Podstawy Technologii
Ceramiki
dr inż. Paweł Falkowski
[e-mail]
GTCh pok. 27
http://ztnic.ch.pw.edu.pl
Zakładki:
Pliki do pobrania
Kilka Zasad
Obecność na wykładzie jest nieobowiązkowa, ale:
12 / 15 obecności uprawnia do zdawania w terminie
 0
Obecność (11 / 15) może wpłynąć na ocenę końcową
Na wykładach mogą pojawiać się  zadania , które na
końcu mogą wpływać na podniesienie oceny
Zaliczenie wykładu ma formę testu (20 pytań; w
terminie  0 tylko 15)
Materiały pomocnicze do nowego wykładu w formie
 ograniczonych slajdów będą do pobrania przed
kolejnym wykładem w każdy wtorek po godzinie 17 ze
strony Zakładu Technologii Nieorganicznej i Ceramiki
http://ztnic.ch.pw.edu.pl/materialy.php
Literatura
J. Raabe, E. Bobryk,  Ceramika funkcjonalna : metody otrzymywania i
własności , Warszawa : Oficyna Wydaw. Politechn. Warszawskiej, 1997
R. Pampuch,  Współczesne materiały ceramiczne , Kraków : AGH Uczelniane
Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2005
R. Pampuch,  Siedem wykładów o ceramice , Kraków : AGH Uczelniane
Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, 2001
R. Pampuch,  Materiały ceramiczne , Warszawa Państw. Wydaw.
Nauk.,1988
R. Pampuch, K. Haberko, M. Kordek,  Nauka o procesach ceramicznych ,
PWN, Warszawa 1992
R. Pampuch  Materiały ceramiczne, zarys nauki o materiałach nieorganiczno
- niemetalicznych ; PWN Warszawa, 1988
J. Lis, R. Pampuch,  Spiekanie , Kraków : Wydawnictwa AGH, 2000
M. Jurczyk, J. Jakubowicz,  Nanomateriały ceramiczne , Wydawnictwo
Politechniki Poznańskiej, Poznań, 2004
Literatura
K. E. Oczoś,  Kształtowanie ceramicznych materiałów technicznych
Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 1996
A. Kielski,  Ogólna Technologia Ceramiki , Wydawnictwa AGH , Kraków
1969 (dostępne w formie pdf na stronie:
http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty2/0092/ )
A.J. Awgustinik  Ceramika , Wydawnictwo Arkady 1980
M. Janiec,  Tworzywa ceramiczne , Wydawnictwo Politechniki
Warszawskiej, Warszawa 1982
Ewa Osiecka,  Materiały budowlane  Kamień, ceramika, szkło , Oficyna
Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2010
A. Szymański,  Mineralogia techniczna , Wydawnictwo Naukowe PWN,
Warszawa 1997
O czym będzie wykład?
Ceramika tradycyjna
Ceramika budowlana
Szkło
Materiały wiążące
Surowce naturalne i synteza proszków
ceramicznych
Metody formowania
Spiekanie
Podstawowe metody badania właściwości
materiałów ceramicznych
Co to jest Ceramika?
Ceramika (gr. Ho k�ramos - ziemia, glina; kerameus - wykonany z gliny) -
nieorganiczne i niemetaliczne materiały otrzymywane w wyniku procesu
ceramicznego (formowania, obróbki cieplnej).
Mezopotamia 5500 p.n.e
R.Pampuch, Wielka Encyklopedia PWN, Warszawa 2001, t.5, s. 277.
K. E. Oczoś Kształtowanie ceramicznych materiałów technicznych Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 1996
Charakterystyka porównawcza wybranych właściwości
metali, tworzyw sztucznych i ceramiki technicznej
TWORZYWA CERAMIKA
METALE
SZTUCZNE TECHNICZNA
Gęstość

