surowce ceramiczne- krzemionkowe: kwarc, opal, piaski, łupki, -ilaste: ił, glina, iłowiec, kaoliny –glinowe: boksyt, andaluzyt, granit, porfir –wapniowe: kalcyt, marmur, kreda, gips –magnezjowe (MgO): dolomit, oliwiny, talk –chromowe: chromit, hercynit –cyrkonowe: piaski cyrkonowe

proszek – zdyspergowany układ cząstek ciała stałego o wysokiej koncentracji krystalit – obszar ciała stałego spójnie rozpraszający promieniowanie rentgenowskie, cechy: ograniczenie przestrzenne, powierzchnia, granice, monokrystaliczna budowa, kształt zależy od technologii, temperatury, czasu im mniejsze tym silniejsza tendencja do łączenia się agregat – zespół krystalitów połączonych siłami kohezji o charakterze chemicznym, jonowymi lub atomowymi aglomerat – zespół krystalitów połączonych siłami adhezyjnymi o charakterze fizycznym cechy: jednorodne cząstki: -małe tarcie w niewielu punktach, słabe oddz. między cząst. wysoka porowatość szerokie spektrum wielkości : tarcie w wielu punktach, silne oddz. średnia porowatość duże i małe: duże tarcie, silne oddz. mała porowatość wytrzymałość agreg. i aglom. : $\sigma = \frac{\left( 1 - V_{p} \right)*F}{V_{p}*d^{2}}$ granula – zespół krystalitów, agregatów i/lub aglomeratów o rozmiarach rzędu 1mm zazwyczaj o sferycznych kształtach wytwarzany celem poprawy właściwości reologicznych proszków proszek modelowy: zbiór kul o takim samym promieniu, wielkość=objętość śr.Fereta – odl. pomiędzy 2 równoległymi stycznymi do dwóch przeciwległych punktów śr. Martina – rozmiar w punkcie który dzieli cząstkę na połowy śr. równoważne: -śr. koła o takiej samej pow. jak obraz cząstki – śr. przesiewowa cząstki przechodzącej przez oko sita o danym rozmiarze – śr. Stokes’a pow. wł. proszku –wielkość pow. mierzonej zazw. metodami sorpcyjnymi w przeliczeniu na jedn. masy (m²/g) jeżeli zał że wszystkie cz. mają taki sam kształt sypkość – czas przesypywania się 50g proszku przez znormalizowany lejek Halla uzależniona od wielkości i kształtu cz. gęstość nasypowa – stosunek masy luźno zasypanego proszku do objętości naczynia w którym się znajduje (lejek lub wolumetr Scotta) z usadem – m/v jaką zajmuje w wyniku wstrząśnięcia naczynia porowatość – lokalny brak fazy stałej p=V_p/V=(1-V_s)/V analiza sitowa (przesiewanie) – rozdział proszku na frakcje o zbliżonej wlk cz. na zestawie sit. wielkość oczka wyraża się w ilości oczek na cal (mesh) Metody badania morfologii proszków metody mikroskopowe –optyczna: -wlk. do 0,5µm –mała głębia ostrości – możliwy preparat w zawiesinie – cyfrowe przetwarzanie obrazu skaningowa SEM – wlk od 29nm do 50µm – duża głębia ostrości – preparat luźny proszek – obraz cyfrowy – częściowa obróbka obrazów transmisyjna TEM – od 1nm do 5µm –średnia głębia ostrości –złożona preparatyka –obraz cyfrowy metody sedymentacyjne – prawo Stokesa – kinetyka opadania cząstki ciała stałego w cieczy zał: -kulistość cz. –gładkość pow. –brak oddz. między cz. –przepływ lami –niesk. naczynie pipeta Andreasena – w pewnych odstępach czasu pobiera się porcje zwiesiny o znanej obj waga sedymentacyjna – rejestruje się ciągłą zmianę masy na szalce zanurzonej w cieczy absorpcja promieniowania X – wielkość absorpcji przez zawiesinę na różnych wysokościach słupa zawiesiny licznik Coultera – wymusza przepływ zawiesiny przez układ z diafragmą, zakłada się że wzrost jest proporc. do wlk cz. rozpraszanie światła – zawiesinę wprowadza się do kiuwety, oświetla laserem i mierzy efekt rozproszenia zał: - cz. jednorodne o izomer kszt. –rozcieńczona zawiesina aby nie dochodziło do wtórnego rozpór. –znane wł. optyczne cz. i ośr. – rozprasz. typu Mie’go w uproszczeniu Fraunhofera spektroskopia fali akustycznej – badanie tłumienia funkcji częstotliwości

