ovat piidioksidi ja kvartsikeramiikka. Niiden pääkomponentti on piidioksidi SiO2.

Dia 61

Dinas sisältää vähintään 93 % SiO2:ta tridymiitin (jopa 70 %) tai kristobaliitin muodossa. Dinas saadaan kvartsiiteista, harvemmin kvartsihiekasta. Palonkestävyys 1710–1730°C asti, korkea lämmönkestävyys, happamien sulatteiden kestävyys. Sitä käytetään avouunien ja lasiuunien holvien ja seinien asennukseen. Kvartsikeramiikka on valkoinen amorfinen materiaali, joka koostuu sintratuista kvartsilasin rakeista, palonkestävyys jopa 2200°C (lyhytaikainen), erittäin korkea lämmönkestävyys (t yli 1000°C) alhaisen LCTE:n ansiosta. Sitä käytetään tulenkestävänä aineena metallurgiassa ja lasiteollisuudessa. Teknisenä keramiikkana - rakettitekniikassa antennisuojakupujen valmistukseen.

Dia 62

Aluminosilikaattitulenkestävät aineet valmistetaan kaksikomponenttisen Al2O3-SiO2-järjestelmän pohjalta. Päätyypit: fireclay ja paljon alumiinioksidia Fireclay tulenkestävät materiaalit sisältävät 28-45% Al2O3. Valmistettu tulenkestävästä savesta ja kaoliinista ja fireclaysta (40-85%). Niiden palonkestävyys on 1580–1750°C ja niitä käytetään useimpien lämmitysyksiköiden asennukseen. Korkean alumiinioksidin tulenkestävät tuotteet sisältävät yli 45 % Al2O3:a. Tämän seurauksena näillä materiaaleilla on parantuneet fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet ja palonkestävyys 2000°C asti. Masuunien asennuksessa käytetään runsaasti alumiinioksidia sisältäviä tuotteita.

Dia 63

Tulenkestävät magnesiumoksidit jaetaan magnesiittiin ja dolomiittiin. Magnesiittitulenkestävät aineet koostuvat periklaasista MgO. Niiden palonkestävyys ylittää 2000°C. Käytetään terästeollisuudessa. Niiden valmistuksen raaka-aine on magnesiitti MgCO3. Dolomiittitulenkestävät aineet valmistetaan sintraamalla dolomiitin CaCO3MgCO3 ja kvartsiittien seosta. Niiden palonkestävyys on jopa 1780°C, niille on tunnusomaista pitkä käyttöikä ja niitä käytetään avo- ja kiertouunien asennukseen.

Dia 64

Perinteisen keramiikkatekniikan yleinen kaavio Raaka-aineiden hankinta Muovaustuotteet Kuivaus Poltto (sintraus)

Dia 65

Lähtöaineiden hankinta ja valmistus Perinteisessä keramiikkatekniikassa käytetään luonnollisia raaka-aineita (savi, maasälpä, hiekka) asianmukaisesti prosessoituina. Käsittely sisältää komponenttien jauhamisen ja sekoittamisen. Savimateriaalit käsitellään savileikkauskoneissa, kuivataan ja murskataan sitten hajottajassa. Jätemateriaalit ja sulatteet murskataan murskaimissa, kuula- ja tärymyllyissä. Jauhamisen jälkeen jauheet seulotaan haluttujen fraktioiden saamiseksi. Panoksen komponenttien on oltava huolellisesti sekoitettuja ja niillä on oltava vaadittu kosteusaste.

Dia 66

Muovaus Käytetään puolikuivapuristusmenetelmää ja muovimassojen muovausmenetelmiä. Puristus suoritetaan erityyppisillä metallimuoteissa olevilla puristimilla tai hydrostaattisen puristuksen asennuksilla. Ensimmäisessä tapauksessa saavutetaan prosessin korkea tuottavuus, toisessa - mahdollisuus saada tasaisesti tiheitä tuotteita, joilla on monimutkainen kokoonpano. Puolikuivapuristusta käytetään tulenkestävien materiaalien, seinäkeramiikan ja sähköposliinin tekniikassa.

Dia 67

Muovipuristus on yleisintä perinteisessä keramiikkatekniikassa. Muovin muovausmenetelmät: suulakepuristus (ekstruusio), meisto ja sorvaus. Kaikissa menetelmissä raaka-aine sisältää vettä 30-50 til. %. Ekstruusio suoritetaan jatkuvilla puristimilla profiilisuukappaleiden läpi. Tätä menetelmää käytetään tiilien, putkien sekä joidenkin teknisten keramiikkatuotteiden (tangot, putket) valmistuksessa. Leimaamalla valmistetaan tuotteita, joilla on tarkemmat mitat ja hyvä pinta. Tällä tavalla muodostetaan tulenkestäviä ja haponkestäviä tiilejä. Sorvausmenetelmää käytetään posliinin ja fajanssien valmistuksessa.

Dia 68

Perinteisen keramiikan valmistuksessa tärkeä toimenpide on muovattujen tuotteiden kuivaus, koska ne sisältävät huomattavan määrän väliaikaista sideainetta (jopa 25 %). Kuivaus tapahtuu tunnelikuivareissa ilma-, kaasu- tai höyry-ilmajäähdytteellä. Kosteuspitoisuus kuivauksen jälkeen ei ylitä 1–3 %. Kuivumisaika tuotteen tyypistä riippuen voi vaihdella 6 minuutista useisiin päiviin.

Dia 69

Poltto on keramiikkatekniikan määräävä toimintatapa. Polton aikana tapahtuu seuraavia prosesseja: - puristettujen hiukkasten sintraus - tuotteen kutistuminen tai kasvu - polymorfiset muutokset - kemialliset reaktiot - lasin muodostuminen - kiteytyminen Sintraamisen liikkeellepaneva voima on ylimääräinen pintaenergia jauhejärjestelmän rajapinnalla. Seuraavat sintraustyypit erotetaan: nestefaasi ja kiinteä faasi.

Dia 70

Kiinteäfaasisintrauksen aikana tapahtuu aineen siirtymistä kidehilavirheiden, pääasiassa tyhjien työpaikkojen, diffuusion vuoksi. Hiukkasten kontaktikohdan ääriviivat ovat avoimia työpaikkoja niiden lisääntyneen pitoisuuden vuoksi, ja itse kontaktipinta ja hiukkasten kuperat pinnat ovat nielu. Keraamisen sintrauksen päämerkit ovat tuotteen tiheyden ja mekaanisen lujuuden lisääntyminen. Nestefaasisintrauksessa tiivistyminen tapahtuu tuloksena olevan nestefaasin pintajännitysvoimien vuoksi.

