1. Co to jest szkło.

Szkło- materiał nieorganiczny powstały wskutek stopienia a następnie ochłodzenia bez
krystalizacji.

Powstaje z składników, takich jak: czysty piasek kwarcowy - SiO2, soda - Na2CO3 i

wapień – CaCO3. Cechy: Brak uporządkowanej struktury w przestrzeni zbliża szkło do cieczy,
natomiast sztywność i kruchość do ciał stałych. Szło ma kilka pożytecznych cech: nie przewodzi
ciepła ani elektryczności i ma twardą powierzchnię nie reagującą z większością chemikaliów. Szkło
w stanie ogrzewania stopn

iowo mięknie i powoli przechodzi w gęstą ciecz.

2. Co to są surowce szkłotwórcze, przykłady.

surowce szkłotwórcze, czyli wykazujące zdolność tworzenia stopu o własnościach
szkłotwórczych (wysoka lepkość w temp topnienia lub likwidusu)
Przykłady: krzemionka SiO2, związki boru, fosforu, tlenki germanu, galu, telluru i inne.

3.

Dlaczego stopy szkłotwórcze ulegają zeszkleniu podczas chłodzenia zamiast
krystalizować

Stopy szkłotwórcze posiadają dużą lepkość blisko temperatury topnienia. Ta duża lepkość utrudnia
porządkowanie struktury i przejście w stan krystaliczny. Przykładowo stopy metaliczne
charakteryzują się małą lepkością blisko temperatury topnienia, przez co łatwo krystalizują.
Przejście ich w stan szklisty możliwe jest tylko pod warunkiem zastosowania dużych prędkości
chłodzenia cienkich warstw (v > 1010 °C/s ) oraz zastosowanie dużych ciśnień

4. Topniki i surowce pomocnicze w technologi szkła

* topniki

– związki obniżające temperaturę topnienia surowców szkłotwórczych

Przykłady: surowce węglanowe: węglany sodu, potasu, wapnia.
* modyfikatory

– związki modyfikujące właściwości szkła

Przykłady: surowce węglanowe (węglan baru, węglan magnezu), tlenkowe (tlenki ołowiu, tlenek
cynku, tlenek glinu i inne)
* surowce pomocnicze

– związki wspomagające odgazowanie stopu (surowce klarujące) oraz

nadające szkłom szczególne własności (surowce barwiące, odbarwiające, wywołujące
„zamącenie” itp.)
-

surowce klarujące przykłady: siarczan sodu lub inne surowce siarczanowe + reduktor (najczęściej

węgiel)
- barwniki

przykłady: związki metali przejściowych: Co, Ni, Mn, Cr, Cu, Fe, Ti i inne, związki kadmu,

selenu, siarki, metale w rozproszeniu koloidalnym (pyrozole)
Modyfikujące działanie tlenków w strukturze szkła:

1.

zrywanie wiązań mostkowych

2.

tworzenie tlenów aktywnych

3.

osłabienie wiązań chemicznych w więźbie

4.

rozluźnienie więźby

Konsekwencje modyfikującego działania tlenków :
-

pogorszenie wszystkich właściwości fizyko-chemicznych w porównaniu ze szkłem

krzemionkowym
-

obniżenie temperatury topnienia, lepkości i napięć powierzchniowych stopu (topniki)

Na

2

O, -

najbardziej rozpowszechniony tlenek modyfikujący

5. Etapy procesu topnienia zestawów surowcowych; jakie reakcje chemiczne zachodzą

w zestawie surowcowymi składającym się z piasku i surowców węglanowych (
węglany sodu i wapnia) podczas topnienia?

 Usuwanie wody
 Przemiany polimorficzne (SiO

2

)

 Ulatnianie się składników (węglan sodu)
 Tworzenie się podwójnych węglanów

CaCO

3

+ Na

2

CO

3

® CaNa

2

(CO

3

)

2

( @ 600

o

C )

1.

