334 2

9 MAre*VU V CTHAMlCZNC I «KCA

iu.nr/jnia stali. Forstcrytowe materiały ogn>°f'"^ałc '-Mgr* $>() ^r,H'T :_u^V _a^'Jc/ » v«oM temperarura .opnlcn* Ma.cnaly ^ ^S"ri ^ C*We materiały —*«* “> *««<*

*«*»»*. Ootcj,rupy nalc/a n*en«ly chro_m„ wLane/yroutf Meli w koostoikęji jakiegoś urząd/cn.n s;, m_ov,_w STSJL . *kwa<or. -o do fch rowteie lenia. *,pobiegnj,ceg., /ach,<;

. v nimi rrakcii stosuje się materiały obojętne. ^m,C toKjator maienah ogniMn.al_f. W urod/rmoch. do klńryeh doM_Cp ,_|f osranlrnwiy. «gsto alosowanym matenalem ogn.oin.alym jesi grat,, Licoah ogniotrwałe sa równie/ Słosowone ZrO,. 2W>. S.O, ora/ wiele a/otl^ węglików i borków. Wiele węglików <np. TiC. ZrC) ma małą odporno^ _n utlenianie, dlatego w wysokich temperaturach mogą one być stosowane jcdy_n.‘' _w warunkach redukcyjnych. Wyjątkiem jest wspomniany uprzednio SiC. na któ_I>: w wysokiej temperaturze tworzy się w atmosferze utleniającej cienka warstwa Sj<j chroniąca wnętrze przed dalszym utlenianiem. Azotki i borki mają rnni_Cj_S/;i skłonność do utleniania się ni/, węgliki.

PRZYKŁAD 9.1. Oblicz ile kaolimtu nalepy dodać do I kg SiO_a, aby _{po kj} wypaleniu otrzymać ceramikę o składzie 60% SiO,, 40% Al,O,.

Rozwiązanie. Wzór chemiczny kaolinitu AI,0₃-2Si0₂-2H₂0. Masa mola k.,o nitu wynosi zatem

(2-26.981 + 3 15.9994) + 2(28.0855 + 2-15.9994) + 2(2- 1.0079 + 15.9994) = 101.9602 + 120.1686 + 36.0304 = 258.1592 g Po wypaleniu wsadu pozostaje AI₂0₃-2Si0₂ o masie molowej 258.1592 - 36.0304 = 222,1288 g

Procentowa zawartość Al₂0₃ w wypalonym kaolinicic wynosi więc

% mas. Al₂0₃ « (101.9602/222.1288) 100 = 45.9%

Zawartość Al₂0₃ w wyrobie wynosi 40% i można ją wyrazić następująco

cl ai r»    (0.459)U kg kaolinitu wyp.)

% mas. A1₂0, ** --——-m._inn _ 4/1

(* kg kaolinitu wyp.) +(| kg Si0₂)

stąd x = 6.78 kg kaolinitu wypalonego.

Ilość kaolinitu y jaką należy dodać do I kg Si0₂ wynosi zatem

y _m 6780 g 258.1592 g " 222.1288~ g

więc

y = 7880 g = 7.88 kg

9.4.    Ceramiczne materiały ścierne

.„nu/nc materiały kicme «i stosowane do cięcia, szlifowania i polerowania ‘ _yCn bard/icj miękkich materiałów Cecha charakterystyczną materiałów kier-^ft ;_h jci ich Juzu t war dok, ttdpomość na /.u/ycie (icicramc) oraz dobra odporno** lękanie, która powiruje! ze cząstki materiulu ściernego mc tykają łatwo Bardzo ^PJ,hrv nt materiałem ściernym jest diament naturalny i %auczny. jest on jednak hurd/o C/*łcicj stosowanymi materiałami ściernymi są węglik krzemu (SiC larborund). tlenek aluminium (AfiO, - korund). węglik woltramu tWC) i kr'Ctnianka (SiO.*)-

9.5.    Szkła - ceramiki niekrystaliczne

^ nowoczesnych biurowcach do 80% elewacji mota być pokrytych szkłem ws/echnie stosowane szkła krzemianowe. Ich cena nic jest wysoka. gdyż. ootrzebny Jo produkcji SiO, ma zwykle wystarczającą czystość w obfitych na kult ^emskiej pokładach piasku kwarcowego.

Składy typowych szkieł podano w tabl. 9.3. Tlenki występujące w szkłach,

/<■ względu na ich rolę. dzieli się na tlenki tworzące, modyfikujące i stabilizujące podobną do sieci polimeru - sieć krzemionki (tabl. 9.4). Do tlenków tworzących sieć należą tc z nich. których wiełościany mogą się łączyć z siecią amorficznej krzemionki utworzonej przez czworościany SiO* . Zasadowe tlenki, na przykład Sa.O lub CaO. są modyfikatorami, gdy/ same nic tworzą wielościanów tlenkowych * strukturze szkieł, natomiast wykazują tendencję do zrywania ciągłości sieci Si0₂. Modyfikatory powodują, że wytworzenie wyrobów szklanych w danej temperaturze jesi łatwiejsze, gdy/ obniżają one temperaturę mięknięcia szkła. Ich wadą jest zwiększanie chemicznej reaktywności szkieł w atmosferze. Niektóre tlenki, na przykład AUO, i ZrO,, same nic tworzą szkieł, jednak kationy Al³* lub Zr* * mogą zastępować kationy Si⁴* w sieci utworzonej przez czworościany SiO* , dzięki czemu stabilizują sieć. Tlenki nie tworzące sieci i mc modyfikujące jej są nazywane tlenkami stabilizującymi sieć.

Szkło kwarcowe (krzemionkowe) jest niekrystalic/nym tlenkiem krzemu odu/cj czystości. Jeżeli me zawiera ono znaczących ilości tlenków modyfikujących sieć. to wytrzymuje temperaturę pracy powyżej 1(XX)°C. Ze szkła kwarcowego wykonuje się między innymi wysokotemperaturowe tygle i okna pieców. Sieć szkłu borowo-krzemowego jest zbudowana z trójkątnych wielościanów BO} i czworościanów SiO* Dodatek około 5% masowych Na,0 znacznie polepsza formowal-ność szkła bez zmniejszenia trwałości. Ze względu na du/ą wytrzymałość w wysokich temperaturach i mały współczynnik rozszerzalności cieplnej szkła borowo--krzemowe znalazły duże zastosowanie między innymi w laboratoriach chemicznych oraz jako naczynia do gotowania. Najwięcej z produkowanych szkieł stanowi szkło

335