Dia 71

Hiukkasten x y kiinteäfaasisintrausmalli

Dia 72

Malli hiukkasten nestefaasisintrauksesta x y Nestefaasi ei liuota kiinteää ainetta Nestefaasi liuottaa kiinteää ainetta. f. TV f. TV f. TV f. TV f. ja. f.

Dia 73

Tekninen keramiikka

Teknisen keramiikan luokka yhdistää suuren määrän keraamisia materiaaleja, jotka eroavat toisistaan ​​sekä kemialliselta koostumukseltaan että tarkoitukseltaan. Samaan aikaan kaikelle tekniselle keramiikalle on yhteisiä piirteitä, jotka erottavat ne olennaisesti perinteisistä keramiikkatyypeistä: 1. Pääasiassa ja joidenkin keramiikan osalta yksinomaan syntetisoitujen raaka-aineiden (jauheiden) käyttö. 2. Uusien teknologioiden soveltaminen (PM, HIP, GP, GIP jne.) Teknisen keramiikan ominaisuudet riippuvat ratkaisevasti raaka-aineiden saanti-, tiivistys- ja sintraustekniikasta. Siksi saman kemiallisen koostumuksen omaavilla, mutta eri menetelmillä saaduilla materiaaleilla voi olla laadullisesti erilaisia ​​fysikaalis-kemiallisia ja mekaanisia ominaisuuksia ja monenlaisia ​​sovelluksia.

Dia 74

Silikaatteihin ja alumiinisilikaatteihin perustuva keramiikka

Pohja on MgO-Al2O3-SiO2-järjestelmän kaksois- tai kolmosilikaatit tai alumiinisilikaatit. Tässä järjestelmässä on neljä tällaista yhdistettä: 1. ZAl2O3 2SiO2 - mulliitti, 2. MgO SiO2 - klinoenstaatti, 3. 2MgO SiO2 - forsteriitti, 4. MgO 2Al2O3 5SiO2 - kordieriitti. Keramiikkaa kutsutaan vastaavasti: mulliitti, mulliitti-korundi, klinoenstatiitti (steatiitti), forsteriitti, kordieriitti.

Dia 75

Mulliitti ja mulliitti-korundi keramiikka (korkea alumiinioksidi)

Pohja on mulliitti ZAl2O3 2SiO2 ja korundi α-Al2O3. α-Al2O3:n pitoisuus on 45-100 %. 3 ryhmää: Mulliittipiipitoinen (45-70 % Al2O3). 2. Mulliittikorundi (70-95 % Al2O3). 3. Korundi (95-100 % Al2O3).

Dia 76

Korkean alumiinioksidin keraaminen tekniikka

Raaka-aineet: - mineraalit andalusiitti, kyaniitti, kaoliini, - teknisen alumiinioksidin ja elektrokorundin lisäaineet. Mulliitti-piidioksidikeramiikka saadaan luonnollisista raaka-aineista ilman Al2O3-rikastamista. Mulliitin ja mulliitti-korundikeramiikan saamiseksi vaaditaan mulliitin alustava synteesi briketin tai sintrauksen muodossa. Ero tehdään seuraavien synteesien välillä: primaarinen mulliitti muuntamalla kaoliniittia tai muita savimineraaleja t1200°C:ssa. Tämä mulliitti muodostaa suurimman osan keramiikasta. Lisätyn Al2O3:n sekundaarinen mulliittivuorovaikutus piidioksidin kanssa, joka vapautuu kuumentamalla lämpötilassa t = 1300–1600 °C. On mahdotonta erottaa tämäntyyppisiä mulliitteja poltetussa tuotteessa.

Dia 77

Sintrattu mulliitti jauhetaan kuulamyllyissä, minkä jälkeen suoritetaan tuotteen muovaus: muovivalu, kuumaruiskupuristus, puristus. Tätä seuraa muovattujen tuotteiden sintraus 1350–1450°C:n lämpötilassa. Massan sintrauslämpötilan alentamiseksi lisätään yleensä lisäaineita marmorin, dolomiitin, magnesiitin, talkin, bariumkarbonaatin ja muiden aineiden muodossa. Mulliitti-korundikeramiikkaa valmistettaessa panokseen on lisättävä 10–15 % esipoltettua alumiinioksidia, suoritetaan märkähionta, jonka jälkeen suoritetaan muovaus ja sintraus.

Dia 78

Korkean alumiinioksidin keramiikan ominaisuudet ja sovellukset

Sintratun korkea-alumiinioksidikeramiikan mekaaniset ominaisuudet paranevat Al2O3-pitoisuuden ja kiteisten faasien lisääntyessä.  taivutus200MPa, E250GPa, HV=1000-2000.  mulliittipiipitoinen keramiikka 5,5-6,5, mulliitti-korundi 6,5-9, korundi 10,5-12 v riippuu keramiikan faasikoostumuksesta ja lasifaasin määrästä ja koostumuksesta, kasvaa Al2O3-pitoisuuden kasvaessa. tg kasvaa lasifaasin pitoisuuden kasvaessa. Epr=30-35kW/mm. Pääsovellukset: - tyhjiötekniikka - polttomoottoreiden sytytystulppien eristeet, - sähkö- ja radiolaitteiden osat.

Dia 79

Clinoenstate keramiikka

Pohja on magnesiummetasilikaatti MgO·SiO2 – klinoenstaatti. Raaka-aineena on mineraalitalkki - vesipitoinen magnesiumsilikaatti. Tiheitä talkkilajikkeita kutsutaan steatiitiksi. Siksi klinoenstatiittikeramiikkaa kutsutaan usein steatiitiksi tai yksinkertaisesti steatiitiksi. Klinoenstatiittia on kolmessa muunnelmassa: enstatiitti muuttuu 1100-1260°C:ssa palautumattomasti protoenstatiitiksi jäähtyessään, protoenstatiitti 800-1000°C:ssa klinoenstatiitiksi; Kun protoenstatiitin siirtyminen klinoenstatiitiksi on epätäydellinen, tuotteissa tapahtuu keramiikassa tilavuusmuutoksia (jopa 6 %), mikä johtaa mekaanisten ja sähköisten ominaisuuksien heikkenemiseen - tapahtuu steatiitin ikääntymistä. Lasimaisen faasin viskositeettia on lisättävä, mikä estää protoenstaattikiteiden kasvua.

