KERAAMISET MATERIAALIT: OMINAISUUDET, TYYPIT, KÄYTTÖTAVAT - KULTTUURISANASTO - 2026

Keraamiset materiaalit koostuvat epäorgaanisista, metallisen tai ei kiinteitä aineita, jotka on lämpökäsitelty. Sen pohja on yleensä savi, mutta on olemassa erityyppisiä koostumuksia.

Tavallinen savi on keraaminen tahna. Myös punainen savi on eräänlainen keraaminen materiaali, jonka komponenteissa on alumiinisilikaatteja. Nämä materiaalit muodostetaan kiteisten ja / tai lasimaisten faasien seoksella.

Jos ne on valmistettu yhdellä kidellä, ne ovat yksivaiheisia. Ne ovat monikiteisiä, kun ne koostuvat monista kiteistä.

Keraamisten materiaalien kiteinen rakenne riippuu ionien sähkövarauksen arvosta ja kationien ja anionien suhteellisesta koosta. Mitä suurempi anionien määrä ympäröi kationia, sitä vakaampi saatu kiinteä aine on.

Keraamiset materiaalit voivat olla tiheän kiinteän aineen, kuidun, hienon jauheen tai kalvon muodossa.

Sanan keraaminen alkuperä on kreikkalaisessa sanassa keramikos, jonka merkitys on "palanut asia".

syyte

Keraamisten materiaalien käsittely riippuu hankittavan materiaalin tyypistä. Keraamisen materiaalin valmistaminen vaatii kuitenkin yleensä seuraavat prosessit:

1- Raaka-aineiden sekoittaminen ja jauhaminen

Tämä on prosessi, jossa raaka-aineet yhdistetään ja niiden koko ja jakauma yritetään homogenisoida.

2- muodostuminen

Tässä vaiheessa taikinalle annetaan muoto ja koostumus, joka saavutetaan raaka-aineilla. Tällä tavalla seoksen tiheyttä lisätään parantaen sen mekaanisia ominaisuuksia.

3 - muovaus

Se on prosessi, jolla minkä tahansa todellisen objektin esitys tai kuva (kolmannessa ulottuvuudessa) luodaan. Muotiksi yksi näistä prosesseista suoritetaan yleensä:

painamalla

Raaka-aine puristetaan muottiin. Kuivaa puristamista käytetään usein tulenkestävien tuotteiden ja elektronisten keraamisten komponenttien valmistukseen. Tämän tekniikan avulla voidaan valmistaa useita kappaleita nopeasti.

Barboniittimuovaus

Se on tekniikka, jonka avulla sama muoto voidaan tuottaa satoja kertoja ilman virheitä tai muodonmuutoksia.

puristamiseen

Se on prosessi, jonka aikana materiaali työnnetään tai uutetaan muotin läpi. Käytetään selkeän ja kiinteän poikkileikkauksen omaavien kohteiden tuottamiseen.

4 - Kuivaus

Se on prosessi, joka koostuu veden haihtumisen ja sen aiheuttamien supistumisen kontrolloimisesta kappaleessa.

Se on prosessin kriittinen vaihe, koska siitä riippuu, onko pala palamassa muodossa.

5- Keittäminen

Tästä vaiheesta saadaan "kakku". Tässä prosessissa saven kemiallinen koostumus muuttuu hauraaksi, mutta vesihuokoiseksi.

Tässä vaiheessa lämmön täytyy nousta hitaasti, kunnes lämpötila on 600ºC. Tämän ensimmäisen vaiheen jälkeen koristeet tehdään, kun ne halutaan tehdä.

On tärkeää varmistaa, että palat erotetaan uunin sisällä muodonmuutosten välttämiseksi.

