Tipi di ceramica. A seconda della struttura, le ceramiche fini si distinguono da quelle grossolane. - Le principali tipologie di ceramica fine sono la porcellana, la semiporcellana, la maiolica, la maiolica. - Il tipo principale di ceramica grezza è la ceramica. La porcellana ha un frammento sinterizzato denso di colore bianco (a volte con una sfumatura bluastra) con basso assorbimento d'acqua (fino allo 0,2%), quando picchiettato produce un suono melodico elevato e può essere traslucido in strati sottili. Lo smalto non copre il bordo della perla o la base del pezzo in porcellana. Le materie prime per la porcellana sono caolino, sabbia, feldspato e altri additivi. La maiolica ha un frammento bianco poroso con una sfumatura giallastra, la porosità del frammento è del 9-12%. A causa dell'elevata porosità, i prodotti in maiolica sono completamente ricoperti da uno smalto incolore a bassa resistenza al calore. La terracotta viene utilizzata per produrre stoviglie di uso quotidiano. Le materie prime per la produzione della maiolica sono argille a cottura bianca con aggiunta di gesso e sabbia di quarzo. La semiporcellana nelle proprietà occupa una posizione intermedia tra porcellana e maiolica, il coccio è bianco, l'assorbimento d'acqua è del 3 - 5%, viene utilizzato nella produzione di stoviglie. La maiolica ha una scheggia porosa, l'assorbimento d'acqua è di circa il 15%, i prodotti hanno superficie liscia, lucentezza, pareti sottili, sono ricoperti di smalti colorati e possono avere decorazioni decorative a rilievo. La fusione viene utilizzata per realizzare la maiolica. Materie prime: argilla a cottura bianca (maiolica in maiolica) o argilla a cottura rossa (maiolica in ceramica), fondente, gesso, sabbia di quarzo. Le ceramiche hanno un frammento rosso-marrone (vengono utilizzate argille rosse), elevata porosità e assorbimento d'acqua fino al 18%. I prodotti possono essere ricoperti con smalti incolori o verniciati con vernici a base di argilla colorata - ingobbi.

Diapositiva 8 dalla presentazione “Arte espositiva decorativa moderna”

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“Epoche di cultura” - Rinascimento settentrionale. Post impressionismo. Epoche della cultura mondiale. Modernismo. Rinascimento. Surrealismo. Dadaismo. Avanguardia. Neoclassicismo. Romanticismo. Manierismo. Alto Rinascimento. Barocco. Rococò. Epoche culturali. Primo Rinascimento. Impressionismo. Epoche. Cubismo.

“Arte del paesaggio” - Vasilyevka (tenuta di N.V. Gogol). Gioca nei panni di un architetto e crea una scultura favolosa. Dmitry Sergeevich Likhachev. Ponte a schiena d'asino. Madre Terra. Grotte (grotte artificiali). Scala di collegamento tra le serre. Mikhailovskoye (tenuta di A.S. Pushkin) Yasnaya Polyana (tenuta di L.N. Tolstoj). Piante profumate.

“Lo stato dell’acqua” – La Nona Onda di Aivazovsky. Alluvione primaverile. AS Yesenin. I. Bunin. Scongelare. Scivola silenziosamente lungo il vetro e gironzola, proprio come se stessi cercando qualcosa di divertente... L'acqua vuota infuria, il rumore è sordo e prolungato. Chi ti allontana: è una decisione del destino? N.K. Roerich. Test. Nevicata precoce. Stato solido di aggregazione dell'acqua. COME. Puškin.

“Architettura e pittura della Germania e dei Paesi Bassi” - Albrecht Dürer. Dipinto di maestri tedeschi. Germania. Architettura e pittura della Germania e dei Paesi Bassi. Frans Hals. Scandinavia. Architettura. Dipinto di maestri tedeschi. Architettura della Germania. Dipinto di maestri olandesi. Dipinto dell'altare della Chiesa di San Bavone. Quattro cavalieri. Pittura olandese.

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Storicamente per ceramica si intendevano prodotti e materiali ottenuti da argille e loro miscele con additivi minerali. Successivamente, per conferire durezza, resistenza all'acqua e al fuoco ai prodotti in argilla, iniziò ad essere ampiamente utilizzata la cottura. La parola "ceramica" ci è venuta dall'antica lingua greca (keramos - argilla cotta, ceramica - arte della ceramica).

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Con il progredire del progresso tecnico, si forma una classe di ceramiche tecniche. Il concetto di “ceramica” comincia ad acquisire un significato più ampio: oltre ai tradizionali materiali a base di argille, comprende ora materiali ottenuti da ossidi puri, carburi, nitruri, ecc. I componenti più importanti della moderna ceramica tecnica sono ossidi di alluminio, ossidi di zirconio, silicio, boro, nitruri di alluminio, carburi di silicio e boro, ecc.

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Vantaggi e prospettive della ceramica eccezionale varietà di proprietà rispetto ad altri tipi di materiali disponibilità di materie prime bassa intensità energetica della tecnologia rispetto dell'ambiente della produzione compatibilità biologica I principali produttori di ceramica sono USA e Giappone (rispettivamente 38 e 48%). Gli Stati Uniti dominano il campo della ceramica strutturale. In Giappone, insieme alla produzione di ceramica strutturale, si sta sviluppando dinamicamente il campo della ceramica funzionale.

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Definizione di "ceramica"

Le ceramiche sono materiali policristallini e prodotti da essi derivati, costituiti da composti di non metalli dei gruppi III-VI del sistema periodico con metalli o tra loro e ottenuti mediante stampaggio e cottura delle corrispondenti materie prime. Le materie prime di partenza possono essere sia sostanze di origine naturale (silicati, argille, quarzo, ecc.) sia ottenute artificialmente (ossidi puri, carburi, nitruri, ecc.).

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Classificazione delle ceramiche per composizione chimica

1. Ceramica all'ossido. Questi materiali sono costituiti da ossidi puri Al2O3, SiO2, ZrO2, MgO, CaO, BeO, ThO2, TiO2, UO2, ossidi di metalli delle terre rare, loro miscele meccaniche (ZrO2-Al2O3, ecc.), soluzioni solide (ZrO2-Y2O3, ZrO2 -MgO ecc.), composti chimici (mullite 3Al2O32SiO2, ecc.) 2. Ceramica priva di ossidi. Questa classe comprende materiali a base di carburi, nitruri, boruri, siliciuri, fosfuri, arseniuri e calcogenuri (eccetto ossidi) di metalli di transizione e non metalli dei gruppi III-VI del sistema periodico.

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Classificazione della ceramica per scopo

1. Ceramica da costruzione. 2. Ceramica sottile. 3. Ceramiche chimicamente resistenti. 4. Refrattari. 5. Ceramica tecnica.

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Classificazione delle ceramiche tecniche

1. Ceramica strutturale 2. Ceramica strumentale 3. Ceramica elettro-radio 4. Ceramica con proprietà speciali

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Altre classificazioni delle ceramiche tecniche

Tradizionali nuove nanoceramiche viscose

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Struttura in ceramica

Fase cristallina - composti chimici, soluzioni solide, fasi interstiziali. La fase amorfa è l'ossido vetrogeno SiO2. I pori chiusi sono quelli che non comunicano con l'ambiente. Pori aperti: comunicare con l'ambiente.

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Indicatori di porosità e densità della ceramica

1. Densità reale (teorica) i, g/cm3 – densità del materiale non poroso. 2. Densità apparente к, g/cm3 – densità del materiale contenente pori. 3. Densità relativa  = (k/i)100% . 4. Porosità effettiva Pi = (Vk-Vi)/Vk)100% = (1- k/i) 100%, – il volume totale di tutti i pori. 5. Porosità apparente (aperta) Pk = (Vot/Vk) 100% – il volume dei pori aperti riempiti d'acqua durante l'ebollizione.

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Caratteristiche meccaniche della ceramica

Tipico diagramma   per ceramiche testate fino a ~ 1000С

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com, bend, HV, H, HRA, К1с, E, G Formula di Weibull Formula di Ryshkevich – dipendenza della resistenza dalla porosità, n=4...7 Modulo di Young Modulo di Hooke Rapporto di Poisson

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Lezione 2

Proprietà termomeccaniche, termofisiche e termiche dei materiali ceramici

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Caratteristiche termomeccaniche della ceramica

Resistenza a breve termine alla temperatura di servizio Temperatura di deformazione sotto carico Creep

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Schema per determinare la temperatura di deformazione della ceramica sotto carico Limite della temperatura operativa tнр

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Il limite di scorrimento condizionato è una sollecitazione che provoca, durante un tempo di prova specificato a una data temperatura, un allungamento specificato del campione (totale o residuo) o una velocità di scorrimento specificata nella sezione diritta della curva di scorrimento.

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Curva di creep primaria: н – allungamento sotto carico; п – allungamento completo (elastico + residuo) su un tratto curvo); с – allungamento totale (elastico + residuo) durante la prova; у – allungamento elastico; о – allungamento residuo.

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Determinazione del limite di scorrimento condizionato della ceramica; una serie di campioni viene testata a tset e 1-3; il valore medio di c, o e d/d è determinato nella sezione II per ciascun , diagrammi  -  o  - d/d sono disegnati nella sezione II in un sistema di coordinate logaritmiche, utilizzando questi diagrammi, trova il limite di scorrimento 0,2, non meno di tre t, costruisci un diagramma 0,2 - t

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Proprietà termofisiche

Capacità termica Conduttività termica Diffusione termica Dilatazione termica Sono molto importanti perché determinare la resistenza al calore della ceramica.

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Capacità termica della ceramica

Cv=dE/dT Sopra D corrisponde alla regola di Dulong-Petit Cv=n3R: - per cristalli biatomici Cv = 6R50 J/molK (MgO) - per cristalli triatomici – 9R75 J/molK ( ZrO2) - per pentaatomico – 15R 125 J/molK (Al2O3)

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Conducibilità termica della ceramica

dQ/dt = -  dT/dx Nelle ceramiche a base di ossido ha una natura fononica: ф = (1/3) Cvvф lф Nelle ceramiche prive di ossidi come carburi e nitruri di metalli di transizione, insieme alla conduttività termica fononica, alla temperatura elettronica significativa è anche la conduttività: е = (1/ 3) Сve ve lе, dove Сve= Sat.e ne/zNa è la capacità termica di un volume unitario di gas di elettroni, Sat.e= 3R/2, ve è la velocità di elettroni con energia prossima a kEF

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Dipendenza della conduttività termica dalla temperatura per la maggior parte delle ceramiche.Relazione tra la conduttività termica della ceramica e la sua porosità. n=1,5-2 Ad esempio con una porosità di 0,5  diminuisce di 4 volte

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Caratteristiche di dilatazione termica della ceramica TELE reale TELE medio Espansione lineare per la ceramica

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Proprietà termali

La resistenza al fuoco è la capacità di resistere alle alte temperature senza sciogliersi. Determinato dalla temperatura alla quale cade il piroscopio. La proprietà più importante dei refrattari

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La resistenza al calore è la capacità della ceramica di resistere alle fluttuazioni di temperatura senza collassare durante il suo funzionamento. Metodi di valutazione - T= (1-)в/cE Per i refrattari viene utilizzato un metodo diretto per determinare la resistenza al calore: riscaldamento dell'estremità del mattone a 850C e 1300C, seguito da raffreddamento nell'acqua corrente. La resistenza termica viene valutata in base al numero di cicli termici fino a quando il prodotto perde il 20% del suo peso a causa della distruzione. Per perdita di resistenza meccanica durante il ciclo termico. Per valore limite T al quale il campione viene distrutto

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Invecchiamento termico della ceramica Aumento della dimensione del grano del materiale dovuto al processo di ricristallizzazione durante il funzionamento ad alta temperatura dei prodotti. La dimensione del grano può raggiungere centinaia di micron, per cui le caratteristiche di resistenza della ceramica vengono drasticamente ridotte. L'aumento della dimensione del grano è determinato dalla formula dove D0 è la dimensione del grano iniziale, Q è l'energia di attivazione della ricristallizzazione, n=const (per ossidi n=1/3),  è il tempo di permanenza alla temperatura T,h.