Dia 80

Klinoenstatiittikeramiikan tekniikka, ominaisuudet ja sovellus

talkin kuivaus 850-1300°C, komponenttien sekoitus ja märkäjauhatus kuulamyllyissä, massan kuivaus suodatinpuristimella kosteuspitoisuuteen 18-22 %, aihioiden valmistus tyhjiöpuristimilla, muovin muovaus: päälle kytkeminen sorvit, mallinnus kipsimuoteissa, suulakepuristus jne. Käytetään myös termoplastisten liuskoiden kuivapuristamista, leimaamista ja kuumavalua. sintraus 1170–1340°C, koostumuksesta riippuen, piikarbidilämmittimillä varustetuissa sähköuuneissa. Alhainen tg, korkea Epr. Sitä käytetään suurtaajuisena dielektrisenä, sähköisten tyhjiölaitteiden eristimenä ja suurjännitetekniikassa.

Dia 81

Forsteriitti- ja kordieriittikeramiikka

Forsteriitti on magnesiumortosilikaatti 2МgО·SiO2 – forsteriittiin perustuva keramiikka. Etu - polymorfisten muutosten puuttumisen vuoksi se ei ole alttiina ikääntymiselle. Kordieriittiin 2МgО·2Аl2О3·5SiO2 perustuvaa keramiikkaa kutsutaan kordieriittiksi. Kordieriitin koostumus massa-%: MgO-13,7; A1203-34,9; Si02- 51,4. Raaka-aineet - talkki, tulenkestävät savet, tekninen alumiinioksidi. Forsteriitista ja kordieriitistä valmistetut tuotteet muodostetaan kuumavalulla, puristamalla, suulakepuristamalla ja meistamalla. Forsteriittikeramiikan sintrauslämpötila on 1220-1380°C, kordieriittikeramiikan -1300-1410°C. Kordieriitin sintrausalueen laajentamiseksi on suositeltavaa lisätä 2–4 % alkalimetallioksideja.

Dia 82

Forsteriitti- ja kordieriittikeramiikan ominaisuudet ja sovellukset

Tiheällä sintratulla forsteriittikeramiikalla on korkeat sähköfysikaaliset ominaisuudet. Korkean lineaarisen laajenemiskertoimensa ansiosta forsteriittikeramiikkaa käytetään sähkötyhjiötekniikassa eristeenä kosketuksessa metallien, pääasiassa titaanin, kanssa. Sintratulla kordieriittikeramiikalla on erittäin alhainen lämpölaajenemiskerroin ja sen seurauksena korkea lämmönkestävyys. Tämä mahdollistaa sen käytön korkeajännitekytkimien kaarikourujen valmistukseen sekä kuumuutta kestävien keittoastioiden valmistukseen.

Dia 83

Muut alumiinisilikaatti- ja silikaattikeramiikkatyypit

Celsian keramiikka Pohja on bariumalumosilikaatti BaO2·Al2O3·2SiO2 – Celsian. Celsian kiteytyy monokliinisessä järjestelmässä. Yli 1100 °C:n lämpötiloissa se muuttuu kuusikulmaiseksi muunnelmaksi. Tekniikka: - Celsiaanin synteesi briketissä t=1250-1300°C, jauhaminen ja murskaus. - jauhepehmitys, puristus. - Sintraus t=1380-1400°C hieman hapettavassa ja neutraalissa ympäristössä. Celsialaisella keramiikalla on alhainen tg, korkea v ja alhainen LCTE. Näiden ominaisuuksien ansiosta Celsian keramiikkaa käytetään tiettyjen radiokomponenttien valmistukseen.

Dia 84

Litiumkeramiikka Pohja on litiumaluminosilikaatit, pääasiassa spodumeeni Li2O·Al2O3·4SiO2. Tuotteita voidaan valmistaa lähes kaikilla keramiikkatekniikan menetelmillä. Litiumkeramiikan synteesin ja tuotteiden sintrauksen lämpötila on 1200-1250°C. Litiumkeramiikassa on alhainen, ja joillakin sen koostumuksilla on negatiivinen LCTE 700°C asti, mikä määrää sen hyvän lämmönkestävyyden. Litiumkeramiikalla on myös melko hyvät sähköeristysominaisuudet, minkä vuoksi sitä käytetään tietyntyyppisten radiotekniikan tuotteiden valmistukseen, jotka toimivat korkeissa tai vaihtelevissa lämpötiloissa, sekä muiden tuotteiden, kuten ilmanlämmittimien, valmistuksessa. toimivat äkillisten lämpötilanmuutosten olosuhteissa.

Dia 85

Wollastoniittikeramiikka Pohja on luonnonmineraali wollastoniitti - kalsiummetasilikaatti CaO·SiO2. Tekniikka. - massojen pehmentäminen pienellä määrällä savea ja juoksutettavia lisäaineita. - painaminen. - sintraus t=1200-1300°C. Kutistuminen on pientä, mikä mahdollistaa tarkan mittasuhteen tuotteiden valmistamisen. Puhtaista luonnon wollastoniitin lajikkeista valmistetulla wollastoniittikeramiikalla on korkeat sähköiset ominaisuudet ja hyvä lämmönkestävyys.

Dia 86

Al2O3-pohjainen keramiikka Kemiallinen yhdiste, jonka kidehilassa on ioni-kovalenttinen sidos. Siinä on alumiinioksidin α-, β- ja γ-muunnoksia, ja α- ja γ-Al2O3 ovat puhdasta alumiinioksidia ja β-modifikaatio on alumiinioksidin yhdiste alkali- ja maa-alkalioksidien kanssa. Luonnossa vain α-Al2O3 löytyy mineraalien korundin, rubiinin ja safiirin muodossa, joka kiteytyy trigonaalijärjestelmässä. Kuutioinen γ- ja kuusikulmainen β-Al2O3 ovat epästabiileja modifikaatioita, jotka kuumennettaessa yli 1500 °C:een muuttuvat α-Al2O3:ksi. Korundin tekninen keramiikka on keramiikkaa, joka sisältää yli 95 % α-Al2O3:a. Kirjallisuudessa on korundikeramiikan yksityisiä nimiä: alumiinioksidi, korundi, sinoksoli, minalund, M-7, 22ХС, mikroliitti, safiiri, polycor jne.

