CHARAKTERYSTYCZNE

WŁAŚCIWOŚCI

WYROBÓW

CERAMICZNYCH

PLAN PREZENTACJI:

PLAN PREZENTACJI:



Usystematyzowanie właściwości
wyrobów ceramicznych



Opis oraz porównanie z innymi
materiałami najbardziej specyficznych
właściwości ceramiki

Właściwości termiczne wyrobów

Właściwości termiczne wyrobów

ceramicznych:

ceramicznych:



Wysoka temperatura topnienia



Żaroodporność i żarowytrzymałość czyli
stabilność termiczna



Niska przewodność cieplna (w
porównaniu do metali)



Mała rozszerzalność termiczna



Niska odporność na nagłe zmiany
temperatur

Właściwości chemiczne wyrobów

Właściwości chemiczne wyrobów

ceramicznych:

ceramicznych:



Odporność chemiczna w szczególności
na korozję



Wysoka trwałość w środowisku
naturalnym



Obojętność wobec środków
spożywczych

Właściwości mechaniczne wyrobów

Właściwości mechaniczne wyrobów

ceramicznych:

ceramicznych:



Znikoma plastyczność



Wysoka kruchość



Dobre właściwości mechaniczne przy
obciążeniach statycznych



Wysoka twardość i związana z nią
odporność na ścieranie



Sztywność

Właściwości elektryczne wyrobów

Właściwości elektryczne wyrobów

ceramicznych:

ceramicznych:



Niska przewodność elektryczna



Nadprzewodnictwo elektryczne



Przenikalność dielektryczna

Inne właściwości użytkowe

Inne właściwości użytkowe

wyrobów ceramicznych:

wyrobów ceramicznych:



Korzystny stosunek masy do
objętości



Przenikalność magnetyczna



Przeźroczystość optyczna



Możliwość regulowania porowatości



Biokompatybilność

Wysoka temperatura topnienia,

Wysoka temperatura topnienia,

żaroodporność,

żaroodporność,

żarowytrzymałość

żarowytrzymałość

Jest to najważniejsza cecha jaką charakteryzują się wyroby
ceramiczne. Dominujący udział silnych wiązań
kowalencyjnych powoduje że są trwałe termicznie i z tego
względu cechuje je wysoka temperatura topnienia. Mogą
pracować w wysokich temperaturach a mimo tego nie
utleniają się w przeciwieństwie do metali. Ze względu na
to znalazła zastosowanie w różnych dziedzinach techniki
m.in. w wielkich piecach, paleniskach kotłowych, tyglach
grafitowych do wytapiania stali i metali kolorowych,
piecach ceramicznych, elektrycznych, szklarskich.

Temperatury topnienia wybranych

Temperatury topnienia wybranych

substancji:

substancji:

Węglik Hafnu HfC

4150 [C]

Węglik Tantalu TaC

3850

Węglik cyrkonu ZrC 3520
Grafit C 3800
Węglik cyrkonu ZrC 3520
Wolfram W 3370

Azotek boru BN 2730

Żelazo Fe 1538
Miedź 1084

Wysokie temperatury przy wykorzystywaniu

Wysokie temperatury przy wykorzystywaniu

wielkiego pieca

wielkiego pieca

Rozszerzalność termiczna

Rozszerzalność termiczna

Wyroby ceramiczne cechują się niską

rozszerzalnością

termiczną. Około 10 razy mniejszą niż metale i

około 100

razy mniejszą niż polimery. Dzięki temu wyroby nie
zmieniają znacznie wymiarów pod wpływem

wysokich

temperatur. Znalazło to zastosowanie na przykład

w

grubościennych naczyniach(np. szklankach) czy

kuchenkach

z płytą ceramiczną.

Przykładowe zastosowania niskiej

Przykładowe zastosowania niskiej

rozszerzalności termicznej ceramiki

rozszerzalności termicznej ceramiki

Niska przewodność cieplna

Niska przewodność cieplna

Ceramika charakteryzuje się niską

przewodnością cieplną.

Powyższa właściwość oraz twardość została

wykorzystana

w słynnych tarczach hamulcowych.

Właściwości mechaniczne

Właściwości mechaniczne

Ceramiki można uznać za całkowicie kruche

(zniszczenie

nie jest poprzedzone odkształceniem

plastycznym).

Zdecydowanie większa wytrzymałość ceramiki na
ściskanie w porównaniu z wytrzymałością na

rozciąganie

oraz większa sztywność materiałów ceramicznych

w

porównaniu do metali. Wyroby ceramiczne nie

znoszą

dynamicznych obciążeń.

Sztywność

Sztywność

Wyroby

ceramiczne cechuje wysoka

wartość

współczynnika modułu Younga. Przy

wysokich

temperaturach urządzenia wykonane z

ceramiki

zachowują niezmienne cechy. Znalazło to
zastosowanie w urządzeniach

przemysłowych

oraz laboratoryjnych.

