Materiale Ceramice Vitroase Avansate

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.