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Lezione 3

Proprietà elettrofisiche e chimiche dei materiali ceramici

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Proprietà elettrofisiche della ceramica: costante dielettrica , coefficiente di temperatura della costante dielettrica TK, - volume specifico e resistenza superficiale v e s, - perdite dielettriche tg, - rigidità elettrica o tensione di rottura Upr.

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Costante dielettrica Il rapporto tra le cariche Q e le capacità C sulle piastre del condensatore quando si sostituiscono le piastre da un dato dielettrico con il vuoto. Qm – carica di un condensatore con armatura dielettrica; Qv è la carica di un condensatore sotto vuoto. Questa variazione della capacità elettrica del condensatore avviene a causa del fenomeno di polarizzazione del dielettrico. +++++++++++++++ +++++++++++++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Rivestimento in ceramica

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La polarizzazione elettronica è uno spostamento elastico del centro di gravità e la deformazione di una nuvola di elettroni carica negativamente sotto l'influenza di un campo elettrico. La polarizzazione ionica è lo spostamento relativo di ioni legati elasticamente con cariche diverse. Questo tipo di polarizzazione è inerente a tutti i tipi di ceramiche contenenti sostanze cristalline a struttura ionica. Anche la polarizzazione ionica avviene istantaneamente. Se il ritorno di elettroni o ioni richiede un periodo di tempo notevole, cioè il rilassamento avviene nel tempo, allora viene fatta una distinzione tra polarizzazione di rilassamento di elettroni e ioni. La polarizzazione spontanea è un orientamento dei momenti elettrici diretti in relazione ad un campo elettrico esterno, situato casualmente nelle singole regioni del cristallo (domini) prima dell'applicazione di un campo elettrico. Nella maggior parte dei materiali ceramici a base di ossidi, silicati e alluminosilicati,  è 6-12. Tuttavia, il  di alcune ceramiche raggiunge diverse migliaia (ad esempio BaTiO3).

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Coefficiente di temperatura della costante dielettrica TK. Le ceramiche con basso TK sono di grande valore, poiché garantiscono la stabilità della temperatura dei circuiti elettrici che includono un dielettrico ceramico.

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Le ceramiche con basso TK sono di grande valore, poiché garantiscono la stabilità della temperatura dei circuiti elettrici che includono un dielettrico ceramico.

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Resistenza specifica di volume e superficie vi è s I I S n l d

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Conducibilità elettrica delle ceramiche dove  è la conducibilità elettrica specifica, q è la carica del trasportatore in coulomb; n è il numero di portatori per unità di volume, =v/E è la mobilità dei portatori di carica, cm2/(sV) Nella stragrande maggioranza dei casi, la conduttività elettrica della ceramica è di natura ionica. Gli ioni della fase vetrosa sono più mobili degli ioni della fase cristallina. Sono la principale fonte di conduttività elettrica. Gli ioni dei metalli alcalini, in particolare Na+ e Li+, hanno un'elevata mobilità. Pertanto, nelle ceramiche isolanti elettriche, il contenuto di ossidi alcalini dovrebbe essere minimo.

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Dipendenza della conducibilità elettrica e della resistenza elettrica degli ossido ceramici dalla temperatura dove 0, 0, sono i valori di conducibilità elettrica e resistività volumetrica a 0°C;  – coefficiente di temperatura. Con l'aumento della temperatura aumenta la conduttività elettrica delle ceramiche a base di ossido, poiché la mobilità degli ioni aumenta a causa del riscaldamento.

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Perdite dielettriche Quando un materiale ceramico è esposto a un campo elettrico, una certa quantità di energia elettrica viene assorbita. Questa energia spesa per il lavoro di spostamento degli elementi strutturali del reticolo cristallino è chiamata perdite dielettriche. Le perdite dielettriche sono accompagnate da un riscaldamento della ceramica, in alcuni casi significativo. Le perdite dielettriche vengono valutate dall'angolo di perdita dielettrica o dalla tangenza di questo angolo. L'angolo di perdita dielettrica  è l'angolo che completa fino a 90° l'angolo di sfasamento  tra corrente e tensione in un circuito capacitivo.

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U I j jr ja   Grazie alla resistenza capacitiva e attiva, l'energia viene assorbita dal condensatore ceramico. La potenza assorbita sarà Q = UIcos. In un dielettrico ideale =90°, cos90°=0, quindi Q=0. Nei dielettrici reali  = (90°-). cos(90°-) =sen. AlloraQ = UIsin. Per piccolo  sintg. Quindi, Q = UItg e tg = I/U = ja/jr. Questo valore (tg ) viene utilizzato per stimare le perdite dielettriche. Le perdite dielettriche nei dielettrici ceramici consistono in costi energetici per: attraverso la conduttività elettrica, la polarizzazione e la ionizzazione della fase gassosa.

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Le perdite dielettriche associate alla conduttività elettrica end-to-end possono essere calcolate utilizzando la formula tg = (l.81012)/(f), dove  è la costante dielettrica; f – frequenza;  – resistività. Le perdite dielettriche causate dalla polarizzazione sono più significative nei tipi di ceramiche facilmente polarizzate che presentano polarizzazione di rilassamento. Queste perdite sono particolarmente significative nelle ceramiche ferroelettriche, caratterizzate da polarizzazione spontanea. Un'altra fonte di perdite è la fase gassosa, la cui ionizzazione richiede una certa quantità di energia. Le ceramiche con una struttura cristallina compatta e un contenuto minimo di fase vetrosa hanno le perdite dielettriche più basse.

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Resistenza elettrica della ceramica

La capacità di resistere all'azione di un campo elettrico. Caratterizzato da tensione di rottura e tensione di rottura. La tensione di rottura consente di confrontare le proprietà di diversi materiali: Epr = Unp/h, dove Unp è la tensione di rottura, h è lo spessore del campione in prova. La rottura del materiale ceramico in campi ad alta intensità può verificarsi a causa di un guasto elettrico o termico. Il guasto elettrico è di natura elettronica: si crea una valanga di elettroni e il materiale perde la sua capacità di isolamento elettrico. La rottura termica è il risultato di un forte aumento della temperatura, accompagnato dalla fusione locale della ceramica sotto l'influenza di una maggiore conduttività e perdite dielettriche.

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Resistenza alle radiazioni della ceramica

La capacità di mantenere le proprietà sotto l'influenza di una certa dose di radiazioni ionizzanti (flusso di -quanti e neutroni). Viene valutato dalla dose di radiazioni integrale, che non porta ad un cambiamento nelle proprietà della ceramica entro certi limiti, nonché dall'intensità della dose di radiazioni. La dose integrale di radiazione è il prodotto del flusso di neutroni e del tempo di irradiazione (n/cm2). La potenza di irradiazione è l'entità del flusso di neutroni che passa attraverso una superficie unitaria di ceramica irradiata per unità di tempo n/(cm2s). I neutroni si dividono in base alla loro energia in termici (con energia da 0,025 a 1 eV), intermedi (con energia da 1 a diverse migliaia di eV) e veloci (con energia superiore a 100 keV).

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I neutroni interagiscono con la ceramica attraverso il meccanismo di diffusione o cattura. Esiste una diffusione elastica dei neutroni, accompagnata solo dalla loro perdita di energia cinetica, e anelastica, accompagnata dal decadimento del nucleo con l'emissione di un neutrone secondario e la formazione di un nucleo di rinculo radioattivo stabile e l'emissione di raggi gamma. La cattura dei neutroni provoca il decadimento del nucleo ed è accompagnata dall'emissione di neutroni secondari, protoni, particelle  e  e frammenti nucleari, nonché dalla formazione di nuovi isotopi. La dispersione e la cattura sono caratterizzate dalla sezione trasversale "sezione d'urto di scattering" e dalla "sezione d'urto di cattura", che esprimono la probabilità di una data reazione nucleare. La sezione trasversale ha dimensione di area ed è espressa in fienili (1 fienile = 10-24 cm2).

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Quando la sezione trasversale diminuisce, la probabilità di una reazione diminuisce.

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Cambiamenti nelle proprietà della ceramica con un flusso di irradiazione integrale di 1020 n/cm2 espansione del reticolo cristallino dello 0,1-0,3% diminuzione della densità dello 0,2-0,5%, aumento della porosità transizioni di fase la conducibilità termica di alcuni tipi di ceramica diminuisce del un ordine di grandezza, la resistenza al calore diminuisce, il coefficiente di espansione lineare aumenta di 110-6 K-1 a causa della rottura dei legami intercristallini, si verificano resistenza e durezza, le perdite dielettriche aumentano, la costante dielettrica e la tensione di rottura cambiano poco. possono verificarsi numerose reazioni chimiche accompagnate dal rilascio di gas (CO, CO2, H2O, O2, He)

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Proprietà chimiche della ceramica

I casi più comuni di interazione chimica tra ceramica e altre sostanze sono i seguenti: interazione con acidi e alcali - corrosione in soluzioni. interazione con le fusioni, spesso metallo - corrosione nelle fusioni. interazione con i gas – corrosione da gas.

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Corrosione nelle soluzioni Lo studio della resistenza alla corrosione della ceramica in varie soluzioni di acidi e alcali è necessario per valutare la possibilità di produrre da essa parti di apparecchiature chimiche, pompe per il pompaggio di acidi, cuscinetti operanti in ambienti aggressivi, ecc. Per valutare la durabilità, la perdita di massa di un campione ceramico viene solitamente calcolata dopo che è stato conservato in una soluzione ad una determinata concentrazione. Spesso il campione viene conservato in una soluzione bollente. La perdita di peso ammissibile in un dato periodo per le ceramiche resistenti agli acidi non deve superare il 2–3%.

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Corrosione nelle fusioni Quando si fonde il metallo in crogioli di ossido-ceramica, è possibile ripristinarlo. Le ceramiche prive di ossidi vengono utilizzate anche per la fabbricazione di parti che lavorano a contatto con metalli fusi. La regola per la scelta del materiale dell'ossido del crogiolo è: il calore della sua formazione deve essere maggiore del calore di formazione dell'ossido del metallo da fondere. Quando le ceramiche prive di ossidi interagiscono con i metalli fusi, si verifica la formazione di composti chimici, fasi interstiziali e composti intermetallici. La corrosione della ceramica nelle colate viene determinata mediante metodi microscopici, chimici e di analisi di fase, che consentono di determinare la presenza e la quantità di prodotti di interazione.

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Corrosione da gas Durante il funzionamento, la ceramica deve resistere all'azione di alogeni gassosi, anidride solforosa, ossidi di azoto, vari idrocarburi, ecc. Se la composizione della ceramica comprende elementi con valenza variabile, in determinate condizioni ambientali gassose sono possibili reazioni redox con la formazione di composti più fusibili. Gli effetti dei gas sono particolarmente potenziati in ambienti umidi e a temperature elevate. La resistenza della ceramica agli agenti gassosi dipende dalla composizione chimica e di fase.

