Curs 4

3
Și metalele de fasonare au trebuit adoptare sau au fost concepute metode noi. Pentru a conferi materiilor prime o anumită plasticitate ,putere liantă și capacitate de curgere în stare pulberiantă se utilizează niște substanțe numite aditivi tehnologici. Aceștia trebuie să-și îndeplinească rolul ,dar să nu afecteze prop. finale ale produselor, din acest motiv se utilizează mai ales substanțe organice care dispar în totalitate în timpul arderi. După rolul pe care îl joacă acești aditivi tehnologici vor fi : Plastifianți , care conferă materiilor prime o plasticitate falsă , cei mai utilizați sunt (dextrina, amidonul , derivați ai celulozei ) Lianți (dextrina, amidonul , derivați ai celulozei ) Lubrefianți deoarece asigură curgerea particulelor de mat. prime ,cu frecare minimă de care este nevoie mai ales la fasonarea prin presare din pulbere semiuscate (acidul oleic) Cantitatea de aditivi în amestecul de mat. prime se limitează la câteva procente greutate dar totuși este suficient pentru ca aproape toate particulele de mat. prime să fie îmbrăcate într- un strat subțire de aditivi. Plastifianți au și capacitatea de a lega apa , astfel încât se pot forma ușor paste plastice și barbotine. Pentru a obține barbotine stabile se mai utilizează și alți aditivi numiți : stabilizatori , fluidifianți și agenți de legare a PH- ului . Folosind acești aditivi se pot utiliza aproape toate metodele de fasonare din tehnologia clasică . În anumite cazuri , au trebuit concepute și metode noi de fasonare. În cazul în care nu se pot obține barbotine stabile , turnarea se face din așa numitele suspensii termoplastice . Materia primă fiind foarte fin măcinată se combină cu parafină (10- 15%). Încălzind amestecul la temperatura de topire a parafinei ,se obține o suspensie asemănătoare barbotinei , care se toarnă sub presiune în matrițe metalice care apoi se răcesc. Produsul obținut poate fi ușor scos din matriță la temperatura camerei . Parafina dispare la ardere , dar lasă în urmă o porozitate destul de mare care va genera o contracție de volum semnificativă în timpul arderi . Se pot obține produse cu forme complicate de dimensiuni mici sau medii. Pentru obținerea unor foi foarte subțiri (prod. din alumină sinterizată), se poate forma și o turnare prin laminare a unei barbotine speciale. O altă posibilitate de formare o oferă pulverizarea în flacără , utilizată mai ales pentru obținerea unor acoperiri ceramice pe piese metalice . Arderea produselor fasonate Se face după ce acestea au suferit o uscare prealabilă, uscarea se face lent și la temperaturi puțin peste 100ºC . Arderea este un proces complex de fenomene fizico-chimice prin care mat. prime suferă : Un proces de recristalizare și reordonare

description

azsdc

Transcript of Curs 4

Page 1: Curs 4

Și metalele de fasonare au trebuit adoptare sau au fost concepute metode noi. Pentru a

conferi materiilor prime o anumită plasticitate ,putere liantă și capacitate de curgere în stare

pulberiantă se utilizează niște substanțe numite aditivi tehnologici.

Aceștia trebuie să-și îndeplinească rolul ,dar să nu afecteze prop. finale ale produselor, din

acest motiv se utilizează mai ales substanțe organice care dispar în totalitate în timpul arderi.

După rolul pe care îl joacă acești aditivi tehnologici vor fi :

Plastifianți , care conferă materiilor prime o plasticitate falsă , cei mai utilizați sunt

(dextrina, amidonul , derivați ai celulozei )

Lianți (dextrina, amidonul , derivați ai celulozei )

Lubrefianți deoarece asigură curgerea particulelor de mat. prime ,cu frecare minimă

de care este nevoie mai ales la fasonarea prin presare din pulbere semiuscate

(acidul oleic)

Cantitatea de aditivi în amestecul de mat. prime se limitează la câteva procente greutate dar

totuși este suficient pentru ca aproape toate particulele de mat. prime să fie îmbrăcate într-

un strat subțire de aditivi.

Plastifianți au și capacitatea de a lega apa , astfel încât se pot forma ușor paste plastice și

barbotine. Pentru a obține barbotine stabile se mai utilizează și alți aditivi numiți : stabilizatori

, fluidifianți și agenți de legare a PH- ului .

Folosind acești aditivi se pot utiliza aproape toate metodele de fasonare din tehnologia

clasică . În anumite cazuri , au trebuit concepute și metode noi de fasonare.

În cazul în care nu se pot obține barbotine stabile , turnarea se face din așa numitele

suspensii termoplastice . Materia primă fiind foarte fin măcinată se combină cu parafină (10-

15%). Încălzind amestecul la temperatura de topire a parafinei ,se obține o suspensie

asemănătoare barbotinei , care se toarnă sub presiune în matrițe metalice care apoi se

răcesc. Produsul obținut poate fi ușor scos din matriță la temperatura camerei .

Parafina dispare la ardere , dar lasă în urmă o porozitate destul de mare care va genera o

contracție de volum semnificativă în timpul arderi . Se pot obține produse cu forme

complicate de dimensiuni mici sau medii.

Pentru obținerea unor foi foarte subțiri (prod. din alumină sinterizată), se poate forma și o

turnare prin laminare a unei barbotine speciale.

