Egenskaper för keramiska material, typer, användningsområden, egenskaper

den keramiska material De är sammansatta av oorganiska fasta ämnen, metalliska eller på annat sätt som har utsatts för värme. Dess bas är vanligen lera, men det finns olika typer med olika kompositioner.

Den gemensamma leran är en keramisk pasta. Även röd lera är en typ av keramiskt material som har aluminiumsilikater bland dess komponenter. Dessa material bildas av en blandning av kristallina och / eller glasformiga faser.

Om de utgöres av en enda kristall, är de monofasiska. De är polykristallina när de utgöres av många kristaller.

Den kristallina strukturen hos de keramiska materialen beror på värdet av jonernas elektriska laddning och den relativa storleken av katjonerna och anjonerna.

Ju större antal anjoner som gränsar till den centrala katjonen, desto stabilare blir det resulterande fasta ämnet.

Keramiska material kan hittas i form av tät solid, fiber, fint pulver eller film.

Ursprunget för ordet keramik finns i grekiska ordet Keramikos, vars betydelse är "sak bränd".

åtal

Bearbetningen av keramiska material beror på vilken typ av material som är avsedd att erhållas. Emellertid kräver tillverkning av ett keramiskt material vanligtvis följande processer:

1- Blandning och slipning av råmaterial

Det är processen där råvaror förenas och ett försök görs att homogenisera deras storlek och fördelning.

2- Konformation

I denna fas ges form och konsistens till den massa som uppnås med råmaterial. På så sätt ökar blandningens densitet, förbättrar dess mekaniska egenskaper.

3- Moulding

Det är processen med vilken en representation eller bild (i tredje dimension) av något verkligt objekt skapas. Att formas vanligtvis utförs en av dessa processer:

pressning

Råmaterialet pressas inuti en matris. Torrpressning används ofta för att göra eldfasta produkter och elektroniska keramiska komponenter. Denna teknik gör det möjligt att snabbt tillverka flera bitar.

Gjutning i barbonit

Det är en teknik som gör det möjligt att producera hundratals gånger samma form utan fel eller deformationer.

extrudering

Det är en process under vilken materialet pressas eller extraheras genom en munstycke. Det används för att generera objekt med ett klart och fast tvärsnitt.

4- Torkning

Det är en process som består i att kontrollera förångningen av vattnet och de sammandragningar som det producerar i stycket.

Det är en kritisk fas i processen eftersom det beror på att biten håller sin form.

5- Kokning

Från denna fas får du "svampkakan". I denna process ändras lerans kemiska sammansättning så att den är ömtålig men porös mot vattnet.

I denna fas måste värmen stiga långsamt tills en temperatur på 600 ºC nås. Efter denna första fas är det att dekorationer görs när de vill göra.

Det är viktigt att se till att bitarna är separerade inuti ugnen för att undvika deformationer.

egenskaper

Fastän egenskaperna hos dessa material beror i stor utsträckning på deras sammansättning delar de vanligtvis följande egenskaper:

• Kristallstruktur Det finns emellertid också material som inte har denna struktur eller bara har det i vissa sektorer.
• De har en ungefärlig densitet av 2 g / cm3.
• Det handlar om material med isoleringsegenskaper för el och värme.
• De har en låg expansionskoefficient.
• De har en hög smältpunkt.
• De är vanligtvis vattentäta.
• Vi är inte brännbara eller oxiderbara.
• De är svåra, men bräckliga och ljusa samtidigt.
• De är resistenta mot kompression, slitage och korrosion.
• De har frostbit eller förmåga att motstå låga temperaturer utan försämring.
• De har kemisk stabilitet.
• De kräver viss porositet.

klassificering

1- Röd keramik

Det är den mest rikliga typen av lera. Den har en rödaktig färg som beror på närvaron av järnoxid.

När den kokas består den av aluminat och silikat. Det är minst behandlat av alla. Om det bryts är resultatet en rödaktig jord. Det är genomträngligt för gaser, vätskor och fetter.

Denna lera används vanligen för tegel och golv. Matlagningstemperaturen varierar mellan 700 och 1000 ° C och kan täckas med tennoxid för att få en stanniferous porslin. De italienska och engelska plattorna är gjorda av olika typer av lera.

2- Vit keramik

Det är ett renare material, det är därför de inte har fläckar. Dess granulometri är mer kontrollerad och vanligtvis glaserad på sitt yttre ansikte för att förbättra dess ogenomtränglighet.

Den används vid tillverkning av sanitetsartiklar och porslin. Ange i denna grupp:

Porslinet

Det är ett material som är tillverkat av kaolin, en typ av mycket ren lera till vilken läggs feldspar och kvarts eller flint.

Tillagningen av detta material görs i två faser: i den första fasen kokas den vid 1000 eller 1300 ° C; och i andra fasen kan nå 1800 ° C.