Dia 87

Lähdemateriaalit 1. Alumiinioksidi. Se saadaan hajottamalla mineraalibauksiittia, joka on alumiinihydroksidien seos, emäksisellä alkaliliuoksella, jolloin muodostuu natriumaluminaattia, joka liukenee. NaAlO2+2H2O=Al(OH)3+NaOH. Alumiinihydroksidi kalsinoidaan lämpötilassa 1150-1200°C. Tämän seurauksena muodostuu teknistä alumiinioksidijauhetta. Tuloksena olevat jauheet ovat pallomaisia ​​(sferuliitti) γ-Al203-kiteiden agglomeraatteja, joiden koko on alle 0,1 um. Sferuliittien keskikoko on 40–70 µm. 2. Sähkösulatettu korundi. Valkoinen elektrokorundi (corrax, alundum) valmistetaan sulattamalla teknistä alumiinioksidia valokaariuuneissa. α-Al2O3:n pitoisuus valkoisessa elektrokorundissa on 98 % tai enemmän.

Dia 88

Rakenteellisen ja instrumentaalisen keramiikan teknologiassa käytettävien ultradispersioiden Al2O3-jauheiden saamiseksi hydroksidien yhteissaostus (COP) ja plasmakemiallinen synteesi (PCS) ovat yleistyneet. SOG-menetelmän ydin on alumiinisuolojen, esimerkiksi AlCl3:n, liuottaminen ammoniakkiliuokseen ja sitä seuraava syntyneiden hydraattien saostaminen. Prosessi suoritetaan matalissa lämpötiloissa ja pitkiä pitoaikoja. Syntyneet hydroksidit kuivataan ja kalsinoidaan, jolloin muodostuu Al2O3-jauhetta, jonka hiukkaskoko on 10–100 nm. PCS-tekniikassa Al(NO3)3:n vesiliuosta syötetään plasmatronisuuttimeen. Liuoksen pisaroissa syntyy erittäin korkeita lämpötilagradientteja ja tapahtuu erittäin nopea Al2O3:n synteesi- ja kiteytysprosessi. Jauhehiukkaset ovat muodoltaan pallomaisia ​​ja kooltaan 0,1–1 μm.

Dia 89

Ennen muovausta Al2O3-jauheet kalsinoidaan 1500°C:n lämpötilassa dehydratoitumaan ja muuttamaan ne stabiiliksi ja tiheämmäksi α-modifikaatioksi. Sitten alumiinioksidi ja elektrokorundi murskataan 1–2 μm:n hiukkasiksi kuula- ja tärymyllyissä. Korundituotteiden muovaus suoritetaan valamalla vesipitoisista suspensioista, ruiskuvalulla, yksiakselisella staattisella puristamalla, hydrostaattisella puristamalla, kuumapuristamalla. Alumiinipitoiset liuskat nesteytyvät sekä happamassa että emäksisessä ympäristössä, ja tietyt pH-alueet vastaavat suurinta nesteytymistä. Ennen valua valmistettu liuska tyhjennetään 15–20 mm Hg:n jäännöspaineella. Tuotteet valetaan kipsimuotteihin. Valetut tuotteet kuivataan huoneenlämmössä. Valua käytetään ohutseinäisten, monimutkaisten korundituotteiden muodostamiseen, jotka eivät koe käytön aikana merkittävää mekaanista rasitusta.

Dia 90

Yksinkertaisen muotoisten tuotteiden muodostamiseen Al2O3:sta käytetään esimerkiksi holkkeja, leikkausteriä, suuttimia, muotteja, yksiakselista staattista puristusta metallimuoteissa. Tässä tapauksessa jauheeseen lisätään pehmitintä, useimmiten kumia, määrä 1-2 painoprosenttia. Hydrostaattinen puristusmenetelmä mahdollistaa suurikokoisten, monimutkaisten muotojen keraamisten aihioiden valmistamisen. Tasainen tiheyden jakautuminen tiivisteessä vaikuttaa suotuisasti kutistumisen tasaisuuteen sintrauksen aikana. Kestävimmät Al2O3:sta valmistetut tuotteet valmistetaan kuumapuristamalla (HP) BN:llä päällystetyissä grafiittimuotteissa ja kuumaisostaattisella puristuksella (HIP) gasostaateissa. Tässä tapauksessa jauheen tiivistyminen tuotteeseen ja sintraus tapahtuu samanaikaisesti. Puristuspaine on 20–40 MPa, sintrauslämpötila 1200–1300°C. GP- ja GIP-menetelmät ovat teknisesti monimutkaisia ​​ja energiaintensiivisiä.

Dia 91

Korundikeramiikan sintraus on useimmissa tapauksissa kiinteäfaasinen. Sintrauslämpötila riippuu alkujauheiden dispersiosta ja aktiivisuudesta, sintrausolosuhteista sekä lisäaineiden tyypistä ja määrästä. Al2O3-jauheen enimmäishiukkaskoko ei saa ylittää 3–5 µm. Sintrauslämpötila on 1700-1850°C. Ultra- ja nanodispergoidut Al2O3-jauheet voidaan suuren pintaenergian ja virheellisyyden seurauksena sintrata suureen tiheyteen (0,95) 1600°C:n lämpötilassa. Monissa tapauksissa korundipanokseen lisätään erilaisia ​​lisäaineita. TiO2:n lisäys laskee korundin sintrauslämpötilan 1500–1550°C:een. Tällöin muodostuu kiinteä TiO2:n liuos Al2O3:ssa, mikä aiheuttaa korundikidehilan vääristymistä, aktiivista sintrausta ja uudelleenkiteytymistä. 0,5–1 % MgO:n lisääminen estää uudelleenkiteytymistä: sintrattujen keraamisten kiteiden koko ei ylitä 2–10 μm. Korundin hienorakeinen rakenne MgO-lisäyksellä parantaa korundin mekaanisia ominaisuuksia. Korundin sintrauslämpötilan laskua MgO:n lisäämisen myötä ei havaita.

Dia 92

Korundikeramiikan ominaisuudet

Dia 93

Korundikeramiikan perinteiset käyttöalueet: tulenkestävä, kemianteollisuus, sähkö- ja radiotekniikka. Alkujauheiden, muovaus- ja sintraustuotteiden valmistukseen käytettävien uusien tekniikoiden myötä korundikeramiikan käyttöalue on laajentunut merkittävästi. Tällä hetkellä korkealujuista Al2O3-pohjaista keramiikkaa käytetään koneenrakennuksessa, ilmailussa ja avaruustekniikassa käytettävien rakennetuotteiden valmistuksessa. Korundi on mineraalikeraamitekniikan päämateriaali, jota käytetään valuraudan ja joidenkin terästen viimeistelyyn. Mineraalikeramiikan perusta on Al2O3 tai sen seos karbidien, nitridien jne. kanssa.

