Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Технічна кераміка — збірна назва для виробів, що характеризуються підвищеною твердістю, жаро- і зносостійкістю. Такі вироби виготовляються спіканням оксидів металу, а також глин та інших сполук з тугоплавкими властивостями.
Кераміка (грецьк. Κεραμεικος — гончарне мистецтво, від keramos — глина), неметалічні матеріали й вироби, що одержують за допомогою спікання глин або порошків неорганічних речовин. За структурою кераміка підрозділяється на грубу, яка має грубозернисту неоднорідну в зламі структуру (пористість 5–30 %), і тонку — з однорідною дрібнозернистою структурою (пористість <5 %). До грубої кераміки відносять багато будівельних керамічних матеріалів, наприклад, лицьова цегла, до тонкої — порцеляна, п'єзо і сегнетокераміку, ферити, кермети, деякі вогнетриви та ін., а також фаянс, напівпорцеляну, майоліку. В особливу групу виділяють так звану високопорувату кераміку (пористість 30–90 %), до якої звичайно відносять теплоізоляційні керамічні матеріали.
Технічна кераміка знаходить широке застосування в різних областях прикладної діяльності: металообробка, приладобудування, енергетика, електротехніка, електроніка, медицина, екологія і т. д. Таке широке охоплення зумовлене прекрасними структурними, механічними і тепловими властивостями матеріалів.
У хімічній та виробничих сферах використання відповідних виробів підвищують рівень надійності проведених технологічних операцій. З екологічної ж точки зору мова йде про засіб, застосування якого в рамках виробництва сприяє істотному зниженню викидів шкідливих речовин в атмосферу.
Типи кераміки
Залежно від хімічного складу розрізняють оксидну, карбідну, нітридну, силіцидну та інші типи керамік. Оксидна кераміка характеризується високим питомим електричним опором (10–10 Ом см), межею міцності на стиск до 5 ГПа, стійкістю в окисних середовищах у широкому інтервалі температур; деякі види — високотемпературною надпровідністю (наприклад, ітрій-барієва кераміка, кераміка на основі вісмуту або ртуті, пніктогенна та ін.), а також високою вогнетривкістю.
Оксидна кераміка
Серед оксидної кераміки вирізняють наступні види:
Алюмосилікатна кераміка.
Кераміка на основі SiO2-Al2O3 або з кожного з цих оксидів окремо. З алюмосилікатної кераміки виготовляють посуд, деталі і футеровку коксових і мартенівських печей, ракет, космічних апаратів і ядерних реакторів, носії для каталізаторів, корпуси галогенних ламп, кісткові імплантати, деталі радіоапаратури та багато чого іншого.
Кераміка на основі SiO2 та інших оксидів.
Кремнеземна кераміка містить більше 80 % SiO2 і підрозділяється на кварцову і динасову кераміку. Першу виготовляють із кварцового скла або жильного кварцу, другу — спіканням кварциту в присутності Fe2O3 і Са(OH)2 . Кварцова кераміка має високу термічну й радіаційну стійкість, радіопрозорість, високу кислотостійкість і вогнетривкість.
До цього типу матеріалів відносять також кераміку складу SiO2-Al2O3-MgO (кордиеритова), ZrSiO4 (цирконова), SiO2-Al2О3-Li2О (сподуменова), SiO2-Al2O3- ВаО (цельзіанова кераміка). Для виготовлення такої кераміки звичайно використовують глину, каолін, тальк, карбонати Ва, Li і Са, MgO, мінерали евкриптит, сподумен, петаліт, ашарит, трепел, вапняк. Застосовують у виробництві радіотехнічних деталей, теплообмінників, вогнетривів, ізоляторів авто- і авіасвічок та ін.
Кераміка на основі TiO2, титанатів і цирконатів Ва, Sr, Pb, а також кераміка на основі ніобатів і танталатів Pb, Ва, К і Na.
Така кераміка характеризується високим електричним опором, високою діелектричною проникністю і застосовується в електроніці і радіотехніці.
Кераміка на основі MgO.
Одержують із магнезиту, доломіту, вапняку, хромомагнезиту, синтетичного MgO. Кераміка із чистого MgO використовується для виробництва ізоляторів МГД генераторів, ілюмінаторів літальних апаратів, як носії для каталізаторів.