Moduł Younga niektórych

Moduł Younga niektórych

materiałów

materiałów

Materiał Moduł Younga[GPa]

Węglik tytanu

TiC 450–650

Węglik krzemu SiC 450

Żelazo kute i stal 190–210

Kompozyt z włókna węglowego 150
Drewno Dębowe (wzdłuż włókien) 11
Polistyren (PS) 3,0–3,5
Guma 0,01–0,10

Twardość i odporność na

Twardość i odporność na

ścieranie

ścieranie

Większość ceramik odznacza się dużą twardością. Jest to
konsekwencją silnych wiązań atomowych. Duża twardość
materiałów ceramicznych jest wynikiem dużego oporu jaki
stawia sieć poruszającym się dyslokacjom. Skutkiem tego
krytyczne naprężenia uruchamiające dyslokacje są
odpowiednio duże i osiągają wartości nawet 30 krotnie
większe niż w przypadku metali. Dzięki temu ceramika
znalazła zastosowanie w uszczelnieniach mechanicznych

czy

narzędziach do obróbki skrawaniem.

Kruchość

Kruchość

Wysoka kruchość oraz niepodatność na

odkształcenia jest

jednym z najważniejszych mankamentów

materiałów

ceramicznych. Objawia się uszkodzeniem

materiału albo

jeszcze podczas jego wytwarzania albo już w

czasie

eksploatacji. Znacznie mniej podatne na

kruchość są inne

materiały: metale czy kompozyty.

Odporność chemiczna

Odporność chemiczna

Wysokie siły wiązań miedzy atomami powoduje wysoką
odporność chemiczną na korozję. Znalazło to
zastosowanie przemyśle spożywczym, chemicznym oraz
w gospodarstwach domowych w codziennym użyciu.
Przykładem są chociażby garnki emaliowane które obecnie
wypierają z użycia słynne naczynia ze stali nierdzewnej.
Powodem tego są zawarte w tych ostatnich szkodliwe dla
zdrowia człowieka metale np. nikiel. Naczynia z ceramiki są
zdrowe dla człowieka i trwałe. Odporność chemiczna
została wykorzystana przy wznoszeniu budowli. Powoduje
ona długą trwałość konstrukcji wykonanych np. z cegły.
Dzięki temu możemy oglądać dzisiaj zabytki nawet sprzed
kilku tysięcy lat.

Przykładowe zastosowanie ceramiki ze

Przykładowe zastosowanie ceramiki ze

względu na odporność chemiczną

względu na odporność chemiczną

Przykładowe zastosowanie ceramiki ze

Przykładowe zastosowanie ceramiki ze

względu na odporność chemiczną

względu na odporność chemiczną

Właściwości elektryczne

Właściwości elektryczne

Ceramika cechuje się niską przewodnością

elektryczną,

natomiast nadprzewodnictwo elektryczne dotyczy
wyłącznie materiałów ceramicznych. Właściwości

te

znalazły zastosowanie w budowie: sensorach i
przewodnikach, oscylatorach, bateriach,

pamięciach

komputerowych, antenach. Na przykład tantal jest
obecny w każdym telefonie komórkowym dzięki

czemu

ich baterie przybrały miniaturowe kształty.

Właściwości elektryczne - przykładowe

Właściwości elektryczne - przykładowe

zastosowania

zastosowania

Przeźroczystość optyczna

Przeźroczystość optyczna

Przeźroczystość optyczna ceramiki jest

związana budową

krystaliczną. Możemy podzielić te materiały na
monokryształy (przeźroczysty), polikryształy

(‘ledwie’

przeźroczysty) oraz porowate polikryształy
(nieprzeźroczyste). Właściwości te znalazły

zastosowanie

budowie soczewek optycznych czy diodach.

Korzystny stosunek masy do

Korzystny stosunek masy do

objętości

objętości

Ceramika cechuje się małą gęstością przy

jednocześnie

dużej wytrzymałości. Lekkość ceramiki i

odporność na

wysoką temperaturę znalazło zastosowanie w

budowie

pojazdów kosmicznych.

Biokompatybilność

Biokompatybilność

Wyroby z ceramiki są biokompatybilne co znaczy

że są

wyjątkowo przyjazne i nieszkodzące zdrowiu oraz
akceptowane przez organizm żywy. Zachowują

ponadto

ponadprzeciętną trwałość w środowisku żywego
organizmu. Dla porównania metale są bardziej

korozyjne

oraz kancerogenne. Znalazło to zastosowanie w

budowie

endoprotez. Główne jednak tę właściwość ceramiki
wykorzystuje się w stomatologii.

Źródła:

Źródła:



„

Niemetaliczne materiały inżynierskie”

Dobrzański L.A wyd. Śląsk Katowice 1971



Wykłady z przedmiotu Materiały Spiekane i

Ceramika dr inż. Tadeusza Pieczonki



http://www.cercom.info/



http://www.ceramika.com.pl



http://carbostal-jaworzno.pl/6.html



http://jeleniagora.olx.pl/kuchenka-z-

plyta-ceramiczna-amica-iid-16765811



http://xarchiwum.pl/search?

s=wazon+art+deco&p=23



http://www.czesci.v10.pl/tarcze,hamulco

wa,przod,klocki,ceramiczne,18a2343kit,

p1414601.html