Tworzenie się i topienie eutektyku

CaNa

2

(CO

3

)

2

.

Na

2

CO

3

(740-800

o

C)

 Dysocjacja termiczna węglanów

CaCO

3

® CaO + CO

2

(@ 912

o

C) CaNa

2

(CO

3

)

2

®CaO+Na

2

O+2CO

2

(@ 960

o

C)



Tworzenie się krzemianów

Na

2

CO

3

+ 2SiO

2

® Na

2

SiO

3

+CO

2

(@720-900

o

C)

CaO + SiO

2

® CaSiO

3

(@1010

o

C)



Topienie krzemianów (do 1100

o

C)



Roztwarzanie

się ziaren krzemionki w stopie krzemianowym

6. Metody formowania wyrobów ze stopu

-

wydmuchiwanie (ręczne, maszynowe)

-

wyciąganie tafli, rur, prętów (pionowe, poziome)

-walcowanie
-

formowanie tafli na kąpieli metalicznej (metoda float

-prasowanie (wyroby

grubościenne – kształtki budowlane, popielnice itp.)

-

rozwłóknianie (włókna krótkie i długie

Szkło płaskie
Metoda Pittsburga

– formowanie tafli szkła ze swobodnej powierzchni (wyciąganie pionowe), blok

formujący zanurzony jest całkowicie w masie szklanej
Szkło płaskie
Metoda float

– formowanie tafli szkła na kąpieli cynowej (układ poziomy); druga strona tafli – poler

ogniowy; likwidacja falistości

7. Co odróżnia stopy szkłotwórcze od stopów metalicznych

Stop metaliczny posiada małą lepkość blisko temperatury topnienia. Oznacza to, że metale w
stanie stopionym łatwo ulegają krystalizacji, bo tak mała lepkość nie hamuje procesu
porządkowania struktury. Stopy szkłotwórcze posiadają natomiast dużą lepkość blisko temperatury
topnienia, przez co praktycznie nie

mogą krystalizować.

8. Jak zeszklić stop metalicznych

Stop metaliczny ulega zeszkleniu w przypadku zastosowania dużej szybkości chłodzenia cienkich
warst (v > 1010 °C/s ) oraz zastosowaniu wysokiego ciśnienia.

9. Jakimi pozytywnymi cechami charakteryzuje się metal w stanie szklistym w

porównaniu z metalem w stanie krystalicznym

Metale w stanie szklistym cechują się:



brakiem granic międzyziarnowych,



-

brakiem plastyczności,



-

brakiem twardości,



- nadprzewodnictwem,



-

bardzo dobrymi właściwościami magnetycznymi.

10. Co to są materiały wiążące

Wyroby polikrystaliczne

(mogą zawierać fazę szklistą), otrzymane z surowców mineralnych na

drodze wypalania.
Tworzywa, które rozdrobnione na pył i zarobione wodą dają plastyczny zaczyn łatwo formujący się
i wiążący po pewnym czasie oraz twardniejący na powietrzu lub w wodzie.
Dzielimy je na powietrzne i wiążące

11. Co to są materiały wiążące powietrzne i hydrauliczne. Przykłady

Materiały wiążące powietrzne
Po zarobieniu wodą wiążą i twardnieją tylko na powietrzu (wapno palone, magnezyt kaustyczny,
dolomit kaustyczny, spoiwa gipsowe)
Materiały wiążące hydrauliczne
Po zarobieniu wodą wiążą i twardnieją na powietrzu lub w wodzie (wapno hydrauliczne, cement
romański, cementy: portlandzki, hutniczy, glinowy, żużlowe)

12. Reakcje wiązania i twardnienia zaprawy wapiennej (dolomitowej, magnezytowej)

zarabianie wodą-----tworzenie Ca(OH)

2

-------Ca(OH)

2

+CO

2

→ CaCO

3

+H

2

O

gips półwodny -----zarabianie wodą -----rozpuszczanie gipsu półwodnego-----krystalizacja gipsu
dwuwodnego

13. Co to jest cement. Półprodukt do wytwarzania cementu

Cement-

sproszkowane spoiwa hydrauliczne, które po zetknięciu z wodą tworzą plastyczną,

twardniejącą masę. Cement portlandzki → Półprodukty:
-

Klinkier (podstawowy półprodukt)

-Gips
-

Dodatki mineralne (żużel, popioły lotne)

14.