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Le ceramiche a base di ossido non sono soggette ad ossidazione. Le ceramiche prive di ossidi si ossidano se riscaldate in aria a temperature elevate. In condizioni operative reali dei prodotti realizzati con ceramiche prive di ossidi nei motori, al processo di ossidazione si aggiunge l'effetto corrosivo dei prodotti della combustione del carburante contenenti Na, S, V. La capacità ossidante dell'SO2 è circa 15 volte superiore a quella dell'aria. Na2SO4 e V2O5 formati durante la combustione del carburante sono altamente corrosivi. Tuttavia, l'ossidazione della ceramica in alcuni casi porta ad un aumento della sua resistenza.

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A causa della resistenza alla corrosione piuttosto elevata della ceramica, è difficile valutare l'entità del danno da corrosione in base ai cambiamenti nella massa dei campioni, nella profondità di penetrazione della corrosione, nel numero di siti di corrosione, ecc., Come avviene per i metalli. Pertanto, l'effetto della corrosione della ceramica viene valutato in base ai cambiamenti nelle sue caratteristiche meccaniche. Esistono ancora molti casi in cui la ceramica entra in una reazione o nell'altra con materiali a contatto. Ad esempio, l'interazione della ceramica con il vetro fuso durante la fusione, le scorie, vari sali fusi, ecc. Una tale varietà di opzioni per l'interazione chimica della ceramica con altri mezzi non consente di creare una metodologia unificata per valutare la stabilità chimica della ceramica.

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Usi tradizionali della ceramica

ceramica per l'edilizia refrattari ceramica resistente agli agenti chimici ceramica fine

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Materie prime della ceramica tradizionale

materiali argillosi – argille e caolini; materiali non plastici – quarzo, feldspato, gesso, ecc. Le argille sono una miscela di minerali argillosi, il caolino è un'argilla monominerale. I minerali argillosi più comuni sono la caolinite Al2O32SiO22H2O, la montmorillonite Al2O34SiO2Na2OnH2O, l'idromica (illite) K2OMgO4Al2O37SiO22H2O. Si può notare che i minerali argillosi sono alluminosilicati, in alcuni casi contenenti ossidi di metalli alcalini e alcalino terrosi.

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Tutti i minerali argillosi hanno una struttura stratificata simile a quella della mica. Quando l'argilla viene mescolata con l'acqua, quest'ultima entra negli spazi interstrato del minerale argilloso e i suoi strati sono in grado di muoversi l'uno rispetto all'altro lungo il film d'acqua e fissarsi in una nuova posizione. Questa capacità dei minerali spiega la proprietà più importante dell'argilla: la sua plasticità.

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I materiali non plastici si dividono nei cosiddetti diluenti, fondenti, additivi organici e speciali. Gli agenti diluenti sono progettati per ridurre la plasticità delle argille. Possono essere naturali - quarzo, sabbia di quarzo e artificiali - argilla refrattaria (argilla macinata cotta). I fluidi vengono utilizzati per ridurre la temperatura di sinterizzazione e aumentare la densità del materiale sinterizzato. I fondenti più comuni sono i feldspati, che sono alluminosilicati contenenti ossidi di metalli alcalini e alcalino terrosi. Gli additivi organici servono per attivare il processo di sinterizzazione e per ottenere una struttura porosa; vengono utilizzati additivi speciali per ottenere le caratteristiche fisiche e chimiche specificate del materiale.

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Ceramica da costruzione - parete - facciata - ceramica per prodotti per comunicazioni sotterranee riempitivi ceramici I materiali per pareti includono, prima di tutto, il mattone. Per la sua produzione vengono utilizzate argille bassofondenti: idromiche con miscele di caolinite, montmorillonite, ematite, ecc. Ceramiche per facciate - mattoni faccia a vista, piastrelle per facciate sono costituite principalmente da argille refrattarie (con predominanza di caolinite) e alcune argille bassofondenti .

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L'elevata resistenza alla corrosione della ceramica consente di utilizzare i prodotti che ne derivano per la posa di comunicazioni sotterranee. Tali prodotti includono tubi di drenaggio e fognature. I tubi di drenaggio vengono utilizzati per costruire reti di drenaggio. Per la loro produzione vengono utilizzate argille bassofondenti, simili a quelle utilizzate nella produzione dei mattoni. I tubi fognari in ceramica devono essere densi e resistenti agli agenti chimici. Le principali materie prime per la loro produzione sono argille refrattarie o refrattarie, nonché miscele di varie argille. I riempitivi ceramici includono argilla espansa, un materiale espanso granulare che ha la struttura della schiuma congelata nella frattura. L'argilla espansa è prodotta da idromica con l'aggiunta di minerale di ferro, carbone, torba e olio combustibile. Lo scopo principale degli additivi è aumentare le proprietà di rigonfiamento delle argille durante il processo di cottura.

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Ceramica fine Divisa in porcellana e maiolica. La porcellana è composta da una fine miscela di caolino e argilla refrattaria (20–65%), quarzo (9–40%) e feldspato (18–52%). Struttura della porcellana: fase vetrosa (fino al 60%) fase cristallina - mullite 3Al2O32SiO2 (fino al 25%). La porosità è del 3–5%. I prodotti in porcellana sono generalmente smaltati. La porcellana viene utilizzata per la produzione di stoviglie chimicamente resistenti e di isolanti elettrici per vari scopi (porcellana elettrica).

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La terracotta si differenzia dalla porcellana per la sua maggiore porosità (fino al 14%), basse caratteristiche fisiche e meccaniche, e quindi il suo utilizzo nella tecnologia è limitato. La struttura della maiolica è rappresentata da grani di materia argillosa disidratata e quarzo, cementati da una piccola quantità di fase vetrosa, che si forma dall'interazione dei flussi con argilla, caolino e quarzo. I prodotti per uso domestico, sanitario e tecnico, nonché le piastrelle di rivestimento, sono realizzati in maiolica.

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Refrattari Materiali e prodotti che resistono agli influssi meccanici e fisico-chimici alle alte temperature e vengono utilizzati per la posa di varie unità di riscaldamento. Tipi di refrattari: silice alluminosilicato magnesia I refrattari silicei includono silice e ceramica di quarzo. Il componente principale in essi è la silice SiO2.

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Dinas contiene almeno il 93% di SiO2 sotto forma di tridimite (fino al 70%) o cristobalite. Dinas è ottenuto da quarziti, meno spesso da sabbia di quarzo. Resistenza al fuoco fino a 1710–1730°C, elevata resistenza al calore, resistenza alle fusioni acide. Viene utilizzato per la posa di volte e pareti di forni a focolare aperto e per vetrerie. La ceramica al quarzo è un materiale amorfo bianco costituito da grani sinterizzati di vetro di quarzo, ha resistenza al fuoco fino a 2200°C (a breve termine), resistenza al calore estremamente elevata (t oltre 1000°C) grazie al basso LCTE. Viene utilizzato come refrattario nella metallurgia e nell'industria del vetro. Come ceramica tecnica - nella tecnologia missilistica per la produzione di radome per antenne.

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I refrattari in alluminosilicato sono prodotti sulla base di un sistema bicomponente Al2O3-SiO2. Tipi principali: argilla refrattaria e refrattari ad alto contenuto di allumina contengono il 28-45% di Al2O3. Realizzato con argille refrattarie, caolini e argilla refrattaria (40-85%). Hanno una resistenza al fuoco di 1580–1750°C e vengono utilizzati per la posa della maggior parte dei corpi scaldanti. I refrattari ad alto contenuto di allumina contengono più del 45% di Al2O3. Di conseguenza, questi materiali hanno proprietà fisiche e meccaniche migliorate e resistenza al fuoco fino a 2000°C. I prodotti ad alto contenuto di allumina vengono utilizzati per la posa degli altiforni.

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I refrattari alla magnesia si dividono in magnesite e dolomite. I refrattari di magnesite sono costituiti dal minerale periclasi MgO. La loro resistenza al fuoco supera i 2000°C. Utilizzato nell'industria siderurgica. La materia prima per la loro produzione è la magnesite MgCO3. I refrattari dolomitici sono prodotti mediante sinterizzazione di una miscela di dolomite CaCO3MgCO3 e quarziti. Hanno una resistenza al fuoco fino a 1780°C, sono caratterizzati da una lunga durata e vengono utilizzati per la posa di forni a focolare aperto e rotativi.

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Schema generale della tecnologia ceramica tradizionale Ottenimento delle materie prime Formatura dei prodotti Essiccazione Cottura (sinterizzazione)

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Reperimento e preparazione delle materie prime La tecnologia ceramica tradizionale utilizza materie prime naturali (argille, feldspati, sabbie) sottoposte ad opportune lavorazioni. La lavorazione prevede la macinazione e la miscelazione dei componenti. I materiali argillosi vengono lavorati in macchine per il taglio dell'argilla, essiccati e poi frantumati in disintegratori. I rifiuti e i legni vengono frantumati in frantoi, mulini a sfere e vibranti. Dopo la macinazione, le polveri vengono setacciate per ottenere le frazioni desiderate. I componenti della carica devono essere accuratamente miscelati e avere il grado di umidità richiesto.

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Stampaggio Vengono utilizzati il ​​metodo della pressatura semisecca e i metodi di stampaggio delle masse plastiche. La pressatura viene effettuata su presse di varie forme in stampi metallici o su impianti per la pressatura idrostatica. Nel primo caso si ottiene un'elevata produttività del processo, nel secondo la possibilità di ottenere prodotti uniformemente densi di configurazioni complesse. La pressatura semisecca viene utilizzata nella tecnologia dei refrattari, della ceramica da parete e dell'elettroporcellana.

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Lo stampaggio della plastica è più comune nella tecnologia ceramica tradizionale. Metodi di stampaggio della plastica: estrusione (estrusione), stampaggio e tornitura. In tutti i metodi, la materia prima contiene acqua in una quantità di 30–50 vol. %. L'estrusione viene effettuata su presse continue tramite bocchini profilati. Questo metodo viene utilizzato nella produzione di mattoni, tubi e di alcuni prodotti ceramici tecnici (barre, tubi). Lo stampaggio viene utilizzato per produrre prodotti con dimensioni più precise e una buona superficie. In questo modo si formano i mattoni refrattari e resistenti agli acidi. Il metodo di tornitura viene utilizzato nella produzione di porcellana e maiolica.

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Nella produzione della ceramica tradizionale, un'operazione importante è l'essiccazione dei prodotti stampati, poiché contengono una quantità significativa di legante temporaneo (fino al 25%). L'essiccazione avviene in essiccatoi a tunnel con refrigerante aria, gas o vapore-aria. Il contenuto di umidità dopo l'essiccazione non supera l'1–3%. Il tempo di essiccazione, a seconda della tipologia del prodotto, può variare da 6 minuti a diversi giorni.

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La cottura è l'operazione determinante nella tecnologia ceramica. Durante la cottura si verificano i seguenti processi: - sinterizzazione delle particelle pressate - ritiro o crescita del prodotto - trasformazioni polimorfiche - reazioni chimiche - formazione del vetro - cristallizzazione La forza trainante per la sinterizzazione è l'energia superficiale in eccesso all'interfaccia del sistema di polvere. Si distinguono i seguenti tipi di sinterizzazione: fase liquida e fase solida.

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Durante la sinterizzazione in fase solida, il trasferimento di sostanza avviene a causa della diffusione dei difetti del reticolo cristallino, principalmente dei posti vacanti. Il contorno del sito di contatto delle particelle è una fonte di posti vacanti a causa della loro maggiore concentrazione, e la superficie di contatto stessa e le superfici convesse delle particelle sono un pozzo. I principali segni della sinterizzazione della ceramica sono l'aumento della densità e della resistenza meccanica del prodotto. Nella sinterizzazione in fase liquida, la compattazione avviene a causa delle forze di tensione superficiale della fase liquida risultante.

