חומרים קרמיים מאפיינים, סוגי, שימושים, תכונות

ה חומרים קרמיים הם מורכבים ממוצקים אנאורגניים, מתכתיים או אחרים, שהיו נתונים לחום. הבסיס שלה הוא בדרך כלל חימר, אבל יש סוגים שונים עם קומפוזיציות שונות.

החימר הנפוץ הוא דבק קרמי. גם טיט אדום הוא סוג של חומר קרמי בעל סיליקטים אלומיניום בין מרכיביו. חומרים אלה נוצרים על ידי תערובת של שלבי גבישי ו / או זגוגי.

אם הם מיוצרים עם גביש בודד, הם monophasic. הם polycrystalline כאשר הם מיוצרים על ידי גבישים רבים.

המבנה הגבישי של החומרים הקרמיים תלוי בערך המטען החשמלי של היונים ובגודל היחסי של הקטיונים והאניונים.

ככל שמספר האניונים הגובלים בקטיון המרכזי, כך היציב המתקבל יהיה יציב יותר.

חומרים קרמיים ניתן למצוא בצורה של מוצק מוצק, סיבים, אבקה או סרט.

מקור המילה קדרות נמצא במילה היוונית קרמיקוס, שמשמעותו "דבר נשרף".

עיבוד

העיבוד של חומרים קרמיים תלוי בסוג החומר המיועד להתקבל. עם זאת, ייצור חומר קרמי בדרך כלל דורש את התהליכים הבאים:

1 - ערבוב ושחיקה של חומרי גלם

זהו התהליך שבו מתאחדים חומרי הגלם ונעשה ניסיון להומוגניזציה של גודלם וחלוקתם.

קונפורמציה

בשלב זה צורה ועקביות ניתנת המסה כי מושגת עם חומרי גלם. בדרך זו צפיפות התערובת מוגברת, שיפור תכונות מכניות שלה.

3. דפוס

זהו התהליך שבו נוצר ייצוג או דימוי (בממד השלישי) של כל אובייקט ממשי שנוצר. כדי לעצב נפוץ אחד התהליכים האלה מתבצעת:

לחוץ

חומר הגלם נלחץ בתוך קובייה. יבש הקשה משמש לעתים קרובות כדי להפוך מוצרים עקשן ורכיבים קרמיקה אלקטרוניים. טכניקה זו מאפשרת לייצר כמה חתיכות במהירות.

יציקת ברבוניט

זוהי טכניקה המאפשרת לייצר מאות פעמים את אותה צורה ללא שגיאות או עיוותים.

שחול

זהו תהליך שבו החומר הוא דחף או חילוץ דרך למות. הוא משמש ליצירת אובייקטים עם חתך ברור וברור.

4- ייבוש

זהו תהליך שמטרתו לשלוט על התאיידות המים והצירים שהיא מייצרת בתוכה.

זהו שלב קריטי של התהליך כי זה תלוי היצירה שמירה על צורתו.

5- בישול

משלב זה אתה מקבל את "עוגת ספוג". בתהליך זה ההרכב הכימי של החימר משתנה כך שהוא שביר אך נקבובי למים.

בשלב זה החום חייב לעלות לאט עד טמפרטורה של 600 מעלות צלסיוס הוא הגיע. לאחר השלב הראשון הוא כי קישוטים נעשים, כאשר הם רוצים לעשות.

חשוב לוודא כי החלקים מופרדים בתוך התנור, כדי למנוע עיוותים.

מאפיינים

למרות המאפיינים של חומרים אלה תלויים במידה רבה על הרכב שלהם, הם בדרך כלל חולקים את המאפיינים הבאים:

• מבנה גביש עם זאת, ישנם גם חומרים שאין להם מבנה זה או יש את זה רק במגזרים מסוימים.
• יש להם צפיפות משוער של 2g / cm3.
• הוא עוסק בחומרים עם תכונות בידוד של חשמל וחום.
• יש להם מקדם התפשטות נמוך.
• יש להם נקודת התכה גבוהה.
• הם בדרך כלל עמיד למים.
• אנחנו לא דליקים או oxidizable.
• הם קשים, אבל שבירים וקלים בעת ובעונה אחת.
• הם עמידים דחיסה, ללבוש קורוזיה.
• יש להם כוויות קור, או היכולת לעמוד בטמפרטורות נמוכות ללא הידרדרות.
• יש להם יציבות כימית.
• הם דורשים נקבוביות מסוימת.