Шпінельна кераміка на основі феритів головним чином Ni, Со, Мn, Са, Mg, Zn.
Має, як правило, феромагнітні властивості і здатна утворювати тверді розчини заміщення. Застосовують таку кераміку для виготовлення магнітопроводів, сердечників котушок та ін. деталей у пристроях пам'яті тощо.
Кераміка на основі оксидів ВеО, ZrO2 , HiO2 , Y2О3, UO2.
Хімічно стійка й термостійка.
Карбідна кераміка
До карбідної кераміки відносять карборундову кераміку, а також матеріали на основі карбідів Ti, Nb, W. Всі види такої кераміки мають високі електро- і теплопровідність, вогнетривкість, стійкість в безкисневому середовищі (кераміка на основі SiC, що стійка до 1500°С у окисних середовищах). Карборундову кераміку виготовляють із порошку SiC або випалом С у Si. Вона має високу межу міцності при стиску. Карбідну кераміку використовують як конструкційні матеріали, вогнетривів, для виготовлення високотемпературних нагрівачів електричних печей і інструментів у металообробній промисловості (кераміка на основі карбідів Ti, Nb, W).
Нітридна кераміка
До нітридної кераміки відносять матеріали на основі BN, AlN, Si3N4 ,(U, Рu) N, а також кераміку, одержану спіканням сполук, що містять Si, Al, О, N (за початковими літрами елементів, що входять у кераміку, її називають «сіалон»), або сполуки, що містять Y, Zr, О і N. Керамічні нітридні матеріали застосовують для виготовлення інструментів у металообробній промисловості, тиглів для плавки деяких напівпровідникових матеріалів, НВЧ ізоляторів та ін. Кераміка з Si3N4 — конструкційний матеріал, що замінює жароміцні сплави з Сo, Ni, Cr, Fe.
Силіцидна кераміка
Серед силіцидної кераміки найпоширенішою є кераміка з MoSi2. Вона характеризується малим електричним опором (170–200 мкОм см), стійкістю в окисних середовищах (до 1650°С), розплавах металів і солей. Виготовляється спіканням порошку MoSi2 з добавками Y2О3 та ін. оксидів. Застосовують для виготовлення електронагрівників, що працюють в окисних середовищах.
Із чистих фторидів, сульфідів, фосфідів, арсенідів деяких металів виготовляють оптичну кераміку, що застосовується у ІЧ-техніці.
При виготовленні кераміки з глини і непластичного матеріалу останній подрібнюють у кульових млинах, а глини з додаванням води розмелюють у стругачах або розпускають у змішувачах; отримані суспензії дозують і зливають у змішувальні басейни.
Кермети
Кермети — це композиційні матеріали, що містять метали (чи сплави) і один або кілька видів кераміки. У порівнянні з вихідними компонентами мають покращені властивості. Композиції, у яких присутність кераміки поліпшує властивості металу, називають дисперснозміцненими керметами або інфракерметами, композиції, у яких метал поліпшує властивості кераміки, — ультракерметами.
Як керамічну складову в керметах звичайно використовують оксиди Al, Be, Mg, Zr, Th, U, карбіди W, Ti, Ta, Nb, Cr, бориди Zr, Ti, а як металеву — тугоплавкі метали (W, Мо та ін.), метали групи Fe і легкоплавкі метали (Cu, Al, Mg). До керметів відносять також тверді сплави на основі Ni, Со й карбідів W, Ti, Та, Мо, що характеризуються високою твердістю, міцністю, жаростійкістю і жароміцністю.
При виборі вихідних компонентів керметів керуються принципами їх хімічного, фізичного і технологічного узгодження. Хімічне узгодження означає відсутність хімічної взаємодії між керамічними і металевими складовими, фізичне — відсутність взаємного розчинення при нагріванні й необхідне поєднання властивостей компонентів (коефіцієнт теплового розширення, модуль пружності тощо), технологічне узгодження — близькість температур спікання керамічних і металевих складових керметів, беруть до уваги розходження значень густини компонентів, змочування легкоплавким компонентом більше тугоплавкого.
Для керметів на основі оксидів найчастіше використовують метали, які утворюють оксиди, ізоморфні основному оксидному компоненту керметів, і такі, що утворюють взаємні тверді розчини. У керметах на основі карбідів використовують метали, які не утворюють карбіди або обмежено розчинюють вуглець; у керметах на основі нітридів — метали, що не утворюють стійких нітридів або обмежено розчинюють азот.