Co to jest klinkier. Jaki ma skład fazowy

Klinkier

– materiał hydrauliczny, składający się z krzemianów wapnia (alitu-C3S i belitu-C2S) oraz

glinianów (C3A) i glinożelazianów wapniowych (C4AF). Wytwarzany jest przez spiekanie
surowców zawierających: CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 i niewielkie ilości innych materiałów. Klinkier
jest podstawowym półproduktem cementu .Klinkier to tworzywa ceramiczne o czerepie
spieczonym, ale bez zeszkliwienia powierzchni. Są otrzymywane przez wypalanie glin wapienno-
żelazistych, wapienno-magnezjowych lub żelazistych (w temperaturze około 1300°C). Właściwości
klinkieru zależą w dużej mierze od tlenku wapniowego w glinie. Klinkier jest cennym materiałem
budowlanym i drogowym. Wyróżniamy :klinkier budowlany, ,klinkier drogowy, klinkier cementowy.

Skład fazowy:

A. Tlenki podstawowe



C

3

S (3CaO

.

SiO

2

) alit - 55-65%



βC

2

S

(β2CaO

.

SiO

2

) belit - 15-25%



C

3

A (3CaO

.

Al

2

O

3

) faza glinianowa - 8-10%



C

4

AF (4CaO

.

Al

2

O

3

.

Fe

2

O

3

)

faza glinożelazianowa -

8-10%

B. Tlenki akcesoryczne



Siarczany alkaliów: Na

2

SO

4

, K

2

SO

4

, KNa(SO

4

)

2



glinian dwunastowapniowy C

12

A

7



nie związany CaO



peryklaz MgO



nie związana krzemionka



anhydryt CaSO

4



γC

2

S



faza szklista

15. Jak produkuje się klinkier.

Proces produkcji klinkieru:
Mielenie---Wypalanie w piecu obrotowym, ok. 1450

0

C------Metoda mokra (szlam)lub Metoda sucha

(proszek)
Podczas wypalania:
Reakcje chemiczne:
Węglany + glinokrzemiany krzemiany, gliniany
Podstawowe składniki klinkieru:

1. Alit C

3

S (krzemian trójwapniowy -50 do 60% masy klinkieru) – 3CaO SiO

2

2. Belit C

3

S (krzemian dwuwapniowy, ok. 20 % masy klinkieru)

– 2 CaO SiO

2

3. Brownmilleryt C

4

AF (czterowap

niowy związek tlenku glinu i tlenku żelaza) – około 10 %

masy klinkieru

– 4CaO Al

2

O

3

Fe

2

O

3

4.

Glinian trójwapniowy C

3

A ok. 10 % masy klinkieru

– 3CaO Al

2

O

3

16. Charakterystyka klinkieru pod względem chemicznym ( moduły)

Charakterystyka składu mineralnego
Mo

duł wapniowy wg Kinda (nasycenie wapnem)

MN = CaO-(1,65Al

2

O

3

+0,35Fe

2

O

3

+0,7SO

3

) / 2,8SiO

2

Moduł hydrauliczny

MH=CaO/SiO

2

+Al

2

O

3

+Fe

2

O

3

[%wag] (1,9-2,4)

Moduł krzemianowy

MK=SiO

2

/Al

2

O

3

+Fe

2

O

3

(1,7-3,5)

Moduł glinowy

MG=Al

2

O

3

/Fe

2

O

3

(1-3)