קפה

1. כלי חרס אדומים

זהו הסוג השופע ביותר של חומר. יש לו צבע אדמדם הנובע נוכחות של תחמוצת ברזל.

כאשר מבושל, הוא מורכב aluminate ו סיליקט. זה מעובד פחות מכל. אם זה שובר, התוצאה היא אדמת אדמדם. זה חדיר גזים, נוזלים ושומנים.

חימר זה משמש בדרך כלל לבנים ורצפות. טמפרטורת בישול שלה נע בין 700 ל 1000 מעלות צלזיוס, והוא יכול להיות מכוסה תחמוצת בדיל כדי להשיג כלי אוכל stanniferous. אריחים איטלקי ואנגלי עשויים עם סוגים שונים של חימר.

2 - קרמיקה לבנה

זה חומר טהור יותר, ולכן אין להם כתמים. הגראנולומטריה שלה מבוקרת יותר ובדרך כלל מזוגגת על פניה החיצוניים כדי לשפר את חדירותה.

הוא משמש בייצור של כלי סניטריים וכלי שולחן. בקבוצה זו הזן:

הפורצלן

זה חומר עשוי מקאולין, סוג של חומר טהור מאוד שאליו הוא מוסיף פלדספאר וקוורץ או צור.

הבישול של חומר זה נעשה בשני שלבים: בשלב הראשון הוא מבושל ב 1000 או 1300 מעלות צלזיוס; ובשלב השני יכול להגיע 1800 מעלות צלזיוס.

פורצלן יכול להיות רך או קשה. במקרה של רך, בשלב הראשון של הבישול מגיע 1000 ° C.

לאחר מכן הוא מוסר מהתנור כדי להחיל אמייל. ואז זה חוזר לתנור עבור השלב השני שבו טמפרטורת מינימום של 1250 מעלות צלזיוס מוחל.

במקרה של פורצלן קשה, שלב הבישול השני נעשה בטמפרטורה גבוהה יותר: 1400 מעלות צלזיוס או יותר.

ובמקרה זה הולך לקשט, את העיטור מוגדר ונכנס לתנור, אבל הפעם ב 800 מעלות צלזיוס.

יש לו שימוש רב בתעשייה כדי לפרט אובייקטים של שימוש מסחרי (כלי שולחן, למשל), או עבור אובייקטים של שימוש מיוחד יותר (כמו מבודדים בשנאים).

3 עקשן

זהו חומר שיכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות מאוד (עד 3000 מעלות צלזיוס) ללא עיוות. הם טיט כי יש פרופורציות גדולות של תחמוצת אלומיניום, בריליום, תוריום וזירקוניום.

הם מבושלים בין 1300 ו 1600 מעלות צלזיוס, ויש לקרר בהדרגה כדי למנוע פגמים, סדקים או לחצים פנימיים.

תקן האירופי DIN 51060 / ISO / R 836 קובע כי חומר הוא עקשן אם הוא מרכך בטמפרטורה מינימלית של 1500 ° C.

הלבנים הן דוגמה לסוג זה של חומר, המשמש לבניית תנורים.

4- משקפיים

משקפיים הם חומרים נוזליים עם בסיס סיליקון, אשר להתמצק עם צורות שונות כאשר מקורר.

זרימות שונות מתווספות לבסיס הסיליקון, בהתאם לסוג הזכוכית שיש לייצר. חומרים אלה מורידים את נקודת ההתכה.

5- צמנט

זהו חומר המורכב אבן גיר סידן הקרקע, אשר הופך נוקשה פעם זה מעורבב עם נוזל (רצוי מים), מותר לעמוד. בעוד רטוב, זה יכול להיות מעוצב על הצורה הרצויה.