Metody wytwarzania proszków

idealny proszek – kontrolowany skład chem i fazowy, niewielkie rozm ziaren, wąski rozkład wlk ziaren, słabe agregaty i aglomeraty, wysoka prasowalność

Reakcje w ciele stałym:

metoda klasyczna – mieszanie substratów proszkowych –synteza, przygotowanie proszku kinetyka: -zarodkowanie na granicy faz, tworzenie się produktu, dyfuzja, zależy od: chemizm układu, strukt krystal (podobieństw. strukt), morfol. zalety: prosta, łatwo dost. surowce, wydajność wady: wysoka temp. duże i mocne agregaty, brak kontroli morfologii

reakcja SHS – samopodtrzymuj. r wysokotemp. –zewn źr ciepła chem r. egzoter, ciepło wydz, ciepło odprow, zalety: wysoka czystość, złożone zw, niskie nakł en. wady: trudno kontrol.

spray pyrolysis – parowanie rozp, wytrącanie fazy stałej, suszenie, rozkład, agregacja, produkty: szkło, sfery SiO2

flame pyrolysis zalety: -prostota metoda i aparatura –wysoka czystość chem. –złożone zw chem. –niskie zużycie en

wady: -złożona kontrola morfologii –wydajność marna

glycine nitrate process – glicyna paliwo, azotan utleniacz

Soft chemistry

Ba(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄ T BaSO₄ + 1/2NH₃+2H₂O

BaCl₂ + (NH₄)2SO₄ BaSO₄

zol – układ koloidalny, zawiesina cząstek stałych w cieczy

żel – efekt koagulacji zolu

*zol-żel – synteza żelu drogą kontrolowanej hydrolizy lub kondensacji M-O-R + H₂O M-OH + R-OH hydroliza

M-OH + HO-M MOM + H₂O kondensacja wodna

M-O-R + HO-M M-O-M + R-OH kondesacja alkoholowa

hydroliza: -alkohol lub sól, -rozp=alkohol lub woda, -[alkoh]<<[H₂O] – koloid w ośr wodnym

kondensacja alk: -alkoholan –rozp=woda –[H₂O]/[alk]=1/4 – tworzenie nieorganicznego koloidu

zalety: kontrola morfologii, niska temp, dobra jednorodność –czystość chemiczna wady: -złożona –kiepska wydajność

*współstrącenia, wytrącania

*hydrotermalna (solwotermalna –NH₃,HF,HBr,Cl₂,CO₂,SO₂, H₂S,CS₂,CH₃OH) wykorzystanie: -otrzymywanie monokryształów –preparatyka proszków –roztwarzanie subst.

zmiana wł H2O wraz z temp: -wzrasta stopień dysocjacji i siła jonowa (wzrost rozp) –maleje lepkośc i gęstość –stała dielektryczna maleje z temp, wzrasta z ciśn.

sposoby prowadzenia procesu:

- utlenianie metali Zr+H₂O 300C ZrO₂ + ZrHx 400C ZrO₂+H₂O

– hydroliza (wytrącanie) YCl₃, ZrOCl₂, CO(NH₂)₂ : wsp. roztw, obróbka hydrotermalna, przemywanie, suszenie, prażenie+mielenie YCl₃, ZrOCl₂, NH₃aq: współstrącenie, przemywanie, obr hydr, przemywanie, suszenie

produkty: *pierwiastki: Si, Te, Ni, nanor. *tlenki proste: ZrO₂, TiO₂, SiO₂, ZnO, Fe₂O₃,Al₂O₃ *tlenki złożone: BaTiO₃

wpływ warunków na morfologie:

-temp i pH^ - krystality coraz większe, rozwój postaci krystal. – rozpuszczalnik: inne kierunki reakcji – stężenie mineralizatora -> wzrost krystalitów

wielkośc i kształt ziaren zależy:

-sposób homogenizacji, poszerzenie metody: - ogrzewanie mikrof. – r. elektrochemiczna – r. mechanochemiczna, -r. sono chemiczna zalety: -proszki z roztworu – nie wymagają kalcynacji – brak agregatów – wytrzymałośc aglomer. zależy od spos. suszenia –szeroki zakres kontroli kształtów i wielkości –możliwości kontroli składu fazowego i chemicznego – możliwości uzyskania zw. poniżej temp. transformacji (kwars) – tlenków o niespotykanej stechiometrii (CrO₂)