Porslin kan vara mjuka eller hårda. När det gäller mjuk, når den första kokningsfasen 1000 ° C.

Sedan avlägsnas den från ugnen för att applicera emalj. Och sedan går det tillbaka till ugnen för andra fasen där en lägsta temperatur på 1250 ° C appliceras.

Vid hårda porslin görs den andra kokningsfasen vid en högre temperatur: 1400 ° C eller mer.

Och om det kommer att dekorera, är dekorationen definierad och går in i ugnen, men den här gången vid 800 ° C.

Det har flera användningsområden i branschen att utarbeta föremål för kommersiell användning (t.ex. bordsredskap) eller för föremål av mer specialiserad användning (som isolatorer i transformatorer).

3- Eldfasta

Det är ett material som tål mycket höga temperaturer (upp till 3000 ° C) utan att deformeras. De är leror som har stora proportioner aluminiumoxid, beryllium, thorium och zirkonium.

De kokas mellan 1300 och 1600 ° C och måste kylas gradvis för att undvika fel, sprickor eller inre påfrestningar.

Den europeiska standarden DIN 51060 / ISO / R 836 anger att ett material är eldfast om det mjukas med en lägsta temperatur på 1500 ° C.

Tegelstenen är ett exempel på denna typ av material, som används för att bygga ugnar.

4- glasögon

Glasögon är flytande ämnen med kiselbas, som stelnar med olika former när de kyls.

Olika flöden läggs till kiselbasen, beroende på vilken typ av glas som ska tillverkas. Dessa ämnen sänker smältpunkten.

5- cement

Det är ett material som består av kalksten och slipad kalcium, som blir stel när den blandas med vätska (helst vatten) och får stå. Medan det är vått kan det gjutas till önskad form.

6- Abrasives

De är mineraler med extremt svåra partiklar och som har aluminiumoxid och diamantpasta bland sina komponenter.

Speciella keramiska material

De keramiska materialen är hårda och tuffa, men de är också bräckliga, så de har utvecklat hybrid- eller kompositmaterial med en matris av glasfiber eller plastpolymer.

Keramiska material kan användas för att utveckla dessa hybrider. Dessa är material som består av kiseldioxid, aluminiumoxid och vissa metaller som kobolt, krom och järn.

Vid utarbetandet av dessa hybrider används två tekniker:

Den syntetiseras

Det är tekniken där metallpulver komprimeras.

Fritiden

Med denna teknik uppnås legeringen genom att komprimera det metalliska pulvret tillsammans med det keramiska materialet i en elektrisk ugn.

I denna kategori kommer den så kallade kompositmatriskeramiken (CMC). Bland dessa kan listas:

- karbider

Liksom volfram, titan, kisel, krom, bor eller kolförstärkt kiselkarbid.

- nitrider

Liksom kisel, titan, keramisk oxi-nitrid eller sialon.

- Keramiska oxider 

Liksom aluminiumoxid och zirkoniumoxid.

- elektrokeramik

De är keramiska material med elektriska eller magnetiska egenskaper.

De fyra huvudsakliga användningarna av keramiska material

1- I flygindustrin

På detta område krävs lätta komponenter med motstånd mot höga temperaturer och mekaniska krav.

2- I biomedicin

På detta område är de användbara för beredning av ben, tänder, implantat etc..

3- I elektronik

Där dessa material används för tillverkning av laserförstärkare, fiberoptik, kondensatorer, linser, isolatorer, bland andra.

4- I energibranschen

Det är där keramiska material kan resultera i kärnbränslekomponenter, till exempel.

De 7 mest framstående keramiska materialen

1- Alumina (Al2O3)

Det används för att innehålla smält metall.

2- aluminiumnitrid (AIN)

Den används som material för integrerade kretsar och som ersättning för AI203.

3- Borkarbid (B4C)

Det används för att tillverka nukleär skärmning.

4- Silikonkarbid (SiC)

Det används för att belägga metaller, för dess motståndskraft mot oxidation.

5-kiselnitrid (Si3N4)

De används vid tillverkningen av komponenterna i bilmotorer och gasturbiner.

6- Titanborid (TiB2)

Det deltar också i tillverkningen av rustning.

7- Urania (UO2)

Ser som bränsle för kärnreaktorer.

referenser

1. Alarcón, Javier (s / f). Kemi av keramiska material. Återställd från: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Egenskaper av keramik. Hämtad från: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Struktur och egenskaper hos keramik. Hämtad från: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Cooking. Hämtad från: ceramicdictionary.com
5. ARQHYS Magazine (2012). Egenskaper av keramik. Hämtad från: arqhys.com
6. National Technological University (2010). Klassificering av keramiska material. Hämtad från: cienciamateriales.argentina-foro.com
7. National Technological University (s / f). Keramiska material Hämtad från: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Keramiskt material Hämtad från: en.wikipedia.org