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Modello di sinterizzazione in fase solida delle particelle x y

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Modello di sinterizzazione in fase liquida delle particelle x y La fase liquida non dissolve il solido La fase liquida dissolve il solido. F. tv F. tv F. tv F. tv F. E. F.

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Ceramica tecnica

La classe della ceramica tecnica unisce un gran numero di materiali ceramici che differiscono sia per composizione chimica che per scopo. Allo stesso tempo, ci sono caratteristiche comuni a tutte le ceramiche tecniche, che le distinguono fondamentalmente dalle ceramiche tradizionali: 1. L'utilizzo principalmente, e per alcune ceramiche esclusivamente, di materie prime sintetizzate (polveri). 2. Applicazione di nuove tecnologie (PM, HIP, GP, GIP, ecc.) Le proprietà della ceramica tecnica dipendono in modo decisivo dalla tecnologia per l'ottenimento delle materie prime, la compattazione e la sinterizzazione dei prodotti. Pertanto, materiali con la stessa composizione chimica, ma ottenuti con metodi diversi, possono avere livelli qualitativamente diversi di caratteristiche fisico-chimiche e meccaniche e un'ampia varietà di applicazioni.

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Ceramiche a base di silicati e alluminosilicati

La base sono i silicati doppi o tripli o gli alluminosilicati del sistema MgO-Al2O3-SiO2. Ci sono quattro composti di questo tipo in questo sistema: 1. ZAl2O3 2SiO2 - mullite, 2. MgO SiO2 - clinoenstatite, 3. 2MgO SiO2 - forsterite, 4. MgO 2Al2O3 5SiO2 - cordierite. Le ceramiche vengono chiamate di conseguenza: mullite, mullite-corindone, clinoenstatite (steatite), forsterite, cordierite.

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Ceramiche mullite e mullite-corindone (ad alto contenuto di allumina)

La base è mullite ZAl2O3 2SiO2 e corindone α-Al2O3. Il contenuto di α-Al2O3 varia dal 45 al 100%. 3 gruppi: Mullite-silicea (45-70% Al2O3). 2. Mullite-corindone (70-95% Al2O3). 3. Corindone (95-100% Al2O3).

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Tecnologia ceramica ad alto contenuto di allumina

Materie prime: - minerali andalusite, cianite, caolino, - additivi di allumina tecnica ed elettrocorindone. Le ceramiche mullite-silice sono ottenute da materie prime naturali senza arricchimento con Al2O3. Per ottenere ceramiche mullite e mullite-corindone, è necessaria la sintesi preliminare della mullite sotto forma di bricchetta o sinterizzazione. Si distingue tra la sintesi di: mullite primaria mediante trasformazione di caolinite o altri minerali argillosi a t1200°C. Questa mullite costituisce la maggior parte della ceramica. interazione secondaria della mullite dell'Al2O3 introdotto con la silice rilasciata durante il riscaldamento a t = 1300–1600°C. È impossibile distinguere tra questi tipi di mullite in un prodotto cotto.

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La mullite sinterizzata viene macinata in mulini a sfere, seguita dalle operazioni di formatura del prodotto: stampaggio plastica, stampaggio a iniezione a caldo, pressatura. Segue la sinterizzazione dei prodotti stampati ad una temperatura di 1350–1450°C. Per ridurre la temperatura di sinterizzazione della massa, vengono solitamente introdotti additivi sotto forma di marmo, dolomite, magnesite, talco, carbonato di bario e altre sostanze. Quando si producono ceramiche mullite-corindone, è necessario aggiungere alla carica il 10–15% di allumina precotta, viene eseguita la macinazione ad umido, quindi vengono eseguite lo stampaggio e la sinterizzazione.

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Proprietà e applicazioni delle ceramiche ad alto contenuto di allumina

Le proprietà meccaniche delle ceramiche sinterizzate ad alto contenuto di allumina aumentano con l'aumentare del contenuto di Al2O3 e fasi cristalline. piega200MPa, E250GPa, HV=1000-2000.  ceramica mullite-silicea 5,5-6,5, mullite-corindone 6,5-9, corindone 10,5-12 v dipende dalla composizione della fase della ceramica e dalla quantità e composizione della fase vetrosa, aumenta all'aumentare del contenuto di Al2O3. tg aumenta con l'aumentare del contenuto della fase vetrosa. Epr=30-35kW/mm. Principali applicazioni: - tecnologia del vuoto, - isolatori per candele di motori a combustione interna, - parti di apparecchiature elettriche e radio.

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Ceramica clinoenstatite

La base è metasilicato di magnesio MgO·SiO2 – clinoenstatite. La materia prima è il talco minerale - silicato di magnesio idrato. Le varietà dense di talco sono chiamate steatite. Pertanto, le ceramiche clinoenstatite sono spesso chiamate steatite o semplicemente steatite. La clinoenstatite esiste in tre modificazioni: l'enstatite a 1100-1260°C si trasforma irreversibilmente in protoenstatite; dopo il raffreddamento, la protoenstatite a 800-1000°C si trasforma in clinoenstatite. Quando la transizione dalla protoenstatite alla clinoenstatite è incompleta, nei prodotti si verificano cambiamenti volumetrici nella ceramica (fino al 6%), che portano al degrado delle proprietà meccaniche ed elettriche - si verifica l'invecchiamento della steatite. È necessario aumentare la viscosità della fase vetrosa, che inibisce la crescita dei cristalli di protoenstatite.

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Tecnologia, proprietà e applicazione della ceramica clinoenstatite

disidratazione del talco a 850–1300°C, miscelazione e macinazione a umido dei componenti in mulini a sfere, disidratazione della massa su un filtropressa fino a un contenuto di umidità del 18–22%, produzione di pezzi grezzi su presse a vuoto, stampaggio di materie plastiche: accensione torni, modellazione in stampi in gesso, estrusione, ecc. Vengono utilizzate anche pressatura a secco, stampaggio e colata a caldo di barbottine termoplastiche. sinterizzazione a 1170–1340°C, a seconda della composizione, in forni elettrici con riscaldatori in carburo di silicio Ha tg basso, Epr alto. Viene utilizzato come dielettrico ad alta frequenza, isolante per apparecchiature elettriche per il vuoto e nella tecnologia ad alta tensione.

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Ceramiche forsterite e cordierite

Forsterite è una ceramica a base di ortosilicato di magnesio 2МgО·SiO2 – forsterite. Vantaggio: data l'assenza di trasformazioni polimorfiche, non è soggetto ad invecchiamento. Le ceramiche a base di cordierite 2МgО·2Аl2О3·5SiO2 sono chiamate cordierite. Composizione della cordierite in massa%: MgO-13,7; Al2O3-34,9; SiO2-51,4. Materie prime: talco, argille refrattarie, allumina tecnica. I prodotti realizzati in forsterite e cordierite sono formati mediante fusione a caldo, pressatura, estrusione e stampaggio. La temperatura di sinterizzazione per la ceramica forsterite è 1220–1380°C, per la ceramica cordierite - 1300–1410°C. Per espandere l'intervallo di sinterizzazione della cordierite, si consiglia di introdurre il 2–4% di ossidi di metalli alcalini.

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Proprietà e applicazioni dei ceramici forsterite e cordierite

Le ceramiche forsteriti sinterizzate dense hanno elevate caratteristiche elettrofisiche. Grazie al suo elevato coefficiente di dilatazione lineare, la ceramica forsterite viene utilizzata nella tecnologia del vuoto elettrico come isolante a contatto con i metalli, principalmente il titanio. Le ceramiche di cordierite sinterizzata hanno un coefficiente di dilatazione termica molto basso e, di conseguenza, un'elevata resistenza al calore. Ciò ne consente l'utilizzo per la produzione di scivoli d'arco in interruttori ad alta tensione, nonché per la produzione di pentole resistenti al calore.

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Altri tipi di ceramiche di alluminosilicato e silicato

Ceramica Celsian La base è l'alluminosilicato di bario BaO2·Al2O3·2SiO2 – Celsian. Celsian cristallizza nel sistema monoclino. A temperature superiori a 1100°C si trasforma in una modificazione esagonale. Tecnologia: - sintesi di celsian in bricchetta a t=1250-1300°C, macinazione e macinazione. - plastificazione in polvere, pressatura. - sinterizzazione a t=1380-1400°C in ambienti leggermente ossidanti e neutri. Le ceramiche Celsian hanno tg basso, v alto e LCTE basso. Grazie a queste proprietà, la ceramica celsiana viene utilizzata per la fabbricazione di alcuni componenti radio.

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Ceramiche al litio La base sono gli alluminosilicati di litio, principalmente lo spodumene Li2O·Al2O3·4SiO2. I prodotti possono essere realizzati utilizzando quasi tutti i metodi della tecnologia ceramica. La temperatura per la sintesi delle ceramiche al litio e la sinterizzazione dei prodotti è 1200-1250°C. La ceramica al litio ha un basso valore e alcune delle sue composizioni hanno un LCTE negativo fino a 700°C, che ne determina una buona resistenza al calore. Inoltre, la ceramica al litio ha proprietà di isolamento elettrico piuttosto elevate, grazie alle quali viene utilizzata nella produzione di alcuni tipi di prodotti per la radioingegneria che funzionano in condizioni di temperature elevate o variabili, così come altri prodotti, come i riscaldatori d'aria, che operare in condizioni di improvvisi sbalzi di temperatura.

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Ceramica wollastonite La base è il minerale naturale wollastonite - metasilicato di calcio CaO·SiO2. Tecnologia. - plastificazione delle masse con piccole quantità di argilla e additivi fondenti. - pressante. - sinterizzazione a t=1200–1300°C. Il restringimento è ridotto, il che consente di produrre prodotti con dimensioni precise. Le ceramiche wollastonite realizzate con varietà pure di wollastonite naturale hanno un alto livello di caratteristiche elettriche e una buona resistenza al calore.

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Ceramica a base di Al2O3 Composto chimico con un tipo di legame ionico-covalente nel reticolo cristallino. Presenta modifiche α, β e γ dell'allumina, mentre α e γ-Al2O3 sono ossido di alluminio puro e la modifica β è un composto di ossido di alluminio con ossidi alcalini e alcalino-terrosi. In natura si trova solo α-Al2O3 sotto forma di minerali come corindone, rubino e zaffiro, che cristallizza nel sistema trigonale. Il γ- cubico e il β-Al2O3 esagonale sono modifiche instabili che, se riscaldate oltre i 1500°C, si trasformano in α-Al2O3. La ceramica tecnica al corindone è una ceramica contenente più del 95% di α-Al2O3. In letteratura ci sono nomi privati ​​​​per le ceramiche di corindone: allumina, corundiz, sinoxol, minalund, M-7, 22ХС, microlite, zaffirite, polycor, ecc.

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Materiali di partenza 1. Allumina. Si ottiene decomponendo il minerale bauxite, che è una miscela di idrossidi di alluminio, con una soluzione di alcali caustici per formare alluminato di sodio, che va in soluzione. NaAlO2+2H2O=Al(OH)3+NaOH. L'idrossido di alluminio viene calcinato ad una temperatura di 1150–1200°C. Di conseguenza, si forma polvere di allumina tecnica. Le polveri risultanti sono agglomerati sferici (sferulite) di cristalli γ-Al2O3 di dimensioni inferiori a 0,1 µm. La dimensione media delle sferuliti è 40–70 µm. 2. Corindone elettrofuso. L'elettrocorindone bianco (corrax, alundum) viene prodotto fondendo l'allumina tecnica in forni elettrici ad arco. Il contenuto di α-Al2O3 nell'elettrocorindone bianco è pari o superiore al 98%.