O altă posibilitate de formare o oferă pulverizarea în flacără , utilizată mai ales pentru

obținerea unor acoperiri ceramice pe piese metalice .

Arderea produselor fasonate

Se face după ce acestea au suferit o uscare prealabilă, uscarea se face lent și la

temperaturi puțin peste 100ºC .

Arderea este un proces complex de fenomene fizico-chimice prin care mat. prime suferă :

Un proces de recristalizare și reordonare

Page 2: Curs 4

Reacții chimice prin care se formează compuși noi sau se schimbă comp.

mineralogică

Formarea de soluții solide prin reacții de substituire parțială

Înlocuirea unei anumite cantități dintr-un oxid ce face parte dintr-o combinație chimică cu un

alt ,cu caracter asemănător.

Arderea reprezintă doar un proces de sinterizare ,prin care trebuie sa se asigure o

compactitate cât mai mare și deci o porozitate cât mai mică , întrucât majoritatea produselor

din ceramica avansată trebuie să aibă rezistențe mari. Din acest motiv temperatura de

ardere va fi ridicată iar timpul îndelungat. , mai ales daca sinterizarea are loc doar prin reacții

în fază solidă.

Procesul de sinterizare se pate accelera mult dacă reacțiile în stare solidă se petic alături

de o cantitate mică de fază topită. La răcire topitura se vitrifică și umple o parte din pori , dar

prezența ei va afecta mai ales prop . mecanice și pe cele chimice .

Pentru a ușura apariția fazei topite în amestecul de mat. prime se introduce o cantitate mică

de substanțe chimice numite mineralizatori .

O anumită cantitate de fază topită mai poate să apară când se lucrează cu materii prime de

o porozitate mai redusă.

Pentru anumite tipuri de mase ceramice , arderea trebuie efectuată în atmosferă controlată ,

pot fi necesare condiții oxidante reducătoare sau inerte.. Sinterizarea se poate face și în vid.

După ardere o foarte mică categorie de produse necesită acoperirea suprafeței cu straturi

protectoare. Acestea nu mai sunt glazuri ci sunt realizate din vitroceramică .Pentru o serie

de produse după ardere se practică și o prelucrare mecanică ( șlefuire , lustruire , calibrare )

Proprietăți de bază pentru ceramica avansată

Cea mai importantă este așa numita vocație termomecanică . Produsele au în aceleași timp

rezistențe mecanice , durității și rezistențe la uzură, dublate de super refractaritate .

Principalul dezavantaj îl constituie comportarea de corp fragil în cea ce privește rez.

mecanice.

Atunci când este supus la o solicitare mecanică materialul ceramic cedează fără să sufere

deformări plastice , atunci când solicitarea mecanică depășește rezist. Sale mecanice (

materialele ceramice sunt casante).

Această tendință poate fi contracarată prin metode de creștere a tenacități . Creșterea

tenacități se poate realiza mai ales în așa numitele materiale compozite.

Spre deosebire de alte materiale , prop. mecanice ale ceramici se păstrează chiar și la

temperaturi ridicate , chiar dacă valorile acestor prop. scad .Majoritatea se comportă ca

izolatori electrici , unele chiar cu performante deosebite. Există o clasă de mat. ceramice cu

prop . magnetice permanente numite ferite , care au o rez. extraordinară la factorii de mediu

și o rezistență chimică bună față de mediile agresive (medii puternic acide sau bazice , gaze

corozive sau foarte fierbinți , topituri sau zguri ) .

Page 3: Curs 4

În cea ce privește restul proprietăților ,dirijarea acestora depind de amestecul de mat. prime

de la care se pleacă și modul cum este condus proc. tehnologic.

Ceramica din oxizi

Acești oxizi sunt dați mai ales de metalele tranziționale și de cele din grupele principale,

caracteristica principală pentru oxizi fiind temperatura de topire ridicată ,numindu-se

refractari și superrefractari . Cei mai importanți sunt : Al2O3 , BeO , MgO , CaO , ZnO2 , UO2

,ThO2

Vocația este termomecanică , sunt buni izolatori electrici și rezistă foarte bine în contact cu

topiturile.

Ceramica din alumină sinterizată sau corindonică

Materia primă de bază este modificația α-Al2O3 ( alumină ) ,dar denumirea mineralogică fiind

corindon .Temperatura de topire 2050ºC, duritatea relativă =9 . Un excelent izolator electric ,

fiind un oxid cu caracter amfoter are rezistență la atacul topiturilor cu caracter acid cât si

bazic.

Materia primă de bază este alumina , dar în funcție de tipul produselor realizate , acesta i se

impun anumite condiții de puritate . În general conținutul de α-Al2O3 trebuie să depășească

99% și se impun restricții în cea ce privește conținutul de oxid de sodiu .

Cea mai mare problemă o constituie măcinarea fină datorită durități corindonului . Pentru a

nu se impurifica produsul , corpul mori și bilele de măcinare sunt realizate tot din alumină

sinterizată.

Produsele se obțin prin fasonare din pastă plastică (mai ales izolatori electrici , corpuri de

moară ) prin turnare din barbotină,mai ales pentru nacele sau creuzete folosite la diverse

topituri , si prin presare izostatică.

Sinterizarea se face la temperatură cuprinse între 1700-1750ºC , în anumite cazuri

utilizându-se și mineralizatori . Nu necesită o atmosferă controlată în cuptor.