MATERIALE CERAMICE: PROPRIETĂȚI, TIPURI, UTILIZĂRI - VOCABULARUL CULTURII - 2025

Cele Materialele ceramice sunt compuse din solide anorganice, metalic sau nemetalic , care au căldură suferit. Baza sa este de obicei lut, dar există diferite tipuri cu compoziții diferite.

Argila obișnuită este o pastă ceramică. De asemenea, argila roșie este un tip de material ceramic care are silicate de aluminiu printre componentele sale. Aceste materiale sunt formate dintr-un amestec de faze cristaline și / sau sticloase.

Dacă sunt realizate cu un singur cristal, sunt monofazate. Sunt policristaline atunci când sunt alcătuite din mai multe cristale.

Structura cristalină a materialelor ceramice depinde de valoarea sarcinii electrice a ionilor și de dimensiunea relativă a cationilor și anionilor. Cu cât este mai mare cantitatea de anioni care înconjoară cationul central, cu atât solidul rezultat va fi mai stabil.

Materialele ceramice pot avea forma unui solid dens, fibră, pulbere fină sau film.

Originea cuvântului ceramică se găsește în cuvântul grecesc keramikos, al cărui sens este „lucru ars”.

Urmarire penala

Prelucrarea materialelor ceramice depinde de tipul de material care trebuie obținut. Totuși, producerea unui material ceramic necesită, în mod normal, următoarele procese:

1- Amestecarea și măcinarea materiilor prime

Este procesul prin care materiile prime sunt unite și se încearcă omogenizarea dimensiunii și distribuției acestora.

2- Conformare

În această fază, aluatului i se oferă formă și consistență, ceea ce este obținut cu materiile prime. În acest fel, densitatea amestecului este crescută, îmbunătățindu-și proprietățile mecanice.

3- Turnare

Este procesul prin care se creează o reprezentare sau o imagine (în a treia dimensiune) a oricărui obiect real. Pentru modelare, unul dintre aceste procedee este efectuat în mod obișnuit:

Presare

Materia primă este presată într-o matriță. Presarea la uscat este adesea folosită pentru a realiza produse refractare și componente ceramice electronice. Această tehnică permite fabricarea rapidă a mai multor piese.

Turnare barbonită

Este o tehnică care permite producerea aceleiași forme de sute de ori, fără erori sau deformări.

Extrusion

Este un proces în timpul căruia materialul este împins sau extras printr-o matriță. Folosit pentru a genera obiecte cu o secțiune transversală clară și fixă.

4- Uscare

Este un proces care constă în controlul evaporării apei și contracțiile pe care le produce în piesă.

Este o fază critică a procesului, deoarece de ea depinde faptul că piesa își păstrează forma.

5- Gătit

Din această fază se obține „tortul”. În acest proces, compoziția chimică a argilei este schimbată pentru a o face să fie fragilă, dar cu apă.

În această fază, căldura trebuie să crească încet până la atingerea temperaturii de 600ºC. După această primă fază, decorațiile sunt făcute, când vor dori să fie realizate.

Este important să vă asigurați că piesele sunt separate în interiorul cuptorului pentru a evita deformarea.

Proprietățile materialelor ceramice

Deși proprietățile acestor materiale depind în mare măsură de compoziția lor, în general, acestea au următoarele proprietăți:

• Structură cristalină. Cu toate acestea, există și materiale care nu au această structură sau o au doar în anumite sectoare.
• Au o densitate de aproximativ 2g / cm3.
• Acestea sunt materiale cu proprietăți izolatoare de electricitate și căldură.
• Au un coeficient scăzut de expansiune.
• Au un punct de topire ridicat.
• În general sunt impermeabile.
• Nu sunt nici combustibili, nici oxidabili.
• Sunt tari, dar fragile și ușoare în același timp.
• Sunt rezistente la compresiune, uzură și coroziune.
• Au ger sau capacitatea de a rezista la temperaturi scăzute fără a se deteriora.
• Au stabilitate chimică.
• Ele necesită o oarecare porozitate.

Clasificare: tipuri de materiale ceramice

1- Ceramica rosie

Este cel mai abundent tip de lut. Are o culoare roșiatică care se datorează prezenței oxidului de fier.

Când este gătit, este format din aluminat și silicat. Este cel mai puțin procesat dintre toate. Dacă se fracturează, rezultatul este un pământ roșiatic. Este permeabil la gaze, lichide și grăsimi.

Acest lut este utilizat în mod obișnuit pentru cărămizi și podele. Temperatura sa de ardere variază între 700 și 1000 ° C și poate fi acoperită cu oxid de staniu pentru a obține oglindă etanșă. Faianța italiană și engleză sunt fabricate cu diferite tipuri de lut.

2- Ceramica albă

Este un material mai pur, deci nu au pete. Granulometria lor este mai controlată și sunt de obicei emailate la exterior pentru a le îmbunătăți impermeabilitatea.

Este utilizat la fabricarea obiectelor sanitare și a tacâmurilor. Acest grup include:

Porţelan

Este un material fabricat din caolin, un tip de argilă foarte pur, la care se adaugă feldspat și cuarț sau flint.

Gătirea acestui material se realizează în două faze: în prima fază se gătește la 1000 sau 1300 ° C; iar în a doua fază se poate ajunge la 1800 ° C.

Porțelanele pot fi moi sau dure. În cazul celor moi, prima fază de gătire atinge 1000 ° C.

Este apoi scos din cuptor pentru a aplica glazura. Și apoi revine la cuptor pentru a doua fază în care se aplică o temperatură minimă de 1250 ° C.

În cazul porțelanelor dure, a doua fază de gătire se face la o temperatură mai mare: 1400 ° C sau mai mult.

Și dacă urmează să fie decorat, decorarea definită este făcută și introdusă la cuptor, dar de data aceasta la aproximativ 800 ° C.

Are multiple utilizări în industrie pentru a face obiecte pentru uz comercial (tacâmuri, de exemplu) sau pentru obiecte pentru o utilizare mai specializată (cum ar fi izolarea în transformatoare).

3- Refractar

Este un material care poate rezista la temperaturi foarte ridicate (până la 3000 ° C) fără să se deformeze. Sunt argile care au proporții mari de oxid de aluminiu, beriliu, toriu și zirconiu.

Sunt gătite între 1300 și 1600 ° C și trebuie răcite progresiv pentru a evita defecțiunile, fisurile sau eforturile interne.

Standardul european DIN 51060 / ISO / R 836 stabilește că un material este refractar dacă se înmoaie cu o temperatură minimă de 1500 ° C.

Cărămizile sunt un exemplu de acest tip de material, fiind utilizate pentru construcția cuptoarelor.

4- Ochelari

Ochelarii sunt substanțe lichide pe bază de siliciu care se solidifică sub diferite forme atunci când se răcesc.

La baza de siliciu se adaugă diferite substanțe care curg, în funcție de tipul de sticlă care trebuie fabricată. Aceste substanțe scad punctul de topire.

5- Cimenturi

Este un material compus din calcar și calciu măcinat, care devine rigid odată ce este amestecat cu lichid (de preferință apă) și este lăsat să se stabilească. În timp ce este umed, poate fi modelat la forma dorită.

6- Abrazive

Sunt minerale cu particule extrem de dure și care au componente de oxid de aluminiu și pastă de diamant.

Materiale ceramice speciale

Materialele ceramice sunt rezistente și dure, dar sunt și fragile, motiv pentru care au fost dezvoltate materiale hibride sau compozite cu o matrice din fibră de sticlă sau din polimer plastic.

Materiale ceramice pot fi utilizate pentru dezvoltarea acestor hibrizi. Acestea sunt materiale compuse din dioxid de siliciu, oxid de aluminiu și unele metale precum cobalt, crom și fier.

La elaborarea acestor hibrizi sunt utilizate două tehnici:

Sintetizat

Este tehnica în care sunt compactate pulberile metalice.

Friptura

Prin această tehnică, aliajul este obținut prin comprimarea pulberii metalice împreună cu materialul ceramic dintr-un cuptor electric.

Așa-numita ceramică matricială compozită (CMC) se încadrează în această categorie. Acestea pot fi enumerate:

- Carburi

Cum ar fi tungstenul, titanul, siliconul, cromul, borul sau carbura de siliciu armată cu carbon.

- Nitride

Cum ar fi siliciu, titanul, oxitrina ceramică sau sialonul.

-

Sunt materiale ceramice cu proprietăți electrice sau magnetice.

Cele 4 utilizări principale ale materialelor ceramice

1- În industria aerospațială

În acest domeniu, sunt necesare componente ușoare cu rezistență la temperaturi ridicate și cerințe mecanice.

2- În biomedicină

În această zonă sunt utile pentru fabricarea oaselor, dinților, implanturilor etc.

3- În electronică

În cazul în care aceste materiale sunt utilizate pentru fabricarea de amplificatoare cu laser, fibre optice, condensatoare, lentile, izolatori, printre altele.

4- În industria energetică

Este locul în care materialele ceramice pot avea ca rezultat componente ale combustibililor nucleari, de exemplu.

Cele mai remarcabile 7 materiale ceramice

1- Alumina (Al2O3)

Este folosit pentru a conține metal topit.

2- Nitură de aluminiu (AIN)

Este utilizat ca material pentru circuite integrate și ca substitut pentru AI203.

3- Carbură de bor (B4C)

Este folosit pentru confecționarea armurii nucleare.

4- Carbură de siliciu (SiC)

Este utilizat pentru acoperirea metalelor, datorită rezistenței sale la oxidare.

5- Nitură de siliciu (Si3N4)

Sunt utilizate la fabricarea de componente pentru motoarele auto și turbinele cu gaz.

6- Boride de titan (TiB2)

De asemenea, participă la fabricarea scuturilor.

7- Urania (UO2)

Servește drept combustibil pentru reactoarele nucleare.

Referințe

1. Alarcón, Javier (s / f). Chimia materialelor ceramice. Recuperat din: uv.es
2. Î., Felipe (2010). Proprietăți ceramice. Recuperat de la: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Structura și proprietățile ceramicii. Recuperat de la: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Gătit. Recuperat din: ceramicdictionary.com
5. Revista ARQHYS (2012). Proprietăți ceramice. Recuperat de la: arqhys.com
6. Universitatea Tehnologică Națională (2010). Clasificarea materialelor ceramice. Recuperat de la: Cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Universitatea Tehnologică Națională (s / f). Materiale ceramice. Recuperat din: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Material ceramic. Recuperat de la: es.wikipedia.org