17. Reakcje wiązania i twardnienia cementu

Proces wiązania cementu polega na tworzeniu, w wyniku reakcji z wodą, związków, które ulegając
krystalizacji tworzą zwartą, twardą masę;
Najważniejsze reakcje:
3CaO•SiO

2

+ 4,5H

2

O CaO•SiO

2

•2,5H

2

O

3CaO•Al

2

O

3

+ 12H

2

O

3CaO•Al

2

O

3

•12H

2

O

W wyniku reakcji z wodą tworzą się trwałe struktury uwodnionych krzemianów i glinianów (CSH,
CAH)

18. Co to jest beton

Beton to

kompozyt powstały ze zmieszania spoiwa (cementu) i wypełniacza (kruszywo),

ewentualnych domieszek nadających pożądane cechy oraz wody.
Składniki:



grube kruszywo 70% ( naturalne → otoczone kamienie lub łamane → skały magmowe,
wapień, dolomit)



piastek



cement



woda

19. Rodzaje powłok na szkle ( powłoki z metali, tlenków metali, powłoki amorficzne

nieorganiczne, hybrydowe)

Najważniejsze rodzaje powłok ORMOCER



powłoki ochronne na delikatne powierzchnie (ochrona przed zarysowaniem i ścieraniem)



-

warstwy stanowiące barierę dla przenikania gazów, roztworów czy jonów



-

warstwy chroniące przed korozja (wzrost odporności chemicznej)



-

powłoki antyrefleksyjne



-

powłoki hydrofilowe, hydrofobowe, oleofobowe (właściwości antyadhezyjne); sensory



- warstwy antystatyczne



-

warstwy o właściwościach luminescencyjnych, laserowych, fotochromowych



- warstwy dekoracyjne

20.

Właściwości powłok metalicznych i z tlenków metali

21. Metody nakładania na szkło powłok metalicznych i z tlenków metali

-Powlekanie pirolityczne:

→ Natryskiwanie powierzchni szkła roztworem soli metali lub związków metaloorganicznych;
temperatura 260

– 580oC;

→ dysocjacja termiczna związków i wytworzenie warstw tlenków metali (tlenki Co, Ni, Fe itp.);

→ Metoda stosowana przy produkcji float – szkło „Antelio” brązowe, srebrzyste, zielone;

Współczynniki przepuszczania energii słonecznej 37 – 68%.

- Rozpylanie magnetronowe:

→ Katodowe rozpylanie wspierane polami magnetycznymi; Katody Au, Ag, Ti, Cu, Cr, Sn, Ni, InSn,
CoCr, NiCr (warstwa Solar Control)

22. Co to są tworzywa szklano-krystaliczne; jakimi charakteryzują się właściwościami,

podać przykłady

Tworzywa szklanokrystaliczne :

Z

Z

a

a

w

w

i

i

e

e

r

r

a

a

j

j

ą

ą

c

c

o

o

n

n

a

a

j

j

m

m

n

n

i

i

e

e

j

j

d

d

w

w

i

i

e

e

f

f

a

a

z

z

y

y

:

:

s

s

z

z

k

k

l

l

i

i

s

s

t

t

ą

ą

i

i

k

k

r

r

y

y

s

s

t

t

a

a

l

l

i

i

c

c

z

z

n

n

ą

ą

;

;

O

O

t

t

r

r

z

z

y

y

m

m

u

u

j

j

e

e

s

s

i

i

ę

ę

j

j

e

e

w

w

p

p

r

r

o

o

c

c

e

e

s

s

i

i

e

e

o

o

d

d

p

p

o

o

w

w

i

i

e

e

d

d

n

n

i

i

e

e

j

j

o

o

b

b

r

r

ó

ó

b

b

k

k

i

i

t

t

e

e

r

r

m

m

i

i

c

c

z

z

n

n

e

e

j

j

s

s

z

z

k

k

i

i

e

e

ł

ł

p

p

o

o

d

d

c

c

z

z

a

a

s

s

k

k

t

t

ó

ó

r

r

e

e

j

j

z

z

a

a

c

c

h

h

o

o

d

d

z

z

i

i

o

o

b

b

j

j

ę

ę

t

t

o

o

ś

ś

c

c

i

i

o

o

w

w

a

a

k

k

r

r

y

y

s

s

t

t

a

a

l

l

i

i

z

z

a

a

c

c

j

j

a

a

C

C

e

e

c

c

h

h

y

y

:

:

• drobnoziarnista struktura (wielkość kryształów – do kilku m)
• właściwości zależą od składu fazowego ziaren krystalicznych i składu chemicznego pozostałej

fazy szklistej

• materiały izotropowe (większość) lub anizotropowe
Cechy mikrostruktury:
• Rodzaj faz krystalicznych i amorficznych zawartych w tworzywie;

• Ich proporcje ilościowe
• Wielkość kryształów; ich kształt i orientacje;

• Przestrzenne rozmieszczenie poszczególnych faz w tworzywie;
Cechy mikrostruktury zdeterminowane są:



składem chemicznym materiału;



Parametrami obróbki cieplnej;

Tworzywa szklanokrystaliczne



Dewi

tryfikaty o podwyższonych parametrach:



Mechanicznych

– fazy krystaliczne: kordieryt, mulit



Termicznych

– o niskim współczynniku rozszerzalności termicznej (fazy krystaliczne: eukryptyt,

spodumen); o wysokim współczynniku rozszerzalności termicznej (fazy krystaliczne:
dwukrzemian litu, kwarc, krystobalit);



chemicznych (fazy krystaliczne: anortyt, diopsyd)



Biomateriały (fazy krystaliczne: apatyt, wollastonit)



Fotoceramy (krystalizacja indukowana reakcjami fotochemicznymi)

– obrazy w szkle

2

2

3

3

.

.

Co to są kompozyty

K

K

o

o

m

m

p

p

o

o

z

z

y

y

t

t

e

e

m

m

n

n

a

a

z

z

y

y

w

w

a

a

m

m

y

y

t

t

w

w

o

o

r

r

z

z

y

y

w

w

o

o

p

p

o

o

w

w

s

s

t

t

a

a

ł

ł

e

e

p

p

r

r

z

z

e

e

z

z

p

p

o

o

ł

ł

ą

ą

c

c

z

z

e

e

n

n

i

i

e

e

d

d

w

w

ó

ó

c

c

h

h

l

l

u

u

b

b

w

w

i

i

ę

ę

c

c

e

e

j

j

m

m

a

a

t

t

e

e

r

r

i

i

a

a

ł

ł

ó

ó

w

w

,

,

z

z

k

k

t

t

ó

ó

r

r

y

y

c

c

h

h

j

j

e

e

d

d

e

e

n

n

j

j

e

e

s

s

t

t

w

w

i

i

ą

ą

ż

ż

ą

ą

c

c

y

y

m

m

,

,

a

a

i

i

n

n

n

n

e

e

s

s

p

p

e

e

ł

ł

n

n

i

i

a

a

j

j

ą

ą

r

r

o

o

l

l

ę

ę

w

w

z

z

m

m

a

a

c

c

n

n

i

i

a

a

j

j

ą

ą

c

c

ą

ą

i

i

s

s

ą

ą

w

w

p

p

r

r

o

o

w

w

a

a

d

d

z

z

a

a

n

n

e

e

w

w

p

p

o

o

s

s

t

t

a

a

c

c

i

i

z

z

i

i

a

a

r

r

n

n

i

i

s

s

t

t

e

e

j

j

,

,

w

w

ł

ł

ó

ó

k

k

n

n

i

i

s

s

t

t

e

e

j

j

l

l

u

u

b

b

w

w

a

a

r

r

s

s

t

t

w

w

o

o

w

w

e

e

j

j

.

.