Wytrzymałość cieplna

Odporność chemiczna

Odporność na ścieranie

Kruchość
�! ?
�!
�!
�!
Wytrzymałość mechaniczna
�!
�!
�!
�!
Obrabialność
�! ?
�!
�!
�!
Cena
?
niekorzystna mniej niekorzystna korzystna ? możliwa
do osiągnięcia
Podział ceramiki
Ceramika właściwa
Materiały wiążące
Wyroby emaliowane
Ceramika
Szkło i
Materiały ścierne
dewitryfikaty
Ceramika właściwa
Wyroby ceglarskie
Wyroby garncarskie
Materiały ogniotrwałe
Wyroby porcelanowe (porcelana stołowa i
elektrotechniczna)
Wyroby porcelitowe
Wyroby fajansowe (sanitarne i stołowe)
Wyroby kamionkowe (
Ceramika techniczna tzw. specjalna
(tlenkowa i beztlenkowa)
Materiały wiążące
Gips
Cement
Wapno
Etapy wytwarzania ceramiki
I Etap II Etap III Etap
Ogrzewanie
Proszek Formowanie
Ceramika właściwa
(spiekanie)
Szkło
Ogrzewanie
Proszek Formowanie
(topienie)
Materiały wiążące
Ogrzewanie
Proszek Formowanie
(wypalanie)
J. Raabe, E. Bobryk,  Ceramika funkcjonalna : metody otrzymywania i własności , Warszawa : Oficyna Wydaw. Politechn.
Warszawskiej, 1997
Etapy wytwarzania ceramiki
Mieszaniny o
Surowce Procesy formowania
kontrolowanym
składzie i uziarnieniu
Obróbka wstępna
Spiekanie Suszenie
kształtek surowych
Obróbka kształtek
Produkt
po spiekaniu
Podział ceramiki na
 tradycyjną i  nowoczesną
Ceramika
 Nowoczesna ceramika techniczna 
ceramika specjalna
 tradycyjna
Ceramika tlenkowa i beztlenkowa np.,
Ceramika krzemianowa np. porcelana
tlenki, węgliki, azotki, borki
Surowce naturalne o uziarnieniu Syntetyczne mikroproszki o uziarnieniu
mikrometrycznym nanometrycznym
Stosowanie całej gamy dodatków
Stosowanie  plastycznych składników
organicznych jak np. spoiwa,
surowcowych
upłynniacze, flokulanty, enzymy
Temperatura spiekania Temperatura spiekania
1250  1450 oC 1500  2100 oC
Ceramika specjalna, zwana także techniczną lub zaawansowaną (ang. advanced ceramics), to
zróżnicowana grupa nowoczesnych materiałów, które przynajmniej jedną ze swych właściwości mają
tak wybitnie rozwiniętą, że są poszukiwane przez m.in. technikę czy medycynę.
Ceramika
Funkcjonalna Konstrukcyjna
(functional ceramics) (structural ceramics)
Materiały lub elementy Materiały, które w
ceramiczne, które spełniają jakimkolwiek kształcie muszą
funkcję: wytrzymać obciążenia
- elektryczną /elektroniczna mechaniczne, a więc muszą
- piezoelektryczna
przejmować np. naprężenia
- jądrowa, kosmiczna
rozciągające, ściskające czy
- bioceramika
momenty zginające
- magnetyczną
Al2O3 ZrO2 Si3N4 SiC AlN
- dielektryczną
- optyczną
lub inną specjalną
Zastosowanie ceramiki
konstrukcyjnej
Ceramika funkcjonalna
Funkcje termiczne Funkcje chemiczne Funkcje magnetyczne
izolacje termiczne nośniki katalizatorów głowice magnetofonowe
promienniki IR katalizatory rdzenie pamięci
elektrody magnesy
nośniki enzymów silniki miniaturowe
Funkcje mechaniczne
czujniki gazów
wirniki detektory węglowodorów
Funkcje elektryczne
komory spalania układy alarmowe przecieku gazu
łożyska
Kondensatory
dysze palników Funkcje nuklearne
podłoża elektroniczne
narzędzia skrawające
elementy czujników temperatury
paliwa nuklearne
ogniwa słoneczne
materiały na osłony i ekrany
Funkcje biologiczne
sztuczne korzenie zębów Funkcje optyczne
endoprotezy
świetlówki
kości i stawy
wysokociśnieniowe lampy
sztuczne zastawki serca
sodowe
lasery
Cząstka ceramiczna  najmniejszy fragment
proszku ceramicznego posiadający zwarty kształt.
Krystalit  najmniejsza jednostka budowy proszku,
obszar materii koherentnie rozpraszający
promieniowanie rentgenowskie.
Agregat  niewielka liczba cząstek połączonych
kontaktami fazowymi, najczęściej bezporowaty.
Aglomerat  porowaty twór zawierający wiele
agregatów i/lub cząstek ceramicznych.
Granula  celowo formowany duży
aglomerat o regularnych kształtach
Spiek  materiał wytworzony przez spiekanie proszków
ceramicznych. Spiekanie jest procesem polegającym na przemianie
materiału sproszkowanego w ciało polikrystaliczne w wyniku
działania wysokiej temperatury (0,40 - 0,85 temperatury topnienia
przeważającego składnika)
Ziarno (krystalit)  najmniejsza jednostka spieku.
Krystality tworzą większe struktury polikrystaliczne.