Keraamisten materiaalien ominaisuudet

Vaikka näiden materiaalien ominaisuudet riippuvat suuresti niiden koostumuksesta, niillä on yleensä seuraavat ominaisuudet:

• Kristallirakenne. On kuitenkin myös materiaaleja, joilla ei ole tätä rakennetta tai joilla on vain tietyillä aloilla.
• Niiden tiheys on noin 2 g / cm3.
• Nämä ovat materiaaleja, joilla on sähkön ja lämmön eristävät ominaisuudet.
• Niillä on alhainen laajenemiskerroin.
• Niiden sulamispiste on korkea.
• Ne ovat yleensä vedenpitäviä.
• Ne eivät ole palavia eikä hapettavia.
• Ne ovat kovia, mutta hauraita ja kevyitä samanaikaisesti.
• Ne kestävät puristumista, kulumista ja korroosiota.
• Heillä on pakkas tai kyky kestää matalia lämpötiloja heikentymättä.
• Heillä on kemiallinen stabiilisuus.
• Ne vaativat jonkin verran huokoisuutta.

Luokitus: keraamisten materiaalien tyypit

1- punainen keraaminen

Se on yleisin savityyppi. Sillä on punertava väri, joka johtuu rautaoksidin läsnäolosta.

Kypsennettynä se koostuu aluminaatista ja silikaatista. Se on käsitelty vähiten kaikista. Jos se murtuu, seurauksena on punertava maa. Se läpäisee kaasut, nesteet ja rasvat.

Tätä savea käytetään yleisesti tiileihin ja lattioihin. Sen polttolämpötila on 700 - 1000 ° C, ja se voidaan peittää tinaoksidilla vesitiiviiden fajanssien saamiseksi. Italialaiset ja englantilaiset keramiikat on valmistettu erityyppisillä saveilla.

2 - valkoinen keraaminen

Se on puhtaampaa materiaalia, joten niissä ei ole tahroja. Niiden rakeisuus on hallittavissa ja ne yleensä emaloidaan ulkopuolelta niiden läpäisemättömyyden parantamiseksi.

Sitä käytetään saniteettitavaran ja ruokailuvälineiden valmistukseen. Tähän ryhmään kuuluvat:

Posliini

Se on materiaalia, joka on valmistettu kaoliinista, erittäin puhtaasta savityypistä, johon maasälpä ja kvartsia tai kiveä lisätään.

Tämän materiaalin kypsennys suoritetaan kahdessa vaiheessa: ensimmäisessä vaiheessa se keitetään 1000 tai 1300 ° C: ssa; ja toisessa vaiheessa voidaan saavuttaa 1800 ° C.

Posliini voi olla pehmeä tai kova. Pehmeiden tapauksessa ensimmäisen keittovaiheen lämpötila on 1000 ° C.

Sitten se poistetaan uunista lasituksen levittämiseksi. Sitten se menee takaisin uuniin toista vaihetta varten, jossa vähimmäislämpötila on 1250 ° C.

Kovien posliinien tapauksessa toinen keittovaihe suoritetaan korkeammassa lämpötilassa: 1400 ° C tai enemmän.

Ja jos se on tarkoitus sisustaa, määritelty koriste tehdään ja laitetaan uuniin, mutta tällä kertaa noin 800 ° C: seen.

Sillä on teollisuudessa useita käyttökohteita esineiden valmistamiseen kaupalliseen käyttöön (esimerkiksi astiat) tai erikoistuneempiin kohteisiin (kuten muuntajan eristys).

3 - Tulenkestävä

Se on materiaali, joka kestää erittäin korkeita lämpötiloja (jopa 3000 ° C) ilman muodonmuutoksia. Ne ovat savia, joissa on suuret määrät alumiinioksidia, berylliumia, toriumia ja zirkoniumia.

Ne kypsennetään lämpötilassa 1300 - 1600 ° C, ja ne on jäähdytettävä asteittain, jotta vältetään vioittuminen, halkeamia tai sisäisiä rasituksia.

Eurooppalainen standardi DIN 51060 / ISO / R 836 vahvistaa, että materiaali on tulenkestävää, jos se pehmenee vähintään 1500 ° C lämpötilassa.

Tiilet ovat esimerkki tällaisesta materiaalista, jota käytetään uunien rakentamiseen.

4 - lasit

Lasit ovat piipohjaisia ​​nestemäisiä aineita, jotka jähmettyvät eri muodoissa jäähtyessään.

Piipohjaan lisätään erilaisia ​​juoksevia aineita valmistettavan lasityypin mukaan. Nämä aineet alentavat sulamispistettä.

