3582325986

CERAMIKA

Ceramika jest grupą nieorganicznych złożonych związków lub ich roztworów o kowalencyjnych i jonowych wiązaniach międzyatomowych. Zawierają pierwiastki metaliczne i niemetaliczne. Do grupy tej należą też szkła.

Wytwarzane są one zazwyczaj przez formowanie i wypalanie w procesie wysokotemperaturowym, podczas którego zachodzą nieodwracalne reakcje, ale także przez rozwłóknianie i natryskiwanie. Metody wytwarzania materiałów ceramicznych są bardzo zróżnicowane i dostosowane do specyfiki danego materiału. Zwykle stosuje się wypalanie (cegła, porcelana, materiały ogniotrwałe), wytapianie (szkło) i metody metalurgii proszków, tj. prasowanie i spiekanie (ceramika specjalna, materiały narzędziowe, cermetale, nadprzewodniki, ferryty itp.).

Ogólna klasyfikacja materiałów ceramicznych:

•    Ceramika elektrotechniczna,

•    Materiały ogniotrwałe,

• Materiały węglowe, grafit,

•    Materiały budowlane,

•    Posadzki,

•    Materiały ścierne,

•    Narzędzia skrawające,

•    Elementy konstrukcyjne,

•    Szkło,

•    Porcelana stołowa, porcelit, fajans.

Cechy charakterystyczne materiałów ceramicznych:

•    Wysoka wartość: temperatury topnienia, twardości, trwałości chemicznej, wytrzymałości na ściskanie, trwałości termicznej, odporności na erozję w wysokich temperaturach, kruchości.

•    Niska wartość: masy właściwej, wytrzymałości na rozciąganie, wytrzymałości na zginanie, wytrzymałości udarnościowej, przewodności cieplnej, przewodności elektrycznej, rozszerzalności cieplnej.

Cechy charakterystyczne materiałów ceramicznych:

Niektóre z nich mają własności fizyczne (magnetyczne, piezoelektryczne, nadprzewodzące).

Najlepszym dowodem odporności tworzyw ceramicznych na obciążenia dynamiczne jest to, że z płytek z węglika boru łub korundu, które są wszywane między warstwy tkaniny, wykonuje się kamizelki kuloodporne.

Ceramika naturalna- jest ona najstarszym i najtrwalszym materiałem konstrukcyjnym. Kamień stosowany jako materiał konstrukcyjny zachowuje się tak samo jak inne ceramiki, podobne są też zasady projektowania konstrukcji kamiennych. Jedną z ceramik naturalnych można jednakże traktować jako unikatową, a mianowicie lód. Na Antarktydzie jest ok. 1013 m³ tej ceramiki. Właściwości mechaniczne lodu mają podstawowe znaczenie przy projektowaniu różnych konstrukcji (np. lodołamaczy czy platform wiertniczych) w Arktyce.

Ceramiki wielofazowe z dużym udziałem fazy szklistej- nowoczesne wyroby garncarskie, porcelanowe, dachówki, cegły budowlane i żaroodporne są wykonywane z gliny, która jest w stanie plastycznym (na mokro) formowana, a następnie suszona i spiekana. Po spieczeniu składa się ona z faz krystalicznych (głównie krzemianów) spojonych fazą szklistą, której głównym składnikiem jest zawsze krzemionka. Faza szklista tworzy się i topi w czasie spiekania gliny, rozpływając się wokół powierzchni (obojętnych chemicznie, lecz wytrzymałych mechanicznie) faz krystalicznych, łącząc je ze sobą nawzajem.

Ceramika szlachetna i techniczna- to wyroby charakteryzujące się szklistym przełomem, małą porowatością, dużą twardością i wytrzymałością na ściskanie, Do ceramik tych zalicza się przede wszystkim porcelanę, porcelit, kamionkę i klinkier.

Porcelana- jest wytwarzana z mieszaniny minerałów, takich jak kaolin, kwarc i skaleń oraz innymi możliwymi dodatkami, spieczonych ze sobą w procesie wypalania. Właściwości porcelany zależą od zawartości poszczególnych składnikowi temperatury wypalania. Porcelana może być wypalana w 1120-1270 K jednokrotnie jako bez szkliwa na biskwit np. porcelana elektrotechniczna lub dwukrotnie w 1550-1570 K (szkliwiona) i w 1620-1730 K (twarda) np. cienko- ścienne wyroby stołowe lub artystyczne. Ze względu na zastosowanie porcelanę dzieli się na: