Surse de Poluare a Factorilor de Mediu ale unei Instalații de Obținere a Pieselor din Materiale Ceramice

Scopul lucrării: - Identificarea surselor de poluare ale instalaţiei;

- Identificarea agenţilor poluanţi pentru fiecare sursă de poluare.

1. Noţiuni generale

1.1. Materialele ceramice sunt de natură anorganică, fiind obţinute prin combinarea unuia sau mai multor metale cu un nemetal, de unde şi denumirea de ceramice. Din punct de vedere al apariţiei ele pot fi ceramice tradiţionale sau ceramice tehnice.

Materialele ceramice tradiţionale includ: ceramicele arse, sticla, porţelanul, cărămida şi betonul. Orice solid anorganic nemetalic utilizat la temperaturi înalte, este un material ceramic tehnic, cu precizarea că materialele ceramice tehnice cuprind oxizii unor metale, borurile, carburile şi halogenurile cu utilitate industrială.

Cele mai larg utilizate ceramice avansate sunt sticlele modificate, silicoaluminaţii, bioxidul de zirconiu şi altele. Folosită ca atare sau înglobată în materiale compozite, ceramica tehnică este considerată al treilea material din punct de vedere al importanţei; ponderea cea mai mare o deţine industria electronică, calculatoarele, construcţiile de maşini, aeronautica, tribologia, biotehnica, etc.

1.2. Grupe de materiale ceramice tehnice

Carburile

Obţinute prin tehnici diverse au proprietăţi deosebite: duritate foarte mare, sensibilitate mijlocie la şocuri termice, temperaturi de topire ridicate. Au rezistenţă scăzută la oxidare, dar au rezistenţă mare la fluaj, abraziune, conductibilitate termică ridicată ceea ce le face utilizabile cu precădere în fabricaţia sculelor aşchietoare.

Cunoscute sub denumirea de plăcuţe de carburi, se utilizează datorită preţului modic, a vitezei mari de aşchiere, a rezistenţei mari la uzură şi stabilităţii termice. Principalul dezavantaj îl constituie fragilitatea lor în prezenţa şocurilor mecanice şi a vibraţiilor.

Oxizii

Au cel mai adesea utilitate tehnică datorită rezistentei mecanice şi chimice foarte bune şi mai ales a refractarităţii lor. Inconvenientul principal îl constituie dificultatea în prelucrarea şi rezistenţa scăzută la şocuri termice.

1.3. Proprietăţile materialelor ceramice

Materialele ceramice se caracterizează prin:

- proprietăţi electrice şi magnetice variind de la izolatori la supraconductori, piezoelectrici, feromagnetici;

- stabilitate chimică foarte bună,

- refractaritate.

În plus utilizările din aeronautică au la bază alte proprietăţi cum sunt:

- ecranarea radiaţiilor infraroşii;

- rezistenţă la eroziunea meteoriţilor;

- rezistenţă la presiuni mari de ordinul 104 barri;

- transparenţa la emisia de unde de înalta frecvenţă;

- conductibilitate termică ce le permite constituirea în scuturi termice necesare la intrarea în atmosferă.

a) Proprietăţile mecanice ale ceramicelor atât cristaline cât şi necristaline, sunt legate de fragilitatea la temperatura ambiantă. Această fragilitate are două cauze majore:

- mobilitatea extrem de redusă a dislocaţiilor sau absenţa planelor de alunecare la materialele cristaline, cauzate de legăturile interatomice;

- imposibilitatea moleculelor de a se deplasa la temperaturi mai mici decât cea de amorfizare.

Din cauza comportamentului fragil al ceramicelor, acestea sunt sensibile faţă de modul de distribuire al zgârieturilor şi crestăturilor superficiale. Pentru a mări rezistenţa lor se aplică diverse procedee de inducere a unor tensiuni de comprimare în stratul superficial; proprietăţile astfel obţinute sunt superioare celor ale materialelor metalice. La materialele ceramice un rol important îl joacă influenţa temperaturii asupra rezistenţei la rupere.

b) Proprietăţile termice ale ceramicelor sunt determinate de existenţa legăturilor covalente sau ionice, la care conducţia căldurii nu se realizează prin intermediul electronilor liberi, ci prin intermediul undelor elastice. Marea majoritate a ceramicelor vor fi izolatori termici şi vor avea coeficienţi de dilatare termică liniară scăzuţi. Valorile ridicate ale modulului de elasticitate împreună cu coeficienţii mici de dilatare termică, fac din ceramice materiale care la şocuri termice vor manifesta scăderi ale rezistenţei la rupere, atunci când se ating valori critice ale variaţiei de temperatură.

c) Proprietăţile electrice ale ceramicelor sunt legate de conductivitatea electrică, motiv pentru care majoritatea lor sunt izolatori ( SiO2, Si3N4 azotura (nitrura) de siliciu,), semiconductori (oxizi ai metalelor de tranziţie) sau conductori.

Ultimul considerent are în vedere performanţele ieşite din comun ale ceramicelor: proprietăţi electrice şi magnetice variind de la izolatori la supraconductori, piezoelectrici, feromagnetici, stabilitate chimică foarte bună şi refractaritate.