W

W

w

w

y

y

n

n

i

i

k

k

u

u

t

t

e

e

g

g

o

o

u

u

z

z

y

y

s

s

k

k

u

u

j

j

e

e

s

s

i

i

ę

ę

k

k

o

o

m

m

b

b

i

i

n

n

a

a

c

c

j

j

ę

ę

w

w

ł

ł

a

a

s

s

n

n

o

o

ś

ś

c

c

i

i

(

(

n

n

a

a

j

j

c

c

z

z

ę

ę

ś

ś

c

c

i

i

e

e

j

j

c

c

h

h

o

o

d

d

z

z

i

i

t

t

u

u

o

o

w

w

ł

ł

a

a

s

s

n

n

o

o

ś

ś

c

c

i

i

m

m

e

e

c

c

h

h

a

a

n

n

i

i

c

c

z

z

n

n

e

e

)

)

n

n

i

i

e

e

m

m

o

o

ż

ż

l

l

i

i

w

w

ą

ą

d

d

o

o

o

o

s

s

i

i

ą

ą

g

g

n

n

i

i

ę

ę

c

c

i

i

a

a

w

w

m

m

a

a

t

t

e

e

r

r

i

i

a

a

ł

ł

a

a

c

c

h

h

w

w

y

y

j

j

ś

ś

c

c

i

i

o

o

w

w

y

y

c

c

h

h

.

.

C

C

e

e

n

n

n

n

ą

ą

c

c

e

e

c

c

h

h

ą

ą

k

k

o

o

m

m

p

p

o

o

z

z

y

y

t

t

ó

ó

w

w

j

j

e

e

s

s

t

t

m

m

o

o

ż

ż

l

l

i

i

w

w

o

o

ś

ś

ć

ć

p

p

r

r

o

o

j

j

e

e

k

k

t

t

o

o

w

w

a

a

n

n

i

i

a

a

i

i

c

c

h

h

s

s

t

t

r

r

u

u

k

k

t

t

u

u

r

r

y

y

w

w

k

k

i

i

e

e

r

r

u

u

n

n

k

k

u

u

u

u

z

z

y

y

s

s

k

k

a

a

n

n

i

i

a

a

z

z

a

a

ł

ł

o

o

ż

ż

o

o

n

n

y

y

c

c

h

h

w

w

ł

ł

a

a

s

s

n

n

o

o

ś

ś

c

c

i

i

.

.

K

K

o

o

m

m

p

p

o

o

z

z

y

y

t

t

y

y

s

s

k

k

ł

ł

a

a

d

d

a

a

j

j

ą

ą

s

s

i

i

ę

ę

z

z

o

o

s

s

n

n

o

o

w

w

y

y

i

i

z

z

r

r

o

o

z

z

m

m

i

i

e

e

s

s

z

z

c

c

z

z

o

o

n

n

e

e

g

g

o

o

w

w

n

n

i

i

e

e

j

j

d

d

r

r

u

u

g

g

i

i

e

e

g

g

o

o

s

s

k

k

ł

ł

a

a

d

d

n

n

i

i

k

k

a

a

o

o

z

z

n

n

a

a

c

c

z

z

n

n

i

i

e

e

w

w

y

y

ż

ż

s

s

z

z

y

y

c

c

h

h

w

w

ł

ł

a

a

ś

ś

c

c

i

i

w

w

o

o

ś

ś

c

c

i

i

a

a

c

c

h

h

w

w

y

y

t

t

r

r

z

z

y

y

m

m

a

a

ł

ł

o

o

ś

ś

c

c

i

i

o

o

w

w

y

y

c

c

h

h

l

l

u

u

b

b

w

w

i

i

ę

ę

k

k

s

s

z

z

e

e

j

j

t

t

w

w

a

a

r

r

d

d

o

o

ś

ś

c

c

i

i

z

z

w

w

a

a

n

n

e

e

g

g

o

o

z

z

b

b

r

r

o

o

j

j

e

e

n

n

i

i

e

e

m

m

24.