Dia 94

Al2O3-pohjaisen instrumentaalikeramiikan fysikaalis-mekaaniset ominaisuudet

Dia 95

Zirkoniumdioksidipohjainen keramiikka Zirkoniumdioksidin ominaisuus on sen polymorfismi. Puhdas ZrO2 on monokliinisessä faasissa huoneenlämpötilassa ja käy läpi faasimuutoksia kuumennettaessa. t-ZrO2↔c-ZrO2-siirtymä on luonteeltaan diffuusio ja sillä on erittäin tärkeä rooli ns. osittain stabiloidun zirkoniumdioksidin tuotannossa. Muunnos m-ZrO2↔t-ZrO2 tapahtuu martensiittisen mekanismin kautta ja siihen liittyy 5–9 % tilavuuden muutoksia. Siksi on mahdotonta saada kompakteja tuotteita puhtaasta ZrO2:sta.

Dia 96

T-faasin stabiilisuuden lisäämiseksi ZrO2:een lisätään stabilointioksidien lisäaineita: MgO, CaO, Y2O3 Kuva 5. ZrO2-Y2O3-järjestelmän tilakaavio: T0 – siirtymälämpötila m-ZrO2↔t-ZrO2

Dia 97

ZrO2-pohjaisten kiinteiden liuosten muodostuksen lisäksi käytetään toista menetelmää korkean lämpötilan modifikaatiota t-ZrO2 stabiloimaan kovassa korundimatriisissa.

Dia 98

Zirkoniumkeramiikan transformaatiokarkenemisen vaikutus toteutuu, kun sintrattu materiaali sisältää t-ZrO2-hiukkasia, jotka voivat muuttua m-ZrO2:ksi. Latauksen aikana ilmenevät halkeamat etenevät materiaalissa, kunnes niiden eteen ilmestyy t-ZrO2-hiukkasia. Tällainen hiukkanen, joka sijaitsee puristetussa tilassa (korundimatriisissa) tai koherentisti sidottuna matriisin kanssa (jos c-ZrO2 vallitsee materiaalin koostumuksessa), kestää t→m-siirtymää myös alhaisissa lämpötiloissa. . Kun hiukkanen on jännityskentässä etenevän halkeaman kärjessä, se saa riittävästi energiaa muuntumiseen. Tällöin etenevän halkeaman energia muuttuu t→m-siirtymän energiaksi ja halkeaman katastrofaalinen kasvu pysähtyy.

Dia 99

Halkeama t-ZrO2 t-ZrO2→m-ZrO2 Matriisi (-Al2O3, c-ZrO2 jne.) Zirkoniumkeramiikan muunnoskarkaisukaavio

Dia 100

Zirkoniumkeramiikan päätyypit: a – CSZ, b – ZTA, c – PSZ, d – TZP

Dia 101

1. Stabiloitu zirkoniumoksidi CSZ: kuutioinen kiinteä liuos, joka perustuu ZrO2:een. Tämän materiaalin myymiseksi lisäaineen MgO, CaO määrän on oltava yli 15-20 mol.%, Y2O3 - yli 10 mol.%. CSZ:llä on alhaiset lujuusominaisuudet: σ taivutus enintään 250 MPa ja K1s jopa 3 MPa/m0,5 ja sitä käytetään tulenkestävänä materiaalina sekä kiinteässä elektrolyyttitekniikassa. 2. Zirkoniumdioksidilla ZTC (Zirconia Toughened Ceramic) vahvistettu keramiikka: hajaantuneet t-ZrO2-hiukkaset jakautuvat keraamiseen matriisiin ja stabiloituvat puristusjännityksillä. Teknisesti tärkeimmät koostumukset ovat Al2O3-ZrO2 (ZTA: Zirkonia Toughened Alumina), joita käytetään ensisijaisesti työkalumateriaaleina. Optimaaliset mekaaniset ominaisuudet saavutetaan ZrO2-pitoisuudella noin 15 tilavuusprosenttia: σben 1000 MPa asti ja K1s 7 MPa/m0,5 asti.

Dia 102

3. Osittain stabiloitu zirkoniumdioksidi PSZ (Partially Stabilized Zirkonia). Se muodostuu lisäämällä ZrO2:een oksideja Mg, Ca, Y jne. Kuutiofaasin homogeenisuusalueella muodostuu suuria c-ZrO2-rakeita (60 µm). Hehkutuksen jälkeen kaksifaasiselle alueelle ilmestyy tetragonaalisia hiukkasia, jotka liittyvät koherentisti kuutiofaasiin. ZrO2-MgO(CaO)-järjestelmissä t-hiukkaskoon tulee olla alle 0,25 µm. T-faasin tilavuuspitoisuus on noin 40 %. PSZ:n K1c on 10 MPa/m0,5 asti ja σtaivutus jopa 1500 MPa. 4. Tetragonaaliset zirkoniumoksidipolykiteet (TZP). Tätä materiaalia myydään ZrO2–Y2O3-järjestelmissä. Sintrautuminen tapahtuu t-faasin homogeenisuuden alueella, jota seuraa sammutus. TZP:n σben on jopa 2400 MPa ja K1s noin 15 MPa/m0,5, ja sitä käytetään tuotteiden valmistukseen rakenteellisiin ja instrumentaalisiin tarkoituksiin.

Dia 103

Zirkoniumkeraaminen tekniikka Esihionta UDP mikropallojen murskaamiseen. ZrO2-jauheiden muodostus yksiakselisella staattisella puristamalla ja puristamalla hydrostaateissa paineessa 400–600 MPa. Sintraus 1500-2000°C lämpötilassa stabilointioksidin tyypistä ja määrästä riippuen. Lämpökäsittely - hehkutus 1400–1500°C:ssa t-faasin vahvistavien hajaantuneiden inkluusioiden eristämiseksi. Valmistettaessa tuotteita tetragonaalisesta ZrO2:sta käytetään karkaisua 1600°C:n sintrauslämpötilassa. GP- ja HIP-menetelmillä valmistetuilla ZrO2-tuotteilla on korkeimmat lujuusominaisuudet.

