Големина на текста:
СПЕЦИАЛНА КЕРАМИКА
1.Суровини за формиране на специалната керамика
Материалите за изготвяне на специалните керамични продукти обикновено са
оксиди, нитриди, карбиди на определени метали или метални съединения.
Керамиката е поликристален материал, твърдостта на който много зависи от
неговата структура и най-вече от наличието на ковалентна връзка в структурата
на суровините. Това дава възмож-ност за получаването на материали с висока
твърдост при висока температура. Най-широко използваните суровини в
практиката са:
- Силициев карбид- SiC. Карбидите представляват
бинарни съединения на С, т. е. Той е свързан с метала в съотношение 1:1.
Известни са 2 модификации на силициевия карбид: ?- SiC с хексагонална
структура или ромбоедрична и тригонална система и ?- SiC в кубическа
(хексаедрична) система. Цветът на карбида се определя от от примесите в него
и е от безцветен до жълт, а понякога и до зеленикав. Той притежава добра
устойчивост на топлинни удари и повишена термична устойчивост. При
температура 2050°C започва дисоциация, а при 2750°C изпарение.
Окислението на карбида във въздушна среда започва при 750°C. Продуктът на
окислението се явява кремнезит, който образува на повърхността на зърната от
SiC тънък филм, възпрепядстващ по-натътъшното окислсние. Неговата
твърдост и тиоплоустойчивост го правят подходящ при изготвяне на абразивни
огнеупорни изделия. Силициевият карбид при ниски температури е диелектрик
или полупроводник, а при високи температури може да се използва като
проводящ или високо съпротивителен материал. Недостатък на карбида е
трудното му спичане.
. След диаманта и борния нитрид, борният карбид е
третият по твърдост материал. Но докато първите 2 много бързо губят
твърдостта си при високи температури, и при 1000 °C не губи своите свойства.
Стабилен е в среда на водна пара, при малки налягания и поради това намира
приложение в ракетната и турбинна техника. Материалът има способността да
взаимодейства с други метали, при което се получават бориди или нови
комбинирани съединения. Това е материал, който лесно поглъща топлинни
неутрони при високи температури и намира приложение в атомните реактори.
В практиката се използват и TiC, който притежава висока твърдост при високи
температури. За производство на кер. материали се използват неговите сплави
TiC-Ni-Mo или TiC-WC-Co.
. Изкуствен материал получен, на основата
на силициев оксид при взаимодействието с въглерод в азотна среда. В чист вид
съединението се изпарява при температури над 1900°C. Притежава висока
химическа устойчивост към стопилки от цветни метали и много малък
коефициент на термично разширение, което го прави устойчив на бързи
топлинни промени. Силициевият нитрид се използва като термоустойчив
конструкционен материал вместо топлоустойчивите сплави. От него се изготвят
детайли на газови турбини, работещи при твърди режими.
. Синтетичен материал, който се синтезира при
1750°C от боксит в присъствието на кокс в азотна атмосфера. Топлоустойчив
материал, с отлична стабилност към разтопени метали Добри
електроизолационни свойства, превъзходна стабилност на топлинни удари
дори при високи температури.
. Това е материал, койти е химически неутрален.
Притежава висока елекроизолационна способност. Огнеупорността му е над
2000°C. Използва се за направа на тигли за разтопени метали. Борният нитрид
с хексагонална структура притежава ниска твъртдост. Поради това той често се
легира с цирконий, силициев нитрид, алуминиев оксид и др..Борният нитрид с
кубична структура е стабилен при високи температури и налягания. Вследствие
на това, че това съединение е почти аналогично по структура на елмаза, е
възможно неговото използване като абразивен материал.
Безводният оксид на алуминия има няколко кристални модификации.
Безусловно доказани са ?- ,?-, ?- модификациите, при това ?- и ?Al2O3 са
формите на чистия оксид. В природни условия се среща само ?- формата във
вид на минерала корунд, рубин или сапфир. Тази форма се образува при
температура над 1200°C при обезводняването на Al(OH)3 по посочената схема:
Al(OH)3 ?AlOOH 450°C ?Al2O3 1000 - 1200°C ? Al2O3
За разлика от устойчивия ? Al2O3 ?- формата взаимодейства с киселини и
основи.
Минералът корунд съдържа от 96 – 98.6% Al2O3 и различни изоморфни
примеси, като оксидите на желязото, хрома, титан, силиций и други. Най –
голямо влияние върху неговите свойства оказва Na2O, който влошава
качествата на корундовата керамика. Пречистването обикновено се
осъществява чрез обработка с киселини, при което от получения чист оксид се
изготвят пресовани изделия с особени свойства.
Зърната на техническия продукт притежават своеобразна структура. Те не
представляват монолитни безпорести кристали, а своеобразно свързани
кристали на ?- и ?- модификацията с размери, по – малки от 0.1um.,
образувайки сферолитна структура. Такава структура притежава около 50%
пористост, която оказва влияние върху технологичните свойства на изделията.
.В производството на техническата керамика се
използва само изкуствения ZrO2. Като суровини се използват
цирконосъдържащи минерали. Циркониевият оксид притежава висока химична
инертност по отношение на киселините и основините, а също към разтопени
метали, стъкла и др. Изключение правят само Н2SO4 и HF, с който
циркониевият оксид взаимодейства. Температурата на топене на оксида е
около 2760°C.
2.Характеристики и приложение на специалната керамика
Керамичните материали, като всяко твърдо тяло, се оценяватпо предела на
тяхната устойчивост при натиск, разтягане, статистическо или динамическо
огъване, асъщо по модула на неговата еластичност. За по-голяма част от
керамичните материали е в сила законът на Хук, в съответствие с който до
предела на пропорционалността, разтягащото напрежение ? е право
пропорционално на относителното удължение ? и връзката м/у тези две
величини, както знаем, се дава с модула на Юнг /1/. Съответно напрежението
на преместването ? е право пропорционално на относителната деформация на
премесъване ?, където G е модул на преместване /2/.
? = Е ?, /1/
? = G ?, /2/
Отношението м/у относителното изменение на дебелината на образеца и
относителното изменение на неговата дължина при едноосно свиване или
разтягане се нарича коефициент на Пуасон u. За повечето керамични
материали u заема стойности от 0.25 до 0.3 и е свързан с модула Е и G
посредством формула /3/.
u = ( E / 2G )-1, /3/
Твърдите неорганични материали е прието да се разделят по характера на
тяхното разрушаване на крехки, полукрехки и пластични. Характерната
пластична деформация при металите по време на тяхното разрушаване
напълно отсъства при керамичните материали. Разрушаването при
керамичните материали се осъществява или на основата на стъкловидната
фаза, или в резултат на малките пукнатини при наличието на висока
концентрация на дислокации в кристалната фаза. Друга причина за
осъществяването на процеса на разрушаване са различните температурни
коефициенти на линейно разширение на отделните фази. Посочените по–горе
условия показват, че абсолютните показатели за твърдостта на керамичните
изделия са фактор на техния химичен състав, а от там и отношението на м/у
кристалната и аморфна фаза. При високоалуминиевата-корундова керамика
пределът на здравината е при 500-600 МРа, докато при мулитовата керамика е
от 100 до 200 МРа.
Особено важно е да се знае, че здравината на керамиката се понижава с
повишаване на температурата. Само в изключителни случаи се наблюдава
неголямо изменение в геометрията на тялото, прдшестващо по-нататъшното
снижение на здравината. Това се отнася обикновено за кристалната керамика
тип оксидна, а също и за многофазовата, притежаваща значително количество
стъкловидна фаза. Свойствата на конструкционната керамика при високи
температури обикновено се измерва с нейната степен на пълзене:
? = Se
Q/RT
?
n
/4/
където: ? – скорост на пълзене; S- структурен фактор; Q- енергия на
активация; R – газова константа; Т- температура; n- коефициент, заемащ
стойности между 1-2; ?- напрежение.
Пълзенето е характерен вид необратима деформация, обусловена от процеси
на преплъзване по границите на кристалите или преместване на дислокациите.
В заключение трябва да кажем, че механичните свойства на керамиката
зависят от нейния химически състав и отношението м/у кристалната, аморфна
фаза и степента на нейната пористост.
Към топлофизичните свойства на специалната керамика се отнасят нейната
тспецифична топлоемкост, топлопроводност, топлинно разширение и
лъчеизпускане. Топлоемкостта на керамичните материали с кристална
структура се подчинява на закона на Дюлонг и Пти, и е приблизително равна на

