Surowce, które służą do wytwarzania materiałów ceramicznych dzieła się na - surowce mineralne - surowce głęboko przetworzone (lub pochodzenia chemicznego)
Rozdrobnione surowce do wytwarzania mas są zazwyczaj zanieczyszczone cząstkami metalicznymi. Najczęstszą metodą oczyszczania proszków ceramicznych jest oddzielanie magnetyczne za pomocą ferrytowych magnesów trwałych.
Nową metodą oczyszczania proszków ceramicznych z zanieczyszczeń metalicznych jest używanie separatorów magnetyczny o dużym natężeniu pola magnetycznego.
W celu wytworzenia masy ceramicznej należy odpowiednio dobrać jej skład i wymieszać wszystkie | składniki Skład masy ceramicznej dobiera się w zależności od tego. jaką strukturę (warunkującą zastosowanie) powinien posiadać gotowy materiał ceramiczny
Mass ceramiczne ze względu na konsystencje dzielą się na - masy lejne, ich wilgotność wynosi ponad 30%. - masy plastyczne o wilgotności 13-30%. - masy sypkie, których Wilgotność mieści się w granicach
Formowanie materiałów ceramicznych
Podczas formowania masie ceramicznej nadaje się kształt. Ukształtowaną masę ceramiczną poddaje się suszeniu i wypalaniu W zależności od tego jakie wymiary i kształt ma mieć gotowy wyrób, a także jaka jest konsystencja masy formierskiej, rozróżnia się kilka metod formowania. Między innymi są to: - formowanie ręczne - toczenie wyrobów - odlewanie - prasowanie
Formowanie metodą odlewania nalewnego Nalewanie gęstwy do formy gipsowej, wchłanianie wody przez formę gipsową i powstanie I czerepu, wyjmowanie wyrobu z forum gipsowej i odcięcie nadlewów.
Formowanie metodą odlewania wylewnego Nalewanie gęstwy do formy gipsowej (powstanie odlewu), wylewanie nadmiaru gęstwy, obcinanie nadlewu wyjmowanie wyrobu z forum gipsowej.
Stadia prasowania Pizostatycznego w mokrej matrycy: 1 - wypełnianie elastycznej matrycy. 2 - umieszczenie wypełnionej matrycy w naczyniu ciśnieniowym. 3 - prasowanie. 4 - dekompresja i wyjęcie wypraski z matrycy
Formowanie metodą Rama: a) kęs masy plastycznej w formie, b) prasowanie c) podniesienie uformowanego wyrobu z górną I częścią formy d) oddzielenie wyrobu od formy e) odparowanie wilgoci z formy gipsowej.
Suszenie surowców półfabrykatów Proces suszenia po uformowaniu mas ceramicznych i stosuje się w celu odparowania wody. która była użyta do formowania. Zabieg należy wykonać przed wypalaniem ze względu na to, że woda, która znajduje się w uformowanej masie wyparowała by zbyt szybko podczas wypalania, powodując pękanie czerepu.
Rozróżnia się trzy rodzaje wody znajdującej się w uformowanej masie:
- wodę swobodną (inaczej zwana blonkową, oddziela ona od siebie ziania materiału, tworzą się w ten sposób powłoki na ziarnach). - wodę kapilarną (zwana inaczej wodą porów, woda ta wypełnia pory). - wodę adsorpcyjną (jest to woda, która gromadzi się na powierzchni cząstek).
Każdy z wymienionych rodzajów wody odparowuje z uformowanej masy ceramicznej z różną prędkością. Najłatwiej odparowuje woda swobodna, a najtrudniej woda adsorpcyjna.
Wypalanie materiałów ceramicznych Aby uzyskać tworzywo ceramiczne o odpowiednich własnościach należy poddać półfabrykat wypalaniu. Podczas wypalania zachodzą procesy fizyczne, chemiczne, a także zmiany struktury krystalograficznej Zazwyczaj po wypaleniu materiał ceramiczny ma wyższą wy trzymałość mechaniczną.
Proces wypalania materiałów ceramicznych polega na ogrzewaniu wyrobów (w powietrzu, w atmosferze gazów spalinowych, w atmosferze gazów ochronnych) przetrzymaniu ich w temperaturze podgrzania i ochłodzeniu. Wypalanie materiałów ceramicznych można przedstawić na krzywej wypalania.
Model procesu spiekania zbioru cząstek a) położnie cząstek po operacji formowania z przyłożeniem I ciśnienia. b) zmniejszenie się objętości porów i wzrost upakowania | ziam. c) ogólny skurcz i zagęszczenie, zanik drobnych porów. d) wzrost cząstek i przemieszczanie się granic międzyziamowych, skupienie się porów na granicach i ziarn.
Obróbka końcowa materiałów ceramicznych
Obróbka końcowa materiałów ceramicznych obejmuje szereg operacji, takich jak: szkliwienie, wygładzanie powierzchni. odcinanie nadlewów, szlifowanie, wycinanie czy łączenie. Operacje te stosowane są w celu polepszenia własności mechanicznych materiałów ceramicznych, a także w celach dekoracyjnych.
Klasyfikacja materiałów ceramicznych Większość materiałów ceramicznych są to związki tlenu, węgla lub azotu z pierwiastkami takimi jak aluminium i krzem, które są najczęściej spotykane w skorupie ziemskiej. Najczęściej stosowane są w postaci: tlenków, węglików, azotków, borków, fluorków i grafitu.
Ceramika porowata, określana jest również tradycyjna, klasyczną lub wielkotonaźową z tego względu, że zwykle obejmuje masowo produkowane materiały budowlane, ogniotrwałe lub stosowane m.in. w technice sanitarnej, w tym porcelanę, kamionkę, dachówkę i cegłę
Ceramika porowata obejmuje produkty z gliny oraz materiały ogniotrwałe charakteryzuje się sporym udziałem Bazy szklistej otaczającej składniki krystaliczne, utworzone , głównie z Al2O3, oiO, i H20 występujących w różnych proporcjach (pochodzących głównie z gliny, krzemionki lub kwarcu, skalenia lub kaolinu).
Krzem i tlen stanowią łącznie ok. 75% składu skorupy ziemskiej, sprawia to, że materiały ceramiczne takie jak ceramiki krzemianowe z podstawowym składnikiem SiO2 - są najliczniejsze.
Jednym z najczęściej stosowanych surowców ceramicznych jest glina, gdyż występuje ona w duzej obfitości i zwykle jest stosowana bez jakiegokolwiek uszlachetniania, a więc stanowi tani surowiec. Inną przyczyną popularności jest łatwość formowania wyrobów z gliny, gdyż glina po zmieszaniu z wodą tworzy bardzo łatwą do kształtowania masę plastyczną.
Wiele tradycyjnych materiałów ceramicznych jest wytwarzanych z gliny, do której dodaje się krzemionkę SiO2: oraz skaleń [glinokrzemian głównie potasu i sodu ; (KNa)2O Al2O3,6SiO2. oraz wapnia CaO) Al2O3 2SiO2]
Glina. której głównym składnikiem jest kaolinit (A12O3, 2SiO2: 2H2O). łącznie z wodą służy jako lepiszcze wiążące proszek materiału ceramicznego zwykle SiO2 spełniającego rolę wypełniacza.
Skaleń spełnia rolę topnika tworzącego podczas wypalania wyrobów z gliny tazę szklistą powodującą trwale związanie proszku.