Dia 104

Zirkoniumkeramiikan sovellukset Perinteisesti ZrO2-pohjaista keramiikkaa on käytetty metallurgisessa teollisuudessa metallien sulattamiseen tarkoitettujen upokkaiden valmistukseen. Nykyään zirkoniumkeramiikka on yksi lupaavimmista keraamisista materiaaleista rakenne- ja instrumenttitarkoituksiin, ja sitä käytetään kaasuturbiini- ja dieselmoottoreiden osien, kitkayksiköiden, pumpun tiivisterenkaiden, sulkuventtiilielementtien, ruiskukammion suuttimien valmistustekniikassa, langanvetomuotit ja leikkaustyökalut. ZrO2-pohjaista keramiikkaa käytetään myös lääketieteessä luukudoksen implanttien valmistukseen.

Dia 105

Oksiditon tekninen keramiikka Oksiditon keramiikka ovat monikiteisiä materiaaleja, jotka perustuvat alkuainejärjestelmän jaksollisen järjestelmän III–VI ei-metallien yhdisteisiin, lukuun ottamatta happea, sekä siirtymämetalleja, joissa on keskeneräisiä elektronikerroksia. Kiderakenteensa perusteella oksidivapaa keramiikka muodostaa kaksi pääluokkaa: 1. Metallikeramiikka: edellä mainittujen epämetallien yhdisteet siirtymämetallien kanssa, joilla on interstitiaalinen faasirakenne. 2. Ei-metallinen keramiikka: B-, C-, N-, Si-yhdisteet, kalkogeenit (paitsi O) keskenään sekä joidenkin siirtymämetallien kanssa. Niillä on monimutkainen kiderakenne kovalenttisella atomien välisellä sidoksella.

Dia 106

Metallikeramiikka Karbidit ja nitridit Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W. Interstitiaalisen vaiheen muodostumisolosuhteet määräytyvät Haggin säännön mukaan: rX:rMe

Dia 107

Ero interstitiaalisten faasien ja kiinteiden liuosten välillä on se, että jälkimmäiset muodostuvat huomattavasti pienemmillä hiilen ja typen pitoisuuksilla, esimerkiksi ferriitti ja austeniitti, ja niissä on metallikidehila, kun taas interstitiaaliset faasit muodostavat metallihilasta poikkeavan hilan. Tässä mielessä liittämisvaiheita voidaan pitää eräänlaisena kemiallisena yhdisteenä. Samaan aikaan interstitiaalisilla faaseilla on laajat homogeenisuusalueet, esimerkiksi TiC voi sisältää 20 - 50 mooliprosenttia; hiiltä, ​​mikä ei ole tyypillistä kemiallisille yhdisteille.

Dia 108

Siirtymämetallikarbidit Teollisuudessa yleisimmin käytettyjä ovat WC, TiC, TaC ja ZrC. Kiinnostus näitä materiaaleja kohtaan johtuu niiden erittäin korkeasta kovuudesta (20-35 GPa), jonka ne säilyttävät yli 1000 °C:n lämpötiloissa. Syitä karbidien korkeaan kovuuteen: Karbideja muodostavilla metalleilla on erittäin korkeat sulamispisteet ja alhainen plastisuus, ts. näiden metallien atomien välisten sidosten voimat ovat erittäin suuret. 2. Dislokaatioiden estäminen hiiliatomien toimesta ja plastisuuden vähentäminen. Esimerkiksi TiC:n ja TaC:n fcc-hilassa hiiliatomit sijaitsevat yhdensuuntaisesti (111)-liukutasojen kanssa, WC:n hcp-hilassa - (001:n) suuntaisesti. Korkean kovuuden ansiosta karbidit ovat melko hauraita.

Dia 109

Siirtymämetallikarbideja ei ole luonnossa, joten niiden tekniikan ensimmäinen vaihe on synteesi. Karbidijauheita saadaan joko suoralla hiilen ja metallin synteesillä kaavan Me+C→MeC mukaisesti tai pelkistämällä metalli oksidista samanaikaisesti karbidoimalla. Toinen menetelmä on parempi, koska vastaavien metallien oksidit ovat paljon halvempia kuin puhtaiden metallien jauheet.

Dia 110

Yleensä karbidijauheiden valmistusprosessi tapahtuu seuraavan kaavion mukaisesti: vastaavan metallin oksidijauhe sekoitetaan noen tai murskatun koksin kanssa ja kuumennetaan lämpötilaan, jossa karbidoituminen tapahtuu. Esimerkiksi titaanikarbidille prosessi tapahtuu reaktion mukaisesti: t=2100-2300°C TiO2+3C=TiC+2CO. Saadut jauheet murskataan, seulotaan, sekoitetaan tarvittaviin komponentteihin, puristetaan tuotteiksi, jotka sintrataan sopivissa lämpötiloissa.

Dia 111

Puhtaassa muodossaan kyseisiä karbideja käytetään hyvin rajoitetusti. Tämä johtuu ensisijaisesti teknisistä ongelmista kompaktien tuotteiden valmistuksessa. Esimerkiksi tuotteen sintraamiseksi TiC:stä, jonka sulamispiste on 3200°C, vaaditaan vähintään 2500°C:n sintrauslämpötila. Toiseksi, kuten jo todettiin, puhtaat karbidit ovat erittäin hauraita. Siirtymämetallikarbideja käytetään pääasiassa työkalutuotannossa osana kovia metalliseoksia. Vakiolaatuiset kovametalliseokset valmistetaan volframi-, titaani- ja tantaalikarbidien pohjalta. Sideaineina käytetään kobolttia, nikkeliä ja molybdeeniä. Kovia seoksia valmistetaan jauhemetallurgialla nestefaasisintrauksella.

Dia 112

Dia 113

Volframittomat kovametalliseokset BVTS Merkintä: kovametalli (B - volframi, T - titaani, toinen kirjain T - tantaali), sideaine (K - koboltti). Sideaineen massaprosentti on viimeinen luku. Kahden ja kolmen karbidin seoksissa keskellä oleva numero ilmaisee titaani- ja tantaalikarbidien massaprosentin. BVTS:ssä kuvassa näkyy Ni+Mo-sideaineen kokonaismassaprosentti.

Dia 114

Kovia seoksia valmistetaan levyjen muodossa: juotettu (liimattu), monikerroksinen, meistit, meistit jne. Monipuoliset levyt valmistetaan sekä standardilaatuisista kovista seoksista että samoista seoksista, joissa on yksi- tai monikerroksinen superkova TiC-pinnoite. , TiN jne. Pinnoitetuilla levyillä on parannettu kestävyyttä. Titaaninitrideillä päällystetyistä vakiolaatuisista kovista metalliseoksista valmistettujen levyjen merkintään lisätään kirjaimet KIB (kondensaatioionipommitusmenetelmä). Tarkasteltavana olevia karbideja käytetään myös laajasti materiaalina korroosiota ja kulutusta kestävien pinnoitteiden levittämiseen osiin. Esimerkiksi TiC-pinnoitteita käytetään kemianteollisuuden laitepintojen suojaamiseen ja WC-pinnoitteita laivojen potkuriakseleihin.

Dia 115

Siirtymämetallinitridit Siirtymämetallinitrideistä TiN ja ZrN ovat laajimmin käytettyjä teknologiassa. Kuten karbidilla, nitrideillä on erittäin korkeat sulamispisteet. Nitridien kovuus on jonkin verran huonompi kuin karbidien, esimerkiksi ZrN:n mikrokovuus on noin 25 GPa. Syy nitridien, kuten myös karbidien, korkeaan kovuuteen johtuu interstitiaalifaasien rakenteellisista ominaisuuksista. Nitridit ovat synteettisiä aineita. Nitridijauheita saadaan suoraan syntetisoimalla metallia typen kanssa nitraamalla metallijauheita sopivissa lämpötiloissa: 2Me+N2→2MeN. Nitridejä saadaan myös saattamalla metalleja reagoimaan ammoniakin kanssa ja muilla menetelmillä, mukaan lukien höyrypinnoitus.

Dia 116

Siirtymämetallinitridejä käytetään pääasiassa lisäaineina erikoisseoksille sekä materiaaleina kulutusta kestävien pinnoitteiden levittämiseen. Työkalujen valmistuksessa menetelmä TiN- ja (Zr,Hf)N-pinnoitteiden ionisputterointiin erilaisissa leikkaustyökaluissa on yleistynyt. ZrN:ää käytetään polttomoottorien sytytystulppien elektrodien pinnoittamiseen niiden suorituskykyominaisuuksien parantamiseksi. TiN- ja ZrN-levyjä käytetään rakettitekniikassa suojaamaan rakettien runkoja ja avaruusaluksia.

Dia 117

Ei-metalliset oksidivapaat keramiikat Ei-metalliset oksidivapaat keramiikka sisältävät materiaalit, jotka perustuvat borideihin ZrB2, CrB2, TiB2, karbideihin B4C, SiC ja joihinkin siirtymämetalleihin, nitrideihin BN, Si3N4, AlN, silisideihin, fosfideihin, arsenideihin ja kalkogenideihin (paitsi oksidit). Fosfideihin, arsenideihin ja kalkogenideihin perustuvaa keramiikkaa ei oteta huomioon kurssilla, koska niitä on rajoitettu käyttö nykyaikaisessa koneenrakennuksessa. Rakenteellisiin sovelluksiin lupaavimpia keramiikkaa ovat ne, jotka perustuvat SiC-, Si3N4- ja AlN-yhdisteisiin, joissa on suuri osuus kovalenttisia sidoksia, joiden kiteille on ominaista merkittävät Peierlsin jännitykset. Tällaisissa kiteissä dislokaatioiden liikkuminen on vaikeaa, joten nämä yhdisteet säilyttävät lujuutensa erittäin korkeissa lämpötiloissa.

Dia 118

Sopivin on SiC:n, Si3N4:n ja AlN:n käyttö metallien sijaan koneenrakennuksessa. Tämä johtuu siitä, että kaasuturbiinimoottorin (GTE) virtausosan tekeminen keramiikasta ja sen käyttölämpötilan nostaminen vähintään 1400°C:een nostaa hyötysuhdetta 26:sta 45 %:iin. Käyttämällä keramiikkaa dieselmoottorissa, se voidaan tehdä jäähdyttämättömänä, mikä vähentää painoa ja lisää tehokkuutta. Keramiikan käyttökelpoisuutta moottorin rakentamisessa selittää paitsi sen korkea lämmönkestävyys, myös se, että metalliin verrattuna korkeamman korroosionkestävyyden ansiosta voidaan käyttää huonolaatuista polttoainetta. Keramiikan käyttö moottorin osien valmistuksessa alentaa niiden kustannuksia, mikä johtuu keramiikan alhaisista kustannuksista verrattuna Ni, Cr, Co, Nb jne.

Dia 119

Piikarbidipohjainen keramiikka Piikarbidi (carborundum) Piikarbidi on ainoa piin ja hiilen yhdiste. Tämä materiaali on luonnossa erittäin harvinainen. Se on olemassa kahdessa muunnelmassa: polytyyppinen kuusikulmainen α-modifikaatio (noin 20 rakennetta), kuutio β. β-SiC→α-SiC-siirtymä tapahtuu noin 2100 °C:ssa. Yli 2600–2700°C α-SiC sublimoituu. Stökiometrisen koostumuksen puhdas piikarbidi on väritöntä. Kun piipitoisuus ylittyy, SiC muuttuu vihreäksi ja hiili mustaksi. SiC:n ominaisuudet: Hμ 45 GPa asti, σben 700 MPa asti, Тр2000°С. Huoneenlämpötilassa piikarbidin tuhoutuminen on rakeiden läpi tapahtuvaa ja sillä on pilkkoutumisluonteinen. 1050°C:ssa tuhon luonne muuttuu kiteiden väliseksi.

Dia 120

SiC kestää kaikkia happoja, paitsi HF ja HF+HNO3. SiC kestää vähemmän alkaleja. On todettu, että rautaryhmän metallit ja mangaani kostuttavat piikarbidia. Hioma-, tulenkestävien tuotteiden ja sähkölämmittimien valmistuksessa piikarbidista lähtöaineina ovat piidioksidi (kvartsihiekka) ja koksi. Ne lämmitetään korkeisiin lämpötiloihin sähköuuneissa, joissa synteesi suoritetaan Acheson-menetelmällä: SiO2+3C=SiC+2CO2. Lämmityselementin (ytimen) ympärillä on syntetisoidun tuotteen vyöhyke ja sen takana heikkopuhtaisten kiteiden ja reagoimattomien komponenttien vyöhykkeet. Uunissa saadut tuotteet erotetaan näille vyöhykkeille, murskataan, käsitellään ja saadaan yleiskäyttöiseksi piikarbidijauheeksi. Näiden piikarbidijauheiden haittana on niiden korkea epäpuhtauksien saastuminen.