Вироби з керметів одержують головним чином спіканням, а також просоченням керамічної пористої заготовки розплавленим металом, осадженням металів з розчинів на поверхні керамічних часток. Вихідні порошки одержують подрібненням (іноді спільно) у кульових, вібраційних та ін. млинах, використовуючи як середовище органічні рідини. Для попередження розшарування порошків або суспензій внаслідок розходження густини металу і кераміки в суміш вводять в'язкі рідини й різноманітні добавки. Після висушування порошки формують пресуванням, шлікерним литтям, видавлюванням, прокаткою тощо. Спікання керметів у печах здійснюють в атмосфері інертного газу чи у вакуумі. На цій стадії намагаються уникати окислювання, азотування або карбідизації металу і відновлення оксидів, а також дисоціації нітридів і карбідів.
Джерела
- Технічна кераміка: область застосування > In4stroy. in4stroy.com.ua (амер.). Процитовано 25 червня 2017.[недоступне посилання з липня 2019]
- Кераміка України (PDF). http://www.logos.biz.ua/proj/keram/. ТОВ «Видавничий центр «Логос Україна».
Див. також
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Tehnichna keramika zbirna nazva dlya virobiv sho harakterizuyutsya pidvishenoyu tverdistyu zharo i znosostijkistyu Taki virobi vigotovlyayutsya spikannyam oksidiv metalu a takozh glin ta inshih spoluk z tugoplavkimi vlastivostyami Komponenti pidshipnikiv z 100 nitridu kremniyu Si3N4 Keramichnij nizh Keramika greck Kerameikos goncharne mistectvo vid keramos glina nemetalichni materiali j virobi sho oderzhuyut za dopomogoyu spikannya glin abo poroshkiv neorganichnih rechovin Za strukturoyu keramika pidrozdilyayetsya na grubu yaka maye grubozernistu neodnoridnu v zlami strukturu poristist 5 30 i tonku z odnoridnoyu dribnozernistoyu strukturoyu poristist lt 5 Do gruboyi keramiki vidnosyat bagato budivelnih keramichnih materialiv napriklad licova cegla do tonkoyi porcelyana p yezo i segnetokeramiku feriti kermeti deyaki vognetrivi ta in a takozh fayans napivporcelyanu majoliku V osoblivu grupu vidilyayut tak zvanu visokoporuvatu keramiku poristist 30 90 do yakoyi zvichajno vidnosyat teploizolyacijni keramichni materiali Tehnichna keramika znahodit shiroke zastosuvannya v riznih oblastyah prikladnoyi diyalnosti metaloobrobka priladobuduvannya energetika elektrotehnika elektronika medicina ekologiya i t d Take shiroke ohoplennya zumovlene prekrasnimi strukturnimi mehanichnimi i teplovimi vlastivostyami materialiv U himichnij ta virobnichih sferah vikoristannya vidpovidnih virobiv pidvishuyut riven nadijnosti provedenih tehnologichnih operacij Z ekologichnoyi zh tochki zoru mova jde pro zasib zastosuvannya yakogo v ramkah virobnictva spriyaye istotnomu znizhennyu vikidiv shkidlivih rechovin v atmosferu Tipi keramikiZalezhno vid himichnogo skladu rozriznyayut oksidnu karbidnu nitridnu silicidnu ta inshi tipi keramik Oksidna keramika harakterizuyetsya visokim pitomim elektrichnim oporom 10 10 Om sm mezheyu micnosti na stisk do 5 GPa stijkistyu v okisnih seredovishah u shirokomu intervali temperatur deyaki vidi visokotemperaturnoyu nadprovidnistyu napriklad itrij bariyeva keramika keramika na osnovi vismutu abo rtuti pniktogenna ta in a takozh visokoyu vognetrivkistyu Oksidna keramika Sered oksidnoyi keramiki viriznyayut nastupni vidi Alyumosilikatna keramika Keramika na osnovi SiO2 Al2O3 abo z kozhnogo z cih oksidiv okremo Z