Podać przykłady kompozytów modyfikowanych materiałami szklistymi i
ceramicznymi, w jakim kierunku idzie taka modyfik

acja kompozytów

25. Co to są biomateriały ceramiczne. Przykłady

Biomateriały ceramiczne- są to Tworzywa szkło-krystaliczne o podstawowym składzie
chemicznym CaO

– P2O5 – SiO2 o fazach krystalicznych: apatytu, wollastonitu.

Biomateriały szkło-ceramiczne cechują się:



Dobra tolerancja w organizmie żywym



Zdolność zrastania się z tkanką kostną



-

Długa przeżywalność implantów



-

Zdolność stymulacji tkanek do szybszej odbudowy

Przyk

łady: Ceravital, Cerabone, Bioverit



stabilne zamocowanie w macierzystej tkance kostnej,



Endoproteza stawu biodrowego



Hydroksyapatyt → zastosowanie w stomatologii; dobra biozgodność; stymulacja odbudowy

tkanki kostnej;

26. Charakterystyka surowców do wytwarzania ceramiki wypalanej

* surowce plastyczne: gliny, kaoliny, bentonity, łupki
* mi

nerały w sur. plastycznych: kaolinit (kaolin i łupki ogniotrwałe), kaolinit, illity (gliny ogniotrwałe),

montmorylinity (bentonity)
* surowce nieplastyczne schudzające:

- surowce krzemionkowe (SiO2): kwarc, kwarcyty, piaski kwarcowe
- surowce o wysokiej za

wartości tlenku glinu:

^ surowce glinowe: korund i jego odmiany, uwodnione tlenki glinu

^ surowce otrzymywane sztucznie: tlenek glinu, elektrokorund

^ surowce glinowo-krzemianowe: sylimanit, mulit

* surowce nieplastyczne spełniające rolę topników
- Skalenie, piasek kwarcowy :
^Skaleń potasowy: ortoklaz K2O Al2O3 SiO2;
^Skaleń sodowy: albit Na2O Al2O3 SiO2;
^Anortyt CaO Al2O3 SiO2
- Surowce wapniowe i magnezowe:
^Węglan wapniowy CaCO3;
^Magnezyt MgCO3;
^Dolomit CaCO3 MgCO3;

27.

Co to są surowce plastyczne- charakterystyka mineralogiczna i strukturalna

Surowce plastyczne( ilaste)

są to gliny, kaoliny, bentonity i łupki. Mają zdolność tworzenia po

zarobieniu z wodą masy , która można formować, a która zachowuje nadany jej kształt po
wysuszeniu i wypaleniu.

G

łówne minerały występujące w surowcach plastycznych:

→ Kaolinit (kaolin i łupki ogniotrwałe)

→ Kaolinit, ility (gliny ogniotrwałe)

→ Montmorylinity (bentonity)

Charakterystyka mineralogiczna:

Skały osadowe złożone z różnego rodzaju minerałów krzemianowych (przeważnie uwodnione
glinokrzemiany Al

2

O

3

mSiO

2

nH

2

O).

28. Rodzaje mas ceramicznych

a) Ze względu na przeznaczenie

- masa ceglarska

- masa fajansowa

- masa kamionkowa

- masa porcelanowa

- masa szamotowa

- masa szklarska
b)Ze względu na zawartość H

2

O w [%]

- do odlewania

25-35 %

- do formowania plastycznego

15-25 %

- do prasowania plastycznego

10-14 %

- do prasowania suchego

3-9 %

c) Inny sposób
-

masy sypkie i półsypkie

- masy lejne

- masy plastyczne i termoplastyczne

29. Sposoby formowania z mas ceramicznych

a) odlewanie w formach gipsowych
-

sporządzanie masy lejnej (gęstwy) – wodnej zawiesiny zmielonych surowców ceramicznych

charakteryzujących się niską: lepkością, szybkością osiadania, skurczliwością (dodatek
upłynniaczy np.: krzemian sodu
- odlewanie masy lejnej do formy gipsowej (odlewnie jednostronne, dwustronne, bateryjne)
b) formowanie z mas plastycznych:
-

ręczne: formowanie z bloczka, przez narzucanie masy, przez nacieranie masy, przez ubijanie