5 - sementit

Se on kalkkikivestä ja jauhetusta kalsiumista koostuva materiaali, joka tulee jäykkää sekoitettuna nesteen (mieluiten veden) kanssa ja annetaan laskeutua. Kun se on märkä, se voidaan muovata haluamaasi muotoon.

6- Hioma-aineet

Ne ovat mineraaleja, joissa on erittäin kovia hiukkasia ja joiden komponenttien joukossa on alumiinioksidia ja timanttipastaa.

Erityiset keraamiset materiaalit

Keraamiset materiaalit ovat kestäviä ja kovia, mutta ovat myös hauraita, minkä vuoksi hybridi- tai komposiittimateriaalit on kehitetty lasikuitumateriaalilla tai muovipolymeerimatriisilla.

Keraamisia materiaaleja voidaan käyttää näiden hybridien kehittämiseen. Nämä ovat materiaaleja, jotka koostuvat piidioksidista, alumiinioksidista ja joistakin metalleista, kuten koboltti, kromi ja rauta.

Näiden hybridien suunnittelussa käytetään kahta tekniikkaa:

Syntetisoitu

Se on tekniikka, jossa metallijauheet tiivistetään.

Paista

Tällä tekniikalla seos aikaansaadaan puristamalla metallijauhe yhdessä keraamisen materiaalin kanssa sähköuunissa.

Tähän luokkaan kuuluvat ns. Komposiittimatriisikeramiikat (CMC). Ne voidaan luetella:

- Kovametallit

Kuten volframi, titaani, pii, kromi, boori tai hiilellä vahvistettu piikarbidi.

- Nitridejä

Kuten pii, titaani, keraaminen oksynitridi tai sialoni.

-

Ne ovat keraamisia materiaaleja, joilla on sähkö- tai magneettiset ominaisuudet.

Keraamisten materiaalien neljä pääkäyttöä

1- Ilmailualalla

Tällä alalla vaaditaan kevyitä komponentteja, jotka kestävät korkeita lämpötiloja ja mekaanisia vaatimuksia.

2- lääketieteessä

Tällä alueella ne ovat hyödyllisiä luiden, hampaiden, implanttien jne. Valmistuksessa.

3 - Elektroniikassa

Kun näitä materiaaleja käytetään muun muassa laservahvistimien, kuituoptiikan, lauhduttimien, linssien, eristimien valmistukseen.

4- energia-alalla

Siellä keraamiset materiaalit voivat johtaa esimerkiksi ydinpolttoaineiden komponentteihin.

7 merkittävinä keraamisia materiaaleja

1- alumiinioksidi (Al2O3)

Sitä käytetään sulan metallin sisältämiseen.

2- alumiinitrididi (AIN)

Sitä käytetään integroitujen piirien materiaalina ja AI203: n korvikkeena.

3- boorikarbidi (B4C)

Sitä käytetään ydinaseiden valmistukseen.

4 - piikarbidi (SiC)

Sitä käytetään metallien pinnoittamiseen sen hapettumiskestävyyden vuoksi.

5 - piinitridi (Si3N4)

Niitä käytetään autojen moottorien ja kaasuturbiinien komponenttien valmistuksessa.

6- titaaniboori (TiB2)

Se osallistuu myös kilpien valmistukseen.

7 - Urania (UO2)

Se toimii ydinreaktorien polttoaineena.

Viitteet

1. Alarcón, Javier (s / f). Keraamisten materiaalien kemia. Palautettu: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Keraamiset ominaisuudet. Palautettu osoitteesta: konstruktorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Keramiikan rakenne ja ominaisuudet. Palautettu osoitteesta: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Ruoanlaitto. Palautettu osoitteesta: ceramicdictionary.com
5. ARQHYS-lehti (2012). Keraamiset ominaisuudet. Palautettu osoitteesta: arqhys.com
6. Kansallinen teknillinen yliopisto (2010). Keraamisten materiaalien luokittelu. Palautettu osoitteesta: Cienciamateriales.argentina-foro.com
7. Kansallinen tekninen yliopisto (s / f). Keraamiset materiaalit. Palautettu: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Keraaminen materiaali. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org