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Per ottenere polveri Al2O3 ultradisperse, che vengono utilizzate nella tecnologia delle ceramiche strutturali e strumentali, si sono diffusi metodi di coprecipitazione di idrossidi (COP) e sintesi plasma-chimica (PCS). L'essenza del metodo SOG è la dissoluzione dei sali di alluminio, ad esempio AlCl3, in una soluzione di ammoniaca e la successiva precipitazione degli idrati risultanti. Il processo viene effettuato a basse temperature e lunghi tempi di permanenza. Gli idrossidi risultanti vengono essiccati e calcinati, dando luogo alla formazione di polvere di Al2O3 con una dimensione delle particelle di 10–100 nm. Nella tecnologia PCS, una soluzione acquosa di Al(NO3)3 viene alimentata nell'ugello del plasmatron. Nelle gocce della soluzione si formano gradienti di temperatura estremamente elevati e si verifica un processo molto rapido di sintesi e cristallizzazione di Al2O3. Le particelle di polvere hanno una forma sferica e una dimensione di 0,1–1 μm.

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Prima dello stampaggio, le polveri di Al2O3 vengono calcinate ad una temperatura di 1500°C per disidratarle e convertirle in una modificazione α stabile e più densa. Quindi l'allumina e l'elettrocorindone vengono frantumati in mulini a sfere e a vibrazione in particelle di dimensioni 1–2 μm. Lo stampaggio dei prodotti in corindone viene effettuato mediante colata da sospensioni acquose, stampaggio ad iniezione, pressatura statica monoassiale, pressatura idrostatica, pressatura a caldo. Le barbottine alluminose si liquefanno sia in ambienti acidi che alcalini e ci sono alcuni intervalli di pH che corrispondono alla massima liquefazione. Prima della colata la barbottina preparata viene evacuata ad una pressione residua di 15–20 mm Hg. I prodotti vengono fusi in stampi in gesso. I prodotti fusi vengono essiccati a temperatura ambiente. La fusione viene utilizzata per formare prodotti di corindone a pareti sottili di forme complesse che non subiscono stress meccanici significativi durante il funzionamento.

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Per formare prodotti da Al2O3 di forma semplice, ad esempio, vengono utilizzate boccole, inserti da taglio, ugelli, matrici, pressatura statica monoassiale in stampi metallici. In questo caso, alla polvere viene aggiunto un plastificante, molto spesso gomma, in una quantità pari all'1-2% in peso. Il metodo di pressatura idrostatica consente di ottenere grezzi ceramici di grandi dimensioni e forme complesse. La distribuzione uniforme della densità nel compatto ha un effetto benefico sull'uniformità del ritiro durante la sinterizzazione. I prodotti più durevoli di Al2O3 sono prodotti mediante pressatura a caldo (HP) in stampi di grafite rivestiti con BN e pressatura isostatica a caldo (HIP) in gasostati. In questo caso la compattazione della polvere nel prodotto e la sinterizzazione avvengono contemporaneamente. La pressione di pressatura è di 20–40 MPa, la temperatura di sinterizzazione è di 1200–1300°C. I metodi GP e GIP sono tecnologicamente complessi e ad alta intensità energetica.

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La sinterizzazione delle ceramiche al corindone nella maggior parte dei casi avviene in fase solida. La temperatura di sinterizzazione dipende dalla dispersione e dall'attività delle polveri iniziali, dalle condizioni di sinterizzazione, nonché dal tipo e dalla quantità di additivi. La dimensione massima delle particelle di polvere di Al2O3 non deve superare 3–5 µm. La temperatura di sinterizzazione è compresa tra 1700 e 1850°C. Le polveri di Al2O3 ultra e nanodisperse, grazie all'elevata energia superficiale e difettosità, possono essere sinterizzate ad alta densità (0,95) ad una temperatura di 1600°C. In molti casi nella carica di corindone vengono introdotti vari additivi. L'aggiunta di TiO2 riduce la temperatura di sinterizzazione del corindone a 1500–1550°C. In questo caso si forma una soluzione solida di TiO2 in Al2O3, che provoca la distorsione del reticolo cristallino del corindone, sinterizzazione attiva e ricristallizzazione. L'aggiunta di 0,5–1% MgO inibisce la ricristallizzazione: la dimensione dei cristalli ceramici sinterizzati non supera 2–10 μm. La struttura a grana fine del corindone con l'aggiunta di MgO migliora le proprietà meccaniche del corindone. Non si osserva una diminuzione della temperatura di sinterizzazione del corindone con l'introduzione di MgO.

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Proprietà delle ceramiche al corindone

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Campi di applicazione tradizionali della ceramica al corindone: refrattari, industria chimica, ingegneria elettrica e radio. Con l'avvento di nuove tecnologie per la produzione di polveri iniziali, stampaggio e prodotti di sinterizzazione, l'ambito di applicazione della ceramica al corindone si è ampliato in modo significativo. Attualmente, le ceramiche ad alta resistenza a base di Al2O3 vengono utilizzate per la fabbricazione di prodotti strutturali utilizzati nell'ingegneria meccanica, nell'aviazione e nella tecnologia spaziale. Il corindone è il materiale principale nella tecnologia della ceramica minerale, utilizzato per la finitura della ghisa e di alcuni acciai. La base della ceramica minerale è Al2O3 o la sua miscela con carburi, nitruri, ecc.

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Proprietà fisico-meccaniche dei ceramici strumentali a base di Al2O3

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Ceramica a base di biossido di zirconio Una caratteristica del biossido di zirconio è il suo polimorfismo. Lo ZrO2 puro si trova nella fase monoclina a temperatura ambiente e subisce trasformazioni di fase quando riscaldato. La transizione t-ZrO2↔c-ZrO2 è di natura diffusiva e svolge un ruolo molto importante nella produzione del cosiddetto biossido di zirconio parzialmente stabilizzato. La trasformazione m-ZrO2↔t-ZrO2 procede secondo il meccanismo martensitico ed è accompagnata da variazioni volumetriche del 5–9%. Pertanto è impossibile ottenere prodotti compatti da ZrO2 puro.

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Per aumentare la stabilità della fase t, in ZrO2 vengono introdotti additivi di ossidi stabilizzanti: MgO, CaO, Y2O3 Fig. 5. Diagramma di stato del sistema ZrO2-Y2O3: T0 – temperatura di transizione m-ZrO2↔t-ZrO2

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Oltre alla formazione di soluzioni solide a base di ZrO2, viene utilizzato un altro metodo per stabilizzare la modificazione ad alta temperatura t-ZrO2 in una matrice di corindone duro.

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L'effetto dell'indurimento per trasformazione della ceramica allo zirconio si realizza quando il materiale sinterizzato contiene particelle t-ZrO2 che possono trasformarsi in m-ZrO2. Le crepe che compaiono durante il caricamento si propagano nel materiale finché non compaiono particelle di t-ZrO2 nella parte anteriore. Tale particella, che si trova in uno stato compresso (in una matrice di corindone) o in uno stato coerentemente legato alla matrice (se c-ZrO2 predomina nella composizione del materiale), è resistente alla transizione t→m anche a basse temperature . Una volta nel campo di tensione all'estremità di una fessura che si propaga, la particella riceve energia sufficiente per la trasformazione. Pertanto, l’energia della fessura che si propaga si trasforma nell’energia della transizione t→m e la crescita catastrofica della fessura si arresta.

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Crack t-ZrO2 t-ZrO2→m-ZrO2 Matrice (-Al2O3, c-ZrO2, ecc.) Schema di trasformazione indurente della ceramica di zirconio

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Principali tipi di strutture della ceramica allo zirconio: a – CSZ, b – ZTA, c – PSZ, d – TZP

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1. Zirconia stabilizzata CSZ: soluzione solida cubica a base di ZrO2. Per vendere questo materiale, la quantità di additivo MgO, CaO deve essere superiore al 15-20 mol.%, Y2O3 - superiore al 10 mol.%. CSZ ha caratteristiche di bassa resistenza: σ si piega non più di 250 MPa e K1s fino a 3 MPa/m0,5 e viene utilizzato come materiale refrattario, nonché nella tecnologia degli elettroliti solidi. 2. Ceramica rinforzata con biossido di zirconio ZTC (Zirconia Toughened Ceramic): le particelle disperse di t-ZrO2 sono distribuite nella matrice ceramica e sono stabilizzate dalle sollecitazioni di compressione. Le composizioni tecnicamente più importanti sono Al2O3-ZrO2 (ZTA: Zirconia Toughened Alumina), che vengono utilizzate principalmente come materiali per utensili. Le caratteristiche meccaniche ottimali si ottengono con un contenuto di ZrO2 di circa 15 vol.%: σben fino a 1000 MPa e K1s fino a 7 MPa/m0,5.

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3. Biossido di zirconio parzialmente stabilizzato PSZ (zirconio parzialmente stabilizzato). Si forma aggiungendo a ZrO2 gli ossidi Mg, Ca, Y ecc.. Durante la sinterizzazione nella regione di omogeneità della fase cubica si formano grandi grani di c-ZrO2 (60 µm). Dopo la ricottura, nella regione bifasica compaiono particelle tetragonali, coerentemente associate alla fase cubica. Nei sistemi ZrO2-MgO(CaO), la dimensione delle particelle t deve essere inferiore a 0,25 µm. Il contenuto in volume della fase t è di circa il 40%. PSZ ha K1c fino a 10MPa/m0,5 e σbend fino a 1500MPa. 4. Policristalli di zirconio tetragonale (TZP). Questo materiale è venduto in sistemi ZrO2–Y2O3. La sinterizzazione avviene nella regione di omogeneità della fase t, seguita dal raffreddamento. Il TZP ha un σben fino a 2400 MPa con K1 di circa 15 MPa/m0,5, e viene utilizzato nella realizzazione di manufatti per scopi strutturali e strumentali.

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Tecnologia ceramica allo zirconio Premacinazione UDP per frantumare le microsfere. Formazione di polveri di ZrO2 mediante pressatura statica unassiale e pressatura in idrostati ad una pressione di 400–600 MPa. Sinterizzazione ad una temperatura di 1500–2000°C, a seconda del tipo e della quantità di ossido stabilizzante. Trattamento termico - ricottura a 1400–1500°C per isolare le inclusioni disperse rinforzanti della fase t. Quando si producono prodotti in ZrO2 tetragonale, la tempra viene utilizzata ad una temperatura di sinterizzazione di 1600°C. I prodotti in ZrO2 prodotti con i metodi GP e HIP hanno le caratteristiche di resistenza più elevate.

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Applicazioni della ceramica allo zirconio Tradizionalmente, la ceramica a base di ZrO2 è stata utilizzata nell'industria metallurgica per realizzare crogioli per la fusione dei metalli. Oggi la ceramica allo zirconio è uno dei materiali ceramici più promettenti per scopi strutturali e strumentali e viene utilizzata nella tecnologia di produzione di componenti per turbine a gas e motori diesel, unità di attrito, anelli di tenuta di pompe, elementi di valvole di intercettazione, ugelli per camere di nebulizzazione, matrici per trafilatura e utensili da taglio. Le ceramiche a base di ZrO2 vengono utilizzate anche in medicina per la realizzazione di impianti nel tessuto osseo.

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Ceramica tecnica senza ossido Le ceramiche senza ossido sono materiali policristallini a base di composti di non metalli dei gruppi III–VI del sistema periodico degli elementi, escluso l'ossigeno, insieme a metalli di transizione che hanno strati elettronici non finiti. In base alla loro struttura cristallina, le ceramiche prive di ossidi formano due classi principali: 1. Metalloceramiche: composti dei suddetti non metalli con metalli di transizione, aventi una struttura a fase interstiziale. 2. Ceramiche non metalliche: composti di B, C, N, Si, calcogeni (eccetto O) tra loro, nonché con alcuni metalli di transizione. Hanno una struttura cristallina complessa con un tipo di legame interatomico covalente.