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Специална керамика

Материалите за изготвяне на специалните керамични продукти обикновено са оксиди, нитриди, карбиди на определени метали или метални съединения. Керамиката е поли кристален материал, твърдостта на който много зависи от неговата структура...
Изпратен от:
Mariq Panaiotova
на 2010-12-07
Добавен в:
Лекции
по Материалознание
Статистика:
86 сваляния
виж още
 
Домашни по темата на материала
Трябва ми материал за тази задача. Помогнете!!!
добавена от margarita.kurtova 06.05.2012
0
57
Подобни материали
 

Неметални материали

25 сеп 2012
·
23
·
2
·
406
·
74

Протокол по материалознание за студенти в ТУ София - Неметални материали...
 

Керамики и керамични материали

20 мар 2013
·
77
·
15
·
613
·
113

Керамики, керамични материали. Битова и техническа керамика. Диамантът е "Супер керамика". Твърди сплави, огнеупори, филтри, нагревателни елементи, електроизолационни материали...
 

Аркон

30 апр 2020
·
5
·
787

Материал, в който се съчетават предимствата на акриловата и на полиамидната пластмаси. Новосъздадената пластмаса на полиамидна основа включва в своя състав пигментни средства, които са въведени в структурата на материала с помощта на нанотехнологии...
 
Онлайн тестове по Материалознание
Тест по текстилно материалознание
класно тест по Материалознание за Ученици от 9 клас
Тест за контролна проверка на знанията по Текстилно материалознание в края на І срок (9клас). Въпросите са само с един верен отговор.
(Лесен)
15
29
1
2 мин
07.08.2012
Тест по материалознание
изпитен тест по Материалознание за Студенти от 1 курс
Тест по материалознание за изпит по материалознание в Русенския университет. Въпросите са с един верен отговор.
(Труден)
42
340
1
05.09.2012
» виж всички онлайн тестове по материалознание

Специална керамика

Материал № 578052, от 07 дек 2010
Свален: 86 пъти
Прегледан: 172 пъти
Предмет: Материалознание, Технически науки
Тип: Лекция
Брой страници: 10
Брой думи: 3,510
Брой символи: 22,944

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Специална керамика"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Диана Николова
преподава по Материалознание
в град София
344 49

виж още преподаватели...
Последно видяха материала