alyumosilikatnoyi keramiki vigotovlyayut posud detali i futerovku koksovih i martenivskih pechej raket kosmichnih aparativ i yadernih reaktoriv nosiyi dlya katalizatoriv korpusi galogennih lamp kistkovi implantati detali radioaparaturi ta bagato chogo inshogo Keramika na osnovi SiO2 ta inshih oksidiv Kremnezemna keramika mistit bilshe 80 SiO2 i pidrozdilyayetsya na kvarcovu i dinasovu keramiku Pershu vigotovlyayut iz kvarcovogo skla abo zhilnogo kvarcu drugu spikannyam kvarcitu v prisutnosti Fe2O3 i Sa OH 2 Kvarcova keramika maye visoku termichnu j radiacijnu stijkist radioprozorist visoku kislotostijkist i vognetrivkist Do cogo tipu materialiv vidnosyat takozh keramiku skladu SiO2 Al2O3 MgO kordieritova ZrSiO4 cirkonova SiO2 Al2O3 Li2O spodumenova SiO2 Al2O3 VaO celzianova keramika Dlya vigotovlennya takoyi keramiki zvichajno vikoristovuyut glinu kaolin talk karbonati Va Li i Sa MgO minerali evkriptit spodumen petalit asharit trepel vapnyak Zastosovuyut u virobnictvi radiotehnichnih detalej teploobminnikiv vognetriviv izolyatoriv avto i aviasvichok ta in Keramika na osnovi TiO2 titanativ i cirkonativ Va Sr Pb a takozh keramika na osnovi niobativ i tantalativ Pb Va K i Na Taka keramika harakterizuyetsya visokim elektrichnim oporom visokoyu dielektrichnoyu proniknistyu i zastosovuyetsya v elektronici i radiotehnici Keramika na osnovi MgO Oderzhuyut iz magnezitu dolomitu vapnyaku hromomagnezitu sintetichnogo MgO Keramika iz chistogo MgO vikoristovuyetsya dlya virobnictva izolyatoriv MGD generatoriv ilyuminatoriv litalnih aparativ yak nosiyi dlya katalizatoriv Shpinelna keramika na osnovi feritiv golovnim chinom Ni So Mn Sa Mg Zn Maye yak pravilo feromagnitni vlastivosti i zdatna utvoryuvati tverdi rozchini zamishennya Zastosovuyut taku keramiku dlya vigotovlennya magnitoprovodiv serdechnikiv kotushok ta in detalej u pristroyah pam yati tosho Keramika na osnovi oksidiv VeO ZrO2 HiO2 Y2O3 UO2 Himichno stijka j termostijka Karbidna keramika Do karbidnoyi keramiki vidnosyat karborundovu keramiku a takozh materiali na osnovi karbidiv Ti Nb W Vsi vidi takoyi keramiki mayut visoki elektro i teploprovidnist vognetrivkist stijkist v bezkisnevomu seredovishi keramika na osnovi SiC sho stijka do 1500 S u okisnih seredovishah Karborundovu keramiku vigotovlyayut iz poroshku SiC abo vipalom S u Si Vona maye visoku mezhu micnosti pri stisku Karbidnu keramiku vikoristovuyut yak konstrukcijni materiali vognetriviv dlya vigotovlennya visokotemperaturnih nagrivachiv elektrichnih pechej i instrumentiv u metaloobrobnij promislovosti keramika na osnovi karbidiv Ti Nb W Nitridna keramika Do nitridnoyi keramiki vidnosyat materiali na osnovi BN AlN Si3N4 U Ru N a takozh keramiku oderzhanu spikannyam spoluk sho mistyat Si Al O N za pochatkovimi litrami elementiv sho vhodyat u keramiku yiyi nazivayut sialon abo spoluki sho mistyat Y Zr O i N Keramichni nitridni materiali zastosovuyut dlya vigotovlennya instrumentiv u metaloobrobnij promislovosti tigliv dlya plavki deyakih napivprovidnikovih materialiv NVCh izolyatoriv ta in Keramika z Si3N4 konstrukcijnij material sho zaminyuye zharomicni splavi z So Ni Cr Fe Silicidna keramika Sered silicidnoyi keramiki najposhirenishoyu ye keramika z MoSi2 Vona harakterizuyetsya malim elektrichnim oporom 170 200 mkOm sm stijkistyu v okisnih seredovishah do 1650 S rozplavah metaliv i solej Vigotovlyayetsya spikannyam poroshku