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Metallo-ceramica Carburi e nitruri Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W. La condizione per la formazione della fase interstiziale è determinata dalla regola di Hagg: rX:rMe

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La differenza tra fasi interstiziali e soluzioni solide è che queste ultime si formano a concentrazioni significativamente inferiori di carbonio e azoto, ad esempio ferrite e austenite, e hanno un reticolo cristallino metallico, mentre le fasi interstiziali formano un reticolo diverso dal reticolo metallico. In questo senso le fasi di incorporazione possono essere considerate una tipologia di composto chimico. Allo stesso tempo, le fasi interstiziali presentano ampie aree di omogeneità; ad esempio, TiC può contenere dal 20 al 50% in moli. carbonio, che non è tipico dei composti chimici.

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Carburi di metalli di transizione I più utilizzati nell'industria sono WC, TiC, TaC e ZrC. L'interesse per questi materiali è dovuto alla loro elevatissima durezza (da 20 a 35 GPa), che mantengono fino a temperature superiori a 1000°C. Motivi dell'elevata durezza dei carburi: i metalli che formano i carburi hanno punti di fusione molto elevati e hanno una bassa plasticità, cioè le forze dei legami interatomici di questi metalli sono molto elevate. 2. Inibizione delle dislocazioni da parte degli atomi di carbonio e riduzione della plasticità. Ad esempio, nel reticolo fcc di TiC e TaC, gli atomi di carbonio si trovano paralleli ai piani di scorrimento (111), nel reticolo hcp di WC - paralleli a (001). Con elevata durezza, i carburi sono piuttosto fragili.

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I carburi dei metalli di transizione non esistono in natura, quindi la prima fase della loro tecnologia è la sintesi. Le polveri di carburo si ottengono o per sintesi diretta di carbonio e metallo secondo la formula Me+C→MeC, oppure per riduzione del metallo dall'ossido con contemporanea carburazione. Il secondo metodo è preferibile, perché gli ossidi dei metalli corrispondenti sono molto più economici delle polveri di metalli puri.

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In generale, il processo per ottenere polveri di carburo avviene secondo il seguente schema: la polvere di ossido del metallo corrispondente viene miscelata con fuliggine o coke frantumato e riscaldata alla temperatura alla quale avviene la carburazione. Ad esempio per il carburo di titanio il processo avviene secondo la reazione: t=2100-2300°C TiO2+3C=TiC+2CO. Le polveri risultanti vengono frantumate, setacciate, miscelate con i componenti necessari, pressate in prodotti che vengono sinterizzati a temperature adeguate.

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Nella loro forma pura i carburi in questione trovano un impiego molto limitato. Ciò è dovuto principalmente a problemi tecnologici nella produzione di prodotti compatti; ad esempio, per sinterizzare un prodotto di TiC, che ha un punto di fusione di 3200°C, è necessaria una temperatura di sinterizzazione di almeno 2500°C. In secondo luogo, come già notato, i carburi puri sono molto fragili. I carburi dei metalli di transizione vengono utilizzati principalmente nella produzione di utensili come parte di leghe dure. I gradi standard di leghe dure sono realizzati sulla base di carburi di tungsteno, titanio e tantalio. Come leganti vengono utilizzati cobalto, nichel e molibdeno. Le leghe dure vengono prodotte utilizzando metodi di metallurgia delle polveri mediante sinterizzazione in fase liquida.

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Leghe dure prive di tungsteno Marcatura BVTS: formatore di carburo (B - tungsteno, T - titanio, seconda lettera T - tantalio), legante (K ​​- cobalto). La percentuale in massa del legante è l'ultimo numero. Nelle leghe a due e tre carburi, il numero al centro indica la percentuale in massa di carburi di titanio e tantalio. In BVTS, la figura mostra la percentuale in massa totale del legante Ni+Mo.

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Le leghe dure sono prodotte sotto forma di piastre: brasate (incollate), sfaccettate, matrici, matrici, ecc. Le piastre multisfaccettate sono prodotte sia da gradi standard di leghe dure, sia dalle stesse leghe con rivestimenti superduri monostrato o multistrato di TiC , TiN, ecc. Piastre con rivestimenti hanno una maggiore durata. Alla designazione delle piastre realizzate con gradi standard di leghe dure rivestite con nitruri di titanio, viene aggiunta la marcatura delle lettere KIB (metodo di rivestimento con bombardamento ionico a condensazione). Inoltre, i carburi in esame sono ampiamente utilizzati come materiale per applicare rivestimenti resistenti alla corrosione e all'usura sulle parti. Ad esempio, i rivestimenti TiC vengono utilizzati per proteggere le superfici delle apparecchiature nell'industria chimica e i rivestimenti WC vengono applicati agli alberi delle eliche delle navi.

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Nitruri di metalli di transizione Tra tutti i nitruri di metalli di transizione, TiN e ZrN sono i più utilizzati in tecnologia. Proprio come i carburi, i nitruri hanno punti di fusione molto elevati. La durezza dei nitruri è leggermente inferiore a quella dei carburi; ad esempio ZrN ha una microdurezza di circa 25 GPa. Il motivo dell'elevata durezza dei nitruri, così come dei carburi, è dovuto alle caratteristiche strutturali delle fasi interstiziali. I nitruri sono sostanze sintetiche. Le polveri di nitruro sono ottenute per sintesi diretta del metallo con azoto mediante nitrurazione delle polveri metalliche a temperature adeguate: 2Me+N2→2MeN. I nitruri si ottengono anche facendo reagire i metalli con ammoniaca e altri metodi, inclusa la deposizione di vapore.

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I nitruri dei metalli di transizione vengono utilizzati principalmente come additivi per leghe speciali, nonché come materiali per l'applicazione di rivestimenti resistenti all'usura. Nella produzione di utensili, il metodo di sputtering ionico-plasma di rivestimenti TiN e (Zr,Hf)N su una varietà di utensili da taglio è diventato molto diffuso. ZrN viene utilizzato per rivestire gli elettrodi delle candele dei motori a combustione interna per migliorarne le caratteristiche prestazionali. Le piastre TiN e ZrN vengono utilizzate nella tecnologia missilistica per proteggere i corpi dei razzi e dei veicoli spaziali.

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Ceramiche non metalliche prive di ossidi metallici Le ceramiche non metalliche prive di ossidi metallici comprendono materiali a base di boruri ZrB2, CrB2, TiB2, carburi B4C, SiC e alcuni metalli di transizione, nitruri BN, Si3N4, AlN, siliciuri, fosfuri, arseniuri e calcogenuri (eccetto ossidi). I ceramici a base di fosfuri, arseniuri e calcogenuri non sono considerati nel corso a causa del loro limitato utilizzo nell'ingegneria meccanica moderna. Le ceramiche più promettenti per applicazioni strutturali sono quelle basate su SiC, Si3N4 e AlN, composti con un'elevata percentuale di legami covalenti, i cui cristalli sono caratterizzati da notevoli stress di Peierls. In tali cristalli, il movimento delle dislocazioni è difficile, quindi questi composti mantengono la loro forza fino a temperature molto elevate.

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Il più appropriato è l'uso di SiC, Si3N4 e AlN al posto dei metalli nella costruzione dei motori. Ciò è dovuto al fatto che realizzare il flusso di un motore a turbina a gas (GTE) in ceramica e aumentarne la temperatura di esercizio a 1400°C e oltre aumenterà l'efficienza dal 26 al 45%. Utilizzando la ceramica in un motore diesel, è possibile renderlo non raffreddato, riducendo il peso e aumentando l'efficienza. La fattibilità dell'utilizzo della ceramica per la costruzione del motore è spiegata non solo dalla sua elevata resistenza al calore, ma anche dal fatto che, grazie alla sua maggiore resistenza alla corrosione rispetto ai metalli, è possibile utilizzare carburante di bassa qualità. L'uso della ceramica per la produzione di parti del motore ne riduce i costi, dovuto al basso costo della ceramica rispetto a Ni, Cr, Co, Nb, ecc.

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Ceramica a base di SiC Carburo di silicio (carborundum) Il SiC è l'unico composto di silicio e carbonio. Questo materiale è estremamente raro in natura. Esiste in due modifiche: modificazione α esagonale politipica (circa 20 strutture), β cubica. La transizione β-SiC→α-SiC avviene a circa 2100°C. Sopra i 2600–2700°C l’α-SiC sublima. Il SiC puro di composizione stechiometrica è incolore. Quando il contenuto di silicio viene superato, il SiC diventa verde e il carbonio diventa nero. Proprietà del SiC: Hμ fino a 45 GPa, σben fino a 700 MPa, Тр2000°С. A temperatura ambiente, la distruzione del SiC è transgranulare e presenta il carattere di scissione. A 1050°C la natura della distruzione diventa intercristallina.

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Il SiC è resistente a tutti gli acidi, ad eccezione di HF e HF+HNO3. Il SiC è meno resistente agli alcali. È stato stabilito che il SiC viene bagnato dai metalli del gruppo del ferro e dal manganese. Nella produzione di prodotti abrasivi, refrattari e riscaldatori elettrici a base di SiC, i materiali di partenza sono silice (sabbia di quarzo) e coke. Vengono riscaldati ad alte temperature in forni elettrici, effettuando la sintesi utilizzando il metodo Acheson: SiO2+3C=SiC+2CO2. Intorno all'elemento riscaldante (nucleo) c'è una zona del prodotto sintetizzato, e dietro di essa ci sono zone di cristalli di bassa purezza e componenti non reagiti. I prodotti ottenuti nel forno vengono separati in queste zone, frantumati, lavorati e ottenuti come polvere di carburo di silicio per uso generale. Lo svantaggio di queste polveri SiC è la loro elevata contaminazione da impurità.

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Per ottenere ceramiche strutturali, è necessario utilizzare polveri di SiC di elevata purezza, omogenee e altamente disperse, ottenute con il metodo di sintesi: il Si metallurgico originale viene frantumato e macinato, lavato dalle impurità in acido e macinato. La sintesi del SiC viene effettuata in un reattore alimentando Si in appositi ugelli, gas - propano: t>1100°C 3Si+C3H8=3SiC+4H2. I prodotti realizzati in SiC vengono stampati mediante pressatura, estrusione e stampaggio a iniezione. La tecnologia ceramica al carburo di silicio utilizza solitamente la pressatura a caldo, la reazione e la sinterizzazione attivata.

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Il metodo GP consente di ottenere ceramiche a base di SiC ad alta resistenza. La pressatura viene solitamente effettuata in stampi di grafite o nitruro di boro a pressioni di 10-50 MPa e temperature di 1700-2000 ° C. GP consente di ottenere solo prodotti di forme abbastanza semplici e dimensioni relativamente piccole. I prodotti di forme complesse ad alta densità sono prodotti mediante pressatura isostatica a caldo (HIP). Il metodo di sinterizzazione attivata consente di sinterizzare il SiC ad una densità superiore al 90% grazie alle aggiunte di B, C, Al, dovute alla formazione di uno strato di diffusione sulla superficie delle particelle.

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Il metodo di sinterizzazione per reazione consente di effettuare il processo a temperature più basse e di ottenere prodotti di forme complesse. Per ottenere il cosiddetto carburo di silicio “self-bonded”, i compatti di SiC e carbonio vengono sinterizzati in presenza di silicio. In questo caso si forma SiC secondario e il SiC ricristallizza attraverso la massa fusa di silicio. Di conseguenza, si formano materiali non porosi contenenti il ​​5–15% di silicio libero in una matrice di carburo di silicio. La sinterizzazione di reazione è un processo economico grazie all'uso di apparecchiature termiche poco costose, la temperatura di sinterizzazione viene ridotta dai comunemente usati 1600–2000°C a 1100–1300°C.

