Curs 1
description
Transcript of Curs 1
Materiale ceramice avansate
Materiale anorganice – ceramica , sticla
Ceramica definiţie
Ceramica este un material anorganic solid , ce se obţine prin procesarea materii prime la
temperaturi înalte , aceasta procesare este urmata de o răcire controlata care asigura
consolidarea materialului şi definitivează prop. acestuia .
Materiile prime utilizate în industria ceramici necesita o prelucrare prealabilă înainte ca sa
se realizeze proc. termic .
Prelucrarea materii prime determină modul în care se formează produsele ceramice înainte
de procesarea termică.
În general fasonarea prod. ceramice presupune lucrul cu trei tipuri de bază , de materii
prime prelucrate prealabil .
A. Mat. prime prelucrate sub formă de pastă plastică
B. Mat. prime prelucrate sub formă de barbotină de turnare
C. Mat. prime prelucrate sub forma de pulbere de presare
Pentru fiecare tip A,B,C există procedee de fasonare specifice. Fiecare procedeu permite
obţinerea unei varietăţi limitate de formă
În general procesarea termică se realizează pentru prod. fasonate.
În general cea mai mică temperatură de procesare termică (ardere) se situează în jur de
900ºC. Pentru ceramica avansată arderea se face şi la temperaturi care depăşesc 2000ºC.
În timpul procesului de ardere au loc proc. fizice şi chimice, în urma cărora mat. prime sunt
transformate total ,parţial sau se modifică modul de cristalizare a acestora.
Aceste transformări se fac prin sinterizare, vitrifierea ( când se produce o topire parţială ) şi
în extremis prin topire.
După ardere se face răcirea controlată , care trebuie sa asigure menţinerea comp. chimici
care s-au format în timpul arderi şi se limitează efectul negativ al unor trans. Polimorfe ce
pot avea loc.
Clasificarea produselor ceramice
I. Ceramica clasică
a) Ceramica pentru construcţii
Tipurile de ceramică pentru construcţii sunt denumite în funcţie de tipul masei ceramice pe
baza cărora s-au obţinut. Iniţial masa ceramică sa caracterizat după aspect şi denumirile
date au ţinut cont de acest fapt.
Ceramica brutală : Cărămidă , Ţiglă , Cahle pentru teracotă , Ceramica tradiţională
Ceramica semifină: Faianţă , Gresie
Ceramica fină _: Virtus ,Porţelan
II. Ceramica tehnică
În acest caz clasificarea se face după destinaţie sau după prop. care au cea mai mare
pondere.
IIa Ceramica pentru industria electrotehnică în care hotărâtoare este prop. de
izolator electric.
IIb Ceramica refractară aceasta are prop. de a rezista la temperaturi înalte fără să
se topească .Această rezistenţă se numeşte refractaritate .Pentru ca o ceramică
să fie refractară trebuie să reziste la temp. mai mari de 1500ºC.
III. Ceramica avansată
Cuprinde materialele ceramice cu prop. deosebite . O masă ceramică poate avea una
sau mai multe prop. cu valori ridicate având unul sau mai multe domenii de utilizare.
Astfel de prop. pot fii: rezistenţa mecanică foarte mari , mai ales la compresiune. Duritate
ridicată ce atinge şi depăşeşte limita de 10 pe scara relativă a lui Mohs. Aceasta este
combinată şi cu rezistenţa mare la uzură , duritatea.
Refractalitate ridicată cea mai mare parte din cat. Ceramici avansate se numesc
superrefractare deoarece au refractalitatea mai mare de 2000ºC
Prop. electrice acoperă toată gama acestor propietăţi. Existând mat. ceramicecu foarte
bune prop. de izolator electric , material ceramic semiconductor şi material ceramic
conductoare electric.
Prop. magnetice acestea sunt specifice pentru o clasă de materiale ceramice care se
numesc ferite , care acţionează ca magneţii permanenţi.
Pro. Optice majoritatea maselor ceramice sunt opace , dar se pot obţine şi mase
ceramice transparente sau translucide.
Prop. termice are un coeficient de dilatare mult mai mic , transferul de căldură depinde
însă pe lângă comp. chimică a masei şi de porozitatea acestuia . Pentru a uşura studiul
se preferă o clasificare a maselor ceramice avansate după natura comp. lor chimice.
Ceramica Clasică
Tehnologia de fabricare şi prop. sunt determinate de natura mat. prime folosite , în
general acestea sunt naturale şi în mod simplificat se grupează în trei mari categorii :
Materii prime numite plastice dintre acestea fac parte argilele comune , argilele
refractare ,caolinurile.
Proprietatea de a forma paste plastice în combinaţie cu apa ce pot fii def . uşor , precum şi
rezistenţa în stare crudă şi uscată a produselor fasonate , stă la bază tehnologia de fabricaţie
pentru toate produsele.
Între argile , există diferenţa în comp. chimică , dar toate au un conţinut apreciabil de
compuşi ai fierului cea ce duce la ciobul de culoare cărămizie obţinut după ardere.
Caolinurile se caracterizează prin faptul că are compoziţie scăzută în fier , ca urmare ciobul
v-a fii alb
Materii prime neplastice acestea au rolul de a regla plasticitatea , astfel încât
fasonarea să se facă în cele mai bune condiţii , exemplu nisipul.
Pentru ceramica semifină şi fină nisipul v-a necesita o măcinare avansată astfel încât
particolele sa se apropie de dimensiunea celor din natura materialelor plastice.
Materii prime uşor fuzibile deoarece uşurează şi favorizează apariţia unui cantităţi
variabile de topitură în timpul arderi , această topitură umple porii , o parte
cristalizează dar majoritatea se transformă într-o fază vitroasă.