6 - שוחקים

הם מינרלים עם חלקיקים קשים מאוד, כי יש תחמוצת אלומיניום ודבק יהלומים, בין המרכיבים שלהם.

חומרי קרמיקה מיוחדים

חומרים קרמיים קשים וקשים אבל הם גם שבירים, ולכן הם פיתחו חומרים היברידיים או מרוכבים עם מטריצה ​​של פיברגלס או פולימר פלסטיק.

חומרים קרמיים ניתן להשתמש כדי לפתח את כלאיים. אלה הם חומרים המורכבים של דו תחמוצת סיליקון, תחמוצת אלומיניום וכמה מתכות כגון קובלט, כרום וברזל.

בהרחבה של כלאיים אלה נעשה שימוש בשתי טכניקות:

מסונתז

זוהי טכניקה שבה אבקות מתכת הם דחוסים.

הפריט

בעזרת טכניקה זו סגסוגת מושגת על ידי דחיסת אבקת מתכתי יחד עם החומר הקרמי בתנור חשמלי.

בקטגוריה זו לבוא שנקרא קרמיקה מטריקס מורכב (CMC). בין אלה ניתן לציין:

- קרבידס

כמו טונגסטן, טיטניום, סיליקון, כרום, בורון או פחמן מחוזק סיליקון.

- ניטרידס

כמו סיליקון, טיטניום, oxyinitride קרמי או sialon.

- תחמוצות קרמיות 

כמו אלומינה וזירקוניה.

- אלקטרו-קרמיקה

הם חומרים קרמיים עם תכונות חשמליות או מגנטיות.

4 השימושים העיקריים של חומרים קרמיים

1 - בתעשיית התעופה והחלל

בתחום זה, רכיבים אור עם התנגדות לטמפרטורות גבוהות דרישות מכניות נדרשים.

2. ביומדין

באזור זה הם שימושיים להכנת עצמות, שיניים, שתלים, וכו '.

3 בתחום האלקטרוניקה

היכן החומרים משמשים לייצור מגברי לייזר, סיבים אופטיים, קבלים, עדשות, מבודדים, בין היתר.

4 - בתעשיית האנרגיה

זה המקום שבו חומרים קרמיים יכול לגרום רכיבים דלק גרעיני, למשל.

7 חומרים קרמיים הבולטים ביותר

1 - אלומינה (Al2O3)

הוא משמש להכיל מתכת מותכת.

2 - ניטריד אלומיניום (AIN)

הוא משמש חומר עבור מעגלים משולבים כתחליף AI203.

3 - בורון קרביד (B4C)

הוא משמש לייצור מיגון גרעיני.

4- סיליקון קרביד (SiC)

הוא משמש מתכות המתכת, על התנגדותה חמצון.

5 - ניטריד הסיליקון (Si3N4)

הם משמשים בייצור של רכיבים של מנועי רכב טורבינות גז.

6- טיטניום בוריד (TiB2)

היא גם משתתפת בייצור שריון.

7- אוראניה (UO2)

משמש דלק עבור כורים גרעיניים.

הפניות

1. Alarcón, חבייר (s / f). כימיה של חומרים קרמיים. שוחזר מ: uv.es
2. ש ', פליפה (2010). מאפיינים של קרמיקה. מקור:
3. לאזארו, ג'ק (2014). מבנה ומאפיינים של קרמיקה. מקור: prezi.com
4. מוסי, סוזן (s / f). בישול מקור:
5. מגזין ARQHYS (2012). מאפיינים של קרמיקה. מקור: arqhys.com
6. האוניברסיטה הטכנולוגית הלאומית (2010). סיווג חומרים קרמיים. מקור: cienciamateriales.argentina-foro.com
7. האוניברסיטה הטכנולוגית הלאומית (s / f). חומרים קרמיים מקור: frm.utn.edu.ar
8. ויקיפדיה (s / f). חומר קרמי מקור: en.wikipedia.org