Dia 121

Rakennekeramiikan saamiseksi on käytettävä erittäin puhtaita, homogeenisia, erittäin dispergoituneita piikarbidijauheita, jotka saadaan synteesimenetelmällä: Alkuperäinen metallurginen Si murskataan ja jauhetaan, pestään hapon epäpuhtauksista ja jauhetaan. SiC:n synteesi suoritetaan reaktorissa syöttämällä Si:tä erikoissuuttimiin, kaasu - propaani: t>1100°C 3Si+C3H8=3SiC+4H2. SiC-tuotteet muovataan puristamalla, suulakepuristamalla ja ruiskuvalulla. Pkäytetään yleensä kuumapuristusta, reaktiota ja aktivoitua sintrausta.

Dia 122

GP-menetelmä mahdollistaa korkean lujan piikarbidipohjaisen keramiikan valmistamisen. Puristus suoritetaan yleensä grafiitista tai boorinitridistä valmistetuissa muoteissa 10-50 MPa paineissa ja 1700-2000 °C lämpötiloissa. GP mahdollistaa vain melko yksinkertaisen muodon ja suhteellisen pienen koon tuotteita. Monimutkaisia ​​muotoja, joilla on suuri tiheys, valmistetaan kuumaisostaattisella puristamalla (HIP). Aktivoitu sintrausmenetelmä mahdollistaa SiC:n sintraamisen yli 90 %:n tiheyteen B-, C-, Al-lisäysten ansiosta, koska hiukkasten pinnalle muodostuu diffuusiokerros.

Dia 123

Reaktiosintrausmenetelmä mahdollistaa prosessin suorittamisen alemmissa lämpötiloissa ja monimutkaisen muotoisten tuotteiden saamisen. Niin kutsutun "itsesitoutuneen" piikarbidin saamiseksi piikarbidin ja hiilen tiivisteet sintrataan piin läsnä ollessa. Tällöin muodostuu sekundääristä piikarbidia ja piikarbidi uudelleenkiteytyy piisulan läpi. Tämän seurauksena muodostuu ei-huokoisia materiaaleja, jotka sisältävät 5–15 % vapaata piitä piikarbidimatriisissa. Reaktiosintraus on edullinen prosessi, koska käytetään edullisia lämpölaitteita, sintrauslämpötila laskee yleisesti käytetystä 1600–2000°C:sta 1100–1300°C:een.

Dia 124

Reaktiosintrausmenetelmää käytetään piikarbidilämmityselementtien valmistuksessa. SiC on termistori, eli se muuttaa resistanssia lämpötilan vaikutuksesta. Mustalla piikarbidilla on korkea vastus huoneenlämpötilassa ja negatiivinen lämpötilavastuskerroin. Vihreällä SiC:llä on alhainen alkuresistanssi ja hieman negatiivinen lämpötilakerroin, joka muuttuu positiiviseksi 500–800°C lämpötiloissa. Piikarbidilämmityselementit (SCH) ovat yleensä sauva tai putki, jossa on keskimmäinen työosa, jolla on suhteellisen korkea sähkövastus ("kuuma" vyöhyke) ja ulostulo ("kylmä") pienemmällä sähkövastuksella, jotka eivät kuumene käytön aikana. uunin toimintaa.

Dia 125

Teollisuus tuottaa kahden tyyppisiä piikarbidista valmistettuja lämmityselementtejä: 1. Carborundum. Niissä on työtanko ja kaksi erillistä lyhyempää kontaktijohtoa, jotka ovat metallilla kyllästettyjä karborunditangoja. 2. Siliitti. Lämmittimet paksunnetuilla ulostulopäillä (hihansuut). Komposiittikarborundilämmittimet muodostetaan karkearakeisesta vihreästä piikarbidijauheesta, johon on lisätty hiilimustaa (1,5 %) ja nestemäistä lasia, ja poltetaan sitten kivihiilen ja hiekan täytteessä noin 2000 °C:n lämpötilassa. Kiuas on esipinnoitettu johtavalla tahnalla, joka koostuu koksista, grafiitista ja kvartsihiekasta. Tuote sintrataan suoralla sähkölämmityksellä erikoisuuneissa johtamalla 80–100 AV:n virtaa työkappaleen läpi 40–50 minuutin ajan.

Dia 126

Siliittilämmittimet suulakepuristetaan hienorakeisen piikarbidin, hiilimustan (20 %) ja fenoli-formaldehydihartsin seoksesta. Työosa ja hihansuut muodostetaan erikseen. Mansetin osan koostumus on suunniteltu korkeaan johtavuuteen ja sisältää noin 40 % Si. Kun siliittikuumentimet sintrataan, massassa oleva hiili ja pii muunnetaan "toissijaiseksi" piikarbidiksi reaktiosintrausmekanismin kautta. Täytteenä käytetään jauhetun hiekan, maaöljykoksin ja piikarbidin seosta. Tämä seos vapauttaa 1800–2000°C lämpötilassa höyryä ja hiilidioksidia, jotka tunkeutuvat työkappaleeseen ja reagoivat kiinteän Si:n ja C:n kanssa. Samanaikaisesti syntetisoidaan sekundaarista piikarbidia antamalla panoksen sisältämän piin reagoida. hiilen kanssa.

Dia 127

SiC-pohjaisia ​​materiaaleja alettiin käyttää paljon aikaisemmin kuin Si3N4-, AlN-, B4C- ja BN-pohjaisia ​​materiaaleja. Jo 20-luvulla käytettiin piikarbidin tulenkestäviä piidioksidisideaineella (90 % SiC + 10 % SiO2) ja 1950-luvulla rakettisuuttimet valmistettiin piikarbidista piinitridisideaineella (75 % SiC + 25 % Si3N44). ). Tällä hetkellä piikarbidiin perustuvaa keramiikkaa käytetään pumppujen, kompressorien, sekoittimien, laakereiden ja akseliholkkien, syövyttävien ja hankaavien väliaineiden annostelu- ja ohjausventtiilien, moottorin osien ja nestemäisten metallien metalliputkien valmistukseen. Uusia komposiittimateriaaleja, joissa on piikarbidimatriisi, on kehitetty.

Näytä kaikki diat