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Il metodo di sinterizzazione a reazione viene utilizzato nella produzione di elementi riscaldanti in carburo di silicio. Il SiC è un termistore, ovvero cambia resistenza sotto l'influenza della temperatura. Il SiC nero ha un'elevata resistenza a temperatura ambiente e un coefficiente di resistenza alla temperatura negativo. Il SiC verde ha una bassa resistenza iniziale e un coefficiente di temperatura leggermente negativo, che diventa positivo a temperature di 500–800°C. Gli elementi riscaldanti in carburo di silicio (SCH) sono solitamente un'asta o un tubo che ha una parte operativa centrale con una resistenza elettrica relativamente elevata (zona "calda") e estremità di uscita ("zona fredda") con una resistenza elettrica inferiore che non si riscaldano durante funzionamento del forno.

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L'industria produce due tipi di elementi riscaldanti in SiC: 1. Carborundum. Hanno un'asta di lavoro e due conduttori di contatto più corti separati sotto forma di aste di carborundum impregnate di metallo. 2. Silite. Riscaldatori con estremità di uscita ispessite (polsini). I riscaldatori compositi in carborundum sono formati da polvere di SiC verde a grana grossa con l'aggiunta di nerofumo (1,5%) e vetro liquido, quindi cotti in un riempimento di miscela di carbone e sabbia ad una temperatura di circa 2000°C. Il riscaldatore è prerivestito con una pasta conduttiva composta da coke, grafite e sabbia di quarzo. Il prodotto viene sinterizzato mediante riscaldamento elettrotermico diretto in forni speciali facendo passare una corrente di 80–100 AV attraverso il pezzo in lavorazione per 40–50 minuti.

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I riscaldatori in silite sono estrusi da una miscela di SiC a grana fine, nerofumo (20%) e resina fenolo-formaldeide. La parte operativa e i polsini sono formati separatamente. La composizione della parte del bracciale è progettata per un'elevata conduttività e contiene circa il 40% di Si. Quando i riscaldatori di silite vengono sinterizzati, il carbonio e il silicio presenti nella massa vengono convertiti in SiC “secondario” attraverso il meccanismo di sinterizzazione a reazione. Come materiale di riempimento viene utilizzata una miscela di sabbia macinata, coke di petrolio e carburo di silicio. Questa miscela, ad una temperatura di 1800–2000°C, rilascia silicio e CO sotto forma di vapori, che penetrano nel pezzo e reagiscono con Si e C solidi. Allo stesso tempo, viene sintetizzato il carburo di silicio secondario facendo reagire il silicio contenuto nella carica con carbonio.

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I materiali a base di SiC hanno cominciato ad essere utilizzati molto prima dei materiali a base di Si3N4, AlN, B4C e BN. Già negli anni '20 venivano utilizzati refrattari in carburo di silicio con un legante di biossido di silicio (90% SiC + 10% SiO2) e negli anni '50 gli ugelli per razzi venivano realizzati in carburo di silicio con un legante in nitruro di silicio (75% SiC + 25% Si3N4 ). Attualmente, la ceramica a base di carburo di silicio viene utilizzata per la produzione di anelli di tenuta per pompe, compressori, miscelatori, cuscinetti e manicotti per alberi, valvole di dosaggio e controllo per mezzi corrosivi e abrasivi, parti di motori e tubazioni metalliche per metalli liquidi. Sono stati sviluppati nuovi materiali compositi con matrice di carburo di silicio.

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La storia dell'aspetto della ceramica. La ceramica è apparsa 12-15 mila anni fa, nell'età della pietra. I vasi sono stati modellati a mano. All'argilla venivano aggiunti conchiglie e granito frantumati in modo che non si rompesse durante la cottura. I prodotti sono stati bruciati negli incendi. Successivamente apparvero forni speciali. Nell'età del rame (4-6 mila anni fa), le forme dei vasi divennero diverse, apparvero sculture di persone e animali. I prodotti iniziano a essere decorati con ornamenti. All'inizio i modelli venivano estrusi con un timbro e una punta nell'argilla bagnata, poi imparavano a realizzare dipinti con argille colorate. I disegni raffiguravano fenomeni naturali (fulmini, luna, sole, acqua) utilizzando simboli convenzionali. Le persone credevano nel potere magico (stregoneria) di questi segni. A poco a poco, il significato originale degli ornamenti fu dimenticato e iniziarono a essere realizzati semplicemente per la decorazione.

Diapositiva 4 dalla presentazione “Arte della ceramica”

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Storia dell'arte

“Acconciature” - XIX secolo). Lunghi riccioli dorati le cadevano sui fianchi. L'era del Medioevo europeo (secoli V-XIV). La grande rivoluzione borghese francese segnò la fine dell’epoca dei “marchesi vani”. I riccioli erano un must. L'arte dell'acconciatura ha ricevuto un nuovo sviluppo. A volte venivano rasate anche le sopracciglia. Le ragazze portavano i capelli sciolti.

“Arte del giardino” - Stili di base nel paesaggio. Cina. Arte paesaggistica dell'Inghilterra nella seconda metà del XVIII secolo. Parco Caterina. Arte paesaggistica della Cina e del Giappone. Arte del giardinaggio francese del XVII secolo. Grecia antica. Parco di Yellowstone. Rinascimento. Giappone. Villa Lante. Francia. Boschi sacri? heroons Giardini filosofici Giardini di proprietà privata.

"Epoche della cultura" - Cubismo. Epoche della cultura mondiale. Surrealismo. Romanticismo. Neoclassicismo. Modernismo. Manierismo. Rinascimento settentrionale. Rinascimento. Impressionismo. Rococò. Alto Rinascimento. Epoche culturali. Primo Rinascimento. Avanguardia. Barocco. Epoche. Dadaismo. Post impressionismo.

"Architettura e pittura della Germania e dei Paesi Bassi" - Vecchia chiesa di Delft. Architettura. Architettura dei Paesi Bassi. Pittura olandese. Architettura e pittura della Germania e dei Paesi Bassi. Dipinto dell'altare della Chiesa di San Bavone. Scandinavia. Quattro cavalieri. Frans Hals. Architettura della Germania. Alberto Dürer. Dipinto di maestri olandesi. Dipinto di maestri tedeschi.

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• Il termine “ceramica” deriva dalla parola greca “keramos”, che significa argilla.
• I prodotti in ceramica sono prodotti realizzati con argilla con vari additivi e cotti allo stato di pietra.
• Dai tempi antichi ai giorni nostri, i prodotti ceramici hanno occupato uno dei posti di primo piano nelle arti decorative e applicate di tutti i popoli del mondo.

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• Lo schema tecnologico per la produzione di piastrelle ceramiche prevede le seguenti fasi principali:

1. Preparazione dello slip;
2. Stampaggio prodotti;
3. Essiccazione;
4. Preparazione di smalti e vetrificazioni (smaltatura);
5. Bruciando.

• Le materie prime per le masse ceramiche si dividono in plastiche (argille e caolini) e non plastiche. Aggiunte di argilla refrattaria e quarzo riducono il ritiro del prodotto e la probabilità di fessurazioni in fase di stampaggio. Piombo e borace sono usati come formatori del vetro.

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• La preparazione dello slip avviene in tre fasi:
  • Prima fase: macinazione del feldspato e della sabbia (la macinazione dura dalle 10 alle 12 ore);
  • Nella prima fase viene aggiunta l'argilla;
  • Nella seconda fase viene aggiunto il caolino. La barbottina finita viene versata in contenitori e fatta stagionare.
• Il trasporto dal magazzino delle materie prime viene effettuato utilizzando un caricatore fino ai bunker di ricezione. Da lì viene inviato lungo un trasportatore ad un mulino a sfere (per la macinazione) o ai turbosolventi (per sciogliere argilla e caolino)

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• La ceramica è conosciuta da tempo immemorabile. L'argilla era un materiale onnipresente a portata di mano, le cui ricche possibilità plastiche e artistiche attiravano le persone anche nei tempi antichi. L'argilla è molto facile da lavorare, puoi scolpire qualsiasi cosa da essa.

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• A seconda della struttura si distingue tra ceramica fine (frammenti vetrosi o a grana fine) e ceramica grossolana (frammenti a grana grossa). I principali tipi di ceramica fine sono porcellana, semiporcellana, maiolica, maiolica. Il tipo principale di ceramica grossolana è la ceramica.

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• Vaso in porcellana proveniente dalla collezione di porcellane cinesi della dinastia Qing (secoli XVII-XIX) conservata nella Kunstkamera (San Pietroburgo).

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Dea egiziana Tawaret dalla maiolica

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maiolica

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ceramica in ceramica

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• URNA IN CERAMICA - un esempio di arte della ceramica Maya.
• Lavorando su un tornio da vasaio. Immagine su piastrelle di ceramica.

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• Il cemento è ampiamente utilizzato nella costruzione: uno dei tipi di ceramica, le cui materie prime sono argilla e calcare mescolati con acqua.

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Storia della ceramica domestica

• Nella Rus' le piastrelle di ceramica apparvero nel IX secolo con l'avvento del cristianesimo. Durante il periodo pagano la pietra e il legno venivano utilizzati prevalentemente come materiali da costruzione.

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informazioni generali

I prodotti ceramici sono prodotti ottenuti da materie prime minerali mediante stampaggio e cottura ad alte temperature. Il termine “ceramica” deriva (secondo P.P. Budnikov) dalla parola “ceramia”, che nell’antica Grecia veniva usata per descrivere l’arte di realizzare prodotti in argilla. E ora nella tecnologia ceramica utilizzano principalmente argille, ma insieme ad esse vengono utilizzati anche altri tipi di materie prime minerali, ad esempio ossidi puri (ceramica tecnica a base di ossido). I materiali ceramici sono i più antichi tra tutti i materiali lapidei artificiali. Frammenti di ceramica grezza sono stati rinvenuti nei siti di insediamenti risalenti all'età della pietra. L'età del mattone ceramico come materiale da costruzione è di oltre 5000 anni. Antica copertura in ceramica Pannelli in ceramica Ceramica parietale a figure rosse

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Nella costruzione moderna

I prodotti ceramici vengono utilizzati: in quasi tutti gli elementi strutturali degli edifici nell'edilizia abitativa prefabbricata e individuale (materiali di rivestimento) nella decorazione delle facciate e degli interni degli edifici; gli aggregati porosi ceramici sono la base del calcestruzzo leggero; prodotti sanitari, stoviglie in porcellana e maiolica ; ceramiche speciali per l'industria chimica e metallurgica, industria (prodotti resistenti agli acidi e al fuoco), elettrotecnica e radioelettronica (isolanti elettrici, semiconduttori, ecc.), tecnologia spaziale

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CLASSIFICAZIONE

Per scopo: - prodotti murali (mattoni, pietre cave e pannelli da essi realizzati); - prodotti per coperture (tegole); - elementi del pavimento; - prodotti per il rivestimento di facciate (mattoni faccia a vista, piastrelle di piccolo formato e non, pannelli tipografici, dettagli architettonici e artistici); - prodotti per il rivestimento delle pareti interne (piastrelle smaltate e relativi pezzi sagomati - cornici, angoli, mensole); - riempitivi per calcestruzzo leggero (argilla espansa, agloporite); - prodotti per l'isolamento termico (ceramica perlite, ceramica cellulare, farina fossile, ecc.); - prodotti sanitari (lavatoi, vasche da bagno, WC); - Piastrelle per pavimenti; - mattone stradale; - prodotti resistenti agli acidi (mattoni, piastrelle, tubi e relativi raccordi); - refrattari; - prodotti per le comunicazioni sotterranee (tubi per fognature e drenaggio).

