Technologie wytwarzania

Technologie wytwarzania

ceramicznych materia

ceramicznych materia

ł

ł

ów

ów

specjalnych

specjalnych

Technologie wytwarzania

Technologie wytwarzania

ceramicznych materia

ceramicznych materia

ł

ł

ów

ów

specjalnych

specjalnych



Ceramika

Ceramika

elektrotechniczna

elektrotechniczna



Materiały konstrukcyjne

Materiały konstrukcyjne

Ceramika elektrotechniczna

Ceramika elektrotechniczna

Ceramika elektrotechniczna

Ceramika elektrotechniczna

Izolatory przy prądach wysokiej

Izolatory przy prądach wysokiej

częstotliwości

częstotliwości

Skład masy steatytowej:

Skład masy steatytowej:

Talk

Talk

85 %

85 %

Glina plastyczna

Glina plastyczna

10 %

10 %

Węglan baru

Węglan baru

5 %

5 %

Talk: uwodniony krzemian magnezu 3MgO 4SiO

Talk: uwodniony krzemian magnezu 3MgO 4SiO

2

2

H

H

2

2

O

O

Skład masy rutylowej (dla elektroniki):

Skład masy rutylowej (dla elektroniki):

Tlenek tytanu TiO

Tlenek tytanu TiO

2

2

95 %

95 %

Plastyczna glina (wiążąca)

Plastyczna glina (wiążąca)

5 %

5 %

Metody formowania wyrobów:

Metody formowania wyrobów:



Prasowanie

Prasowanie



Formowanie termoplastyczne

Formowanie termoplastyczne

Ceramika elektrotechniczna

Ceramika elektrotechniczna

Ceramika elektrotechniczna

Ceramika elektrotechniczna

Materiały ceramiczne

konstrukcyjne o szczególnych

własnościach

Materiały ceramiczne

konstrukcyjne o szczególnych

własnościach



Diament C



Korund o dużej gęstości



Węglik krzemu SiC



Azotek krzemu Si

3

N

4



Sialony Si

2

AlON

3



ZrO

2

Materiały ceramiczne

konstrukcyjne - zastosowanie

Materiały ceramiczne

konstrukcyjne - zastosowanie



Narzędzia skrawające



Narzędzia do obróbki plastycznej



Powłoki o dużej odporności na zużycie



Łożyska



Implanty



Części silników i turbin



Pancerze

Materiały te charakteryzują się bardzo

wysoką twardością, wytrzymałością na

ścieranie, odpornością na pękanie.

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych



Al

2

O

3

Otrzymywanie z boksytu Al(OH)

3

2Al(OH)

3

→ Al

2

O

3

+3H

2

O



ZrO

2

Otrzymywanie z uwodnionych
minerałów lub krzemianu cyrkonu

Węglik krzemu i

azotek krzemu

otrzymuje się na drodze reakcji

węgla i krzemu z azotem:



Spiekanie reaktywne:

nagrzewanie

czystego, sproszkowanego krzemu w
azocie; zachodzą jednocześnie reakcje
chemiczne i wiązanie się ziaren
proszku;

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Węglik krzemu i

azotek krzemu



Metoda samo rozwijającej się syntezy

(SHS)-

wykorzystanie ciepła

powstającego w toku reakcji
egzotermicznej do samo ogrzania się
układu do wysokich temperatur i
stworzenia warunków do syntezy
chemicznej;

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Synteza węglika krzemu metodą SHS:



Stechiometryczne zestawienie
substratów (Si, C) i dokładna
homogenizacja



Brykietowanie proszku



Zapłon (1200-1300

0

C)



Wzrost temperatury po zapłonie –
30

0

C/sek do 2050-2200

0

C

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Węglik krzemu i

azotek krzemu



Prasowanie na gorąco

Dążymy do możliwie najdalej idącego

zagęszczenia proszku!!!

W procesie prasowania na gorąco
proszek nagrzewa się i prasuje w formie
kształtowej; jako rezultat otrzymuje
tworzywo o gęstości bliskiej gęstości
teoretycznej i małych ziarnach

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Prasowanie na gorąco

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

1.

prasowany

proszek,

2.

stemple,

3.

matryca,

4.

element grzejny,

5.

osłona pieca,

6.

płaszcz wodny

Węglik krzemu i

azotek krzemu



Spiekanie z małymi domieszkami

(np. MgO)

Domieszka wchodzi w reakcję z
proszkiem ceramicznym tworząc fazę
ciekła ułatwiającą spiekanie.

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

Wytwarzanie ceramicznych

tworzyw konstrukcyjnych

pierwsze

szkło

bioaktywne z układu

Na

2

O – CaO – P

2

O

5

–

SiO

2

;

stabilne zamocowanie w

macierzystej tkance

kostnej;

Implanty ceramiczne

Implanty ceramiczne

Endoproteza stawu

biodrowego:

kompozyt węgiel-

węgiel ; główka

endoprotezy z ZrO

2

;

wysokie parametry

wytrzymałościowe;

Implanty ceramiczne

Implanty ceramiczne

Hydroksyapatyt

Ca

5

(PO

4

)

3

(OH)

–

zastosowanie w

stomatologii; dobra

biozgodność;

stymulacja

odbudowy tkanki

kostnej;

Implanty ceramiczne

Implanty ceramiczne