MoSi2 z dobavkami Y2O3 ta in oksidiv Zastosovuyut dlya vigotovlennya elektronagrivnikiv sho pracyuyut v okisnih seredovishah Iz chistih ftoridiv sulfidiv fosfidiv arsenidiv deyakih metaliv vigotovlyayut optichnu keramiku sho zastosovuyetsya u ICh tehnici Pri vigotovlenni keramiki z glini i neplastichnogo materialu ostannij podribnyuyut u kulovih mlinah a glini z dodavannyam vodi rozmelyuyut u strugachah abo rozpuskayut u zmishuvachah otrimani suspenziyi dozuyut i zlivayut u zmishuvalni basejni Kulovij mlinKermetiKermeti ce kompozicijni materiali sho mistyat metali chi splavi i odin abo kilka vidiv keramiki U porivnyanni z vihidnimi komponentami mayut pokrasheni vlastivosti Kompoziciyi u yakih prisutnist keramiki polipshuye vlastivosti metalu nazivayut dispersnozmicnenimi kermetami abo infrakermetami kompoziciyi u yakih metal polipshuye vlastivosti keramiki ultrakermetami Yak keramichnu skladovu v kermetah zvichajno vikoristovuyut oksidi Al Be Mg Zr Th U karbidi W Ti Ta Nb Cr boridi Zr Ti a yak metalevu tugoplavki metali W Mo ta in metali grupi Fe i legkoplavki metali Cu Al Mg Do kermetiv vidnosyat takozh tverdi splavi na osnovi Ni So j karbidiv W Ti Ta Mo sho harakterizuyutsya visokoyu tverdistyu micnistyu zharostijkistyu i zharomicnistyu Pri vibori vihidnih komponentiv kermetiv keruyutsya principami yih himichnogo fizichnogo i tehnologichnogo uzgodzhennya Himichne uzgodzhennya oznachaye vidsutnist himichnoyi vzayemodiyi mizh keramichnimi i metalevimi skladovimi fizichne vidsutnist vzayemnogo rozchinennya pri nagrivanni j neobhidne poyednannya vlastivostej komponentiv koeficiyent teplovogo rozshirennya modul pruzhnosti tosho tehnologichne uzgodzhennya blizkist temperatur spikannya keramichnih i metalevih skladovih kermetiv berut do uvagi rozhodzhennya znachen gustini komponentiv zmochuvannya legkoplavkim komponentom bilshe tugoplavkogo Dlya kermetiv na osnovi oksidiv najchastishe vikoristovuyut metali yaki utvoryuyut oksidi izomorfni osnovnomu oksidnomu komponentu kermetiv i taki sho utvoryuyut vzayemni tverdi rozchini U kermetah na osnovi karbidiv vikoristovuyut metali yaki ne utvoryuyut karbidi abo obmezheno rozchinyuyut vuglec u kermetah na osnovi nitridiv metali sho ne utvoryuyut stijkih nitridiv abo obmezheno rozchinyuyut azot Virobi z kermetiv oderzhuyut golovnim chinom spikannyam a takozh prosochennyam keramichnoyi poristoyi zagotovki rozplavlenim metalom osadzhennyam metaliv z rozchiniv na poverhni keramichnih chastok Vihidni poroshki oderzhuyut podribnennyam inodi spilno u kulovih vibracijnih ta in mlinah vikoristovuyuchi yak seredovishe organichni ridini Dlya poperedzhennya rozsharuvannya poroshkiv abo suspenzij vnaslidok rozhodzhennya gustini metalu i keramiki v sumish vvodyat v yazki ridini j riznomanitni dobavki Pislya visushuvannya poroshki formuyut presuvannyam shlikernim littyam vidavlyuvannyam prokatkoyu tosho Spikannya kermetiv u pechah zdijsnyuyut v atmosferi inertnogo gazu chi u vakuumi Na cij stadiyi namagayutsya unikati okislyuvannya azotuvannya abo karbidizaciyi metalu i vidnovlennya oksidiv a takozh disociaciyi nitridiv i karbidiv DzherelaTehnichna keramika oblast zastosuvannya gt In4stroy in4stroy com ua amer Procitovano 25 chervnya 2017 nedostupne posilannya z lipnya 2019 Keramika Ukrayini PDF http www logos biz ua proj keram TOV Vidavnichij centr Logos Ukrayina Div takozhKeramika Tverdi splavi