-

toczenie wyrobów – koło garncarskie

c) prasowanie

– poddawanie mas działaniu wysokiego ciśnienia w specjalnych formach. Warunek

sukcesu: musi wystąpić równomierny rozkład ciśnien w obrębie prasowanej kształtki, w

przeciwnym razie dojdzie do wypaczenia wyrobu.
Podział prasowania:
-

z mas półsypkich i sypkich

- z mas plastycznych
- hydrostatyczne
- termoplastyczne
d) formowanie termoplastyczne-

przy wyrobach o złożonych kształtach- ceramika specjalna

30. Zjawiska fizyczne i chemiczne zachodzące podczas wypalania mas ceramicznych,

jak powstaje mulit.

* przemiany fizyczne: odparowanie wody

parowanie substancji, topienie

przemiany

polimorficzne, krystalizacja nowych faz
* przemiany chemiczne: dysocjacja termiczna reakcje syntezy i wymiany reakcje redox

31. Na jakich związkach chemicznych opiera się ceramika specjalna

Ceramika inżynierska (specjalna) — materiały wytworzone w wyniku spiekania w wysokiej
temperaturze (~1500÷2100°C) bardzo czystych, syntetycznych, drobnoziarnistych proszków
(wielkość ziaren poniżej 1μm), bez udziału fazy szklistej, z takich związków jak: tlenki, węgliki,
azotki, borki, fosforki i złożone związki na ich osnowie

.

32. Co to jest metoda samo-rozwijającej się syntezy (SHS)

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;
Synteza węglika krzemu metodą SHS:
-

stechiometryczne zestawienie substratów (Si, C) i dokładna homogenizacja

-Brykietowanie proszku

-

Zapłon (1200-13000C)

-Wzrost

temperatury po zapłonie – 30

0

C/sek do 2050-2200

0

C

33. Na czym polega prasowanie na gorąco

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

34. Co to są materiały ogniotrwałe; jakie są ich najważniejsze cechy

Materiały ogniotrwałe:

materiałystosowane w urządzeniach przeznaczonych do pracy w

wysokiej temperaturze lub w obecności ognia.

Cechy:



odporność na działanie wysokich temperatur: miarą jest ogniotrwałość zwykła( przybliżona
temperatura topnienia, w której stożek o określonych normą rozmiarach, wykonany z
badanego materiału dotyka swoim wierzchołkiem podstawki)



stałość kształtu i wymiaru ( określony podczas formowania)



ogniotrwałość zwykła wyższa lub równa 150 SP



dostateczna odporność na działanie naprężeń mechanicznych oraz odporność na ścieranie
i pełzanie



dostateczna odporność chemiczna



odporność na nagłe zmiany temperatury i działanie gradientu temperatur

35. Jak klasyfikuje się materiały ogniotrwałe wg kryterium chemicznego

a) Kwasowe
- Krzemionkowe

– SiO

2

> 93%

- Glinokrzemianowe:
- kwarcowo

– szamotowe – Al

2

O

3

<30%, SiO

2

65-85%

- szamotowe

– Al

2

O

3

20-45%

- wysoko glinowe

– Al

2

O

3

> 45-72%

- korundowe

– Al

2

O

3

> 90%

b) Zasadowe
- Magnezytowo

– wapniowe:

- Magnezytowo-dolomitowe

– MgO ≥ 50%, CaO ≥ 10%

- dolomitowe

– MgO 35-50%, CaO 45-60%

- dolomitowo

– wapniowe – CaO ≥ 60-85%

-

wapniowe CaO ≥ 85%

- Spinelowe: MgO, Cr

2

O

3

- Magnezytowo

– krzemianowe: MgO, SiO

2

, Cr

2

O

3