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A seconda della struttura: poroso, denso (frammento sinterizzato). Quelli porosi assorbono più del 5% di acqua (in massa), in media il loro assorbimento d'acqua è dell'8-20% in massa o del 14-36% in volume. Questi includono prodotti di ceramica grezza - mattoni e pietre in ceramica, prodotti per coperture e soffitti, tubi di drenaggio e ceramica fine - piastrelle di rivestimento, maiolica. I densi assorbono meno del 5% di acqua, più spesso l'1-4% in massa o il 2-8% in volume. Questi includono anche prodotti realizzati con ceramica grossolana - mattoni di clinker, lastre di rivestimento di grandi dimensioni e ceramica fine - maiolica, semiporcellana, porcellana.

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Per punto di fusione: bassofondente - con punto di fusione inferiore a 1350 °C; refrattario - con un punto di fusione di 1350°C-1580°C; ignifugo - 1580 -2000 °C; massima resistenza al fuoco - oltre 2000 °C.

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Materie prime

CAOLINO – sono costituiti dal minerale Al2O3 2SiO2 2H2O, contengono una quantità significativa di particelle inferiori a 0,01 mm, dopo la cottura mantengono un colore bianco; ARGILLE – varie nella composizione minerale, più contaminate da impurità minerali e organiche; la materia argillosa (con particelle inferiori a 0,005 mm) è costituita principalmente da caolinite e minerali correlati: montmorillonite Al2O3 4SiO2 nH2O, halloysite Al2O3 2SiO2 4H2O; il contenuto di particelle fini determina la plasticità e altre proprietà delle argille; può contenere impurità che riducono il punto di fusione (carbonato di calcio, feldspato, Fe(OH)3, Fe2O3); Le inclusioni simili a pietre di CaCO3 sono la causa della comparsa di crepe “proiettili” nei prodotti ceramici, perché l'idratazione del CaO ottenuto durante la cottura è accompagnata da un aumento del suo volume; il colore dell'argilla dipende dalle impurità di origine minerale e organica (dal bianco, marrone, verde, grigio al nero), il solito colore rosso dell'argilla è dato da una mescolanza di ossido di ferro; bentoniti – rocce argillose altamente disperse con un contenuto predominante di montmorillonite; tripoli e diatomiti - sono costituiti principalmente da silice amorfa; utilizzato per la fabbricazione di prodotti per l'isolamento termico, mattoni e pietre da costruzione.

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Materiali diluenti - per ridurre la plasticità e ridurre il ritiro all'aria e al fuoco delle argille: argilla refrattaria con grani di 0,14-2 mm (argilla refrattaria, caolino) - migliora le proprietà di essiccazione e cottura delle argille, utilizzate per produrre prodotti di alta qualità - mattoni faccia a vista, refrattari, ecc. argilla disidratata - migliora le proprietà di essiccazione delle materie prime e l'aspetto dei mattoni sabbia con granuli di 0,5-2 mm scoria granulata d'altoforno con granuli fino a 2 mm - un efficace addensante dell'argilla nella produzione di mattoni centrale termica additivi per combustione delle ceneri Materiali che formano pori - per la produzione di prodotti ceramici leggeri con maggiore porosità e ridotta conduttività termica. Utilizzano sostanze che, durante la cottura, si dissociano con il rilascio di gas (gesso macinato, dolomite) o bruciano (additivi per combustione: segatura, lignite frantumata, rifiuti degli impianti di preparazione del carbone, ceneri di centrali termoelettriche e lignina, aumentano la porosità dei prodotti e promuovere la sinterizzazione uniforme dei frammenti di ceramica)

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Additivi plastificanti - argille altamente plastiche, bentoniti, tensioattivi (impasto di lievito e solfito) Fluins - riducono la temperatura di sinterizzazione dell'argilla (feldspati, minerale di ferro, dolomite, magnesite, talco, ecc.) Smalto o engobbio - conferiscono un aspetto decorativo e resistenza al influenze esterne. Uno strato di smalto (vetro trasparente e/o opaco (pieno) di vari colori) viene applicato sulla superficie del materiale ceramico e fissato ad esso mediante cottura ad alta temperatura. Le principali materie prime dello smalto (sabbia di quarzo, caolino, feldspato, sali di metalli alcalini alcalino-terrosi, ossidi di piombo o stronzio, acido borico, borace, ecc.) Sono utilizzate in forma grezza o fusa - sotto forma di fritta. L'ingobbio viene preparato con argilla bianca o colorata e applicato in uno strato sottile sulla superficie del prodotto crudo. L'ingobbio non si scioglie durante la cottura, quindi la superficie è opaca. Le sue proprietà dovrebbero essere vicine al frammento principale.

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PRODUZIONE DI MATERIALI CERAMICI

Metodi di stampaggio - plastica e semisecco Con il metodo plastico, l'umidità della miscela di stampaggio è del 15-25%, il che richiede l'essiccazione obbligatoria dei prodotti stampati prima della cottura. Con il metodo semisecco l'essiccazione non è necessaria, poiché il contenuto di umidità dell'argilla è del 6-7% e i prodotti vengono modellati su presse speciali sotto una pressione significativa di 15-40 MPa. Tali mattoni hanno la forma corretta e le dimensioni esatte, ma sono meno resistenti al gelo. Burnout: i prodotti perdono la loro forma e si sciolgono dalla superficie; Sottocombustione (incompletezza del processo di sinterizzazione (colore "scarlatto" del mattone) - resistenza ridotta, forte diminuzione della resistenza all'acqua e al gelo

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Proprietà delle argille come materie prime per prodotti ceramici

L'argilla mescolata con una certa quantità di acqua forma un impasto argilloso dotato di coesione e plasticità. Quando l'argilla secca viene bagnata, si avverte l'odore caratteristico della terra inumidita e il rilascio di calore. Le molecole d'acqua (dipoli) vengono attratte tra le particelle scagliose di caolinite e le incastrano, facendo gonfiare l'argilla. Sottili strati di acqua tra particelle lamellari di minerali argillosi danno origine alle proprietà caratteristiche dell'impasto di argilla. La plasticità delle argille è spiegata dal fatto che quando inumidite compaiono sulla superficie delle particelle sottili pellicole di acqua adsorbita, che assicurano lo scorrimento delle particelle e le legano attraverso le forze di interazione intermolecolare. La plasticità è valutata dalla quantità di acqua necessaria per ottenere una massa modellabile. Le argille possono essere altamente plastiche, mediamente plastiche e scarsamente plastiche. Più minerali argillosi ci sono nell'argilla, più acqua richiede, più si gonfia, più è difficile asciugarsi e più si restringe. Tali argille sono chiamate grasse. Le argille contenenti molte particelle di sabbia sono chiamate magre. Le miscele ottimali si ottengono introducendo additivi magri nelle argille grasse: sabbie, ceneri di centrali termoelettriche, scorie, argilla refrattaria, ecc.

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La capacità legante dell'argilla si manifesta nel legare i granelli di materiali non plastici (sabbia, argilla refrattaria, ecc.), nonché nella formazione di un prodotto abbastanza durevole dopo l'essiccazione: la materia prima. La particolarità dell'impasto di argilla è la sua capacità di indurire se essiccato all'aria. Le forze di pressione capillare uniscono le particelle di argilla e ne impediscono la separazione, con conseguente ritiro dell'aria. Il restringimento è una diminuzione delle dimensioni lineari e del volume dell'argilla cruda durante l'essiccazione (retrazione dell'aria) e la cottura (retrazione del fuoco) dell'argilla (e insieme - ritiro completo); espresso come percentuale della dimensione originale del prodotto. La capacità di agglomerazione è la capacità delle argille di trasformarsi in uno stato simile alla pietra quando vengono cotte (900-1200 oC). La formazione di un frammento durevole avviene a causa dell'effetto dell'incollaggio di particelle di argilla solida con la fusione risultante.

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Proprietà dei prodotti ceramici

La porosità di un frammento ceramico (prodotti porosi) aumenta del 10-40% con l'introduzione di additivi che formano pori nella massa ceramica. Nel tentativo di ridurre la densità e la conduttività termica, ricorrono alla creazione di vuoti nei mattoni e nelle pietre ceramiche. L'assorbimento d'acqua caratterizza la porosità di un frammento ceramico. L'assorbimento d'acqua della ceramica porosa è del 6-20% in peso, vale a dire 12-40% in volume di prodotti densi assorbimento d'acqua - 1-5% in massa e 2-10% in volume

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La conduttività termica di un frammento ceramico assolutamente denso è elevata: 1,16 W/(m·ᵒС). I pori e i vuoti d'aria creati nei prodotti ceramici riducono la densità e riducono significativamente la conduttività termica. Ad esempio, per prodotti ceramici da rivestimento rispettivamente da 1800 a 700 kg/m3 e da 0,8 a 0,21 W/(m·ᵒС). Di conseguenza, lo spessore della parete esterna e il consumo di materiale delle strutture di recinzione vengono ridotti. La resistenza dipende dalla composizione della fase del frammento ceramico, dalla porosità e dalla presenza di crepe. Il grado di un prodotto ceramico da parete (mattone, ecc.) in termini di resistenza indica la resistenza a compressione, tuttavia, quando si stabilisce il grado di un mattone, insieme alla resistenza a compressione, viene presa in considerazione la resistenza a flessione, poiché il mattone in la muratura è soggetta a flessione. I prodotti con frammenti porosi sono prodotti nei gradi M75-M300 e prodotti densi (mattoni stradali, ecc.) - M400-M1000.

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Resistenza al gelo. Il grado di resistenza al gelo indica il numero di cicli di gelo e disgelo alternati che un prodotto ceramico può sopportare allo stato saturo d'acqua senza segni di danni visibili (delaminazione, desquamazione, screpolature, scheggiature). A seconda della loro struttura, i prodotti hanno i seguenti marchi: F15, F25, F35, F50, F75, F100. La permeabilità al vapore dei prodotti ceramici da rivestimento contribuisce alla ventilazione dell'ambiente, a seconda della porosità e della natura dei pori. La bassa permeabilità al vapore è la causa della sudorazione sulla superficie interna delle pareti di ambienti con elevata umidità dell'aria. Permeabilità al vapore irregolare degli strati che compongono la parete esterna - accumulo di umidità. Pertanto, il rivestimento della facciata delle pareti con piastrelle smaltate può portare all'accumulo di umidità nello strato di contatto tra piastrelle e il successivo congelamento dell'umidità provoca il distacco del rivestimento.

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Applicazione

I prodotti strutturali utilizzati in condizioni di carico comprendono materiali per pareti (mattoni e pietre ceramiche), materiali per coperture (tegole), tubi per acqua, fognature e drenaggio. Inoltre, il mattone viene utilizzato per la posa di fondazioni colonnari in edifici bassi, nonché per la produzione in fabbrica di blocchi e pannelli di grandi dimensioni che, a seconda dello scopo (per pareti interne o esterne), possono essere mono, due o tre strati. In quelli multistrato, l'isolamento della soletta viene utilizzato per aumentare le proprietà di schermatura termica.

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I materiali per usi speciali includono: sanitari, resistenti agli acidi, ignifughi, termoisolanti. Applicazione Le principali materie prime per la produzione di prodotti sanitari sono argille bianche miscelate con fondenti per la formazione del vetro e additivi di scarto. Modificando il rapporto dei componenti e la tecnologia di stampaggio e cottura si ottengono prodotti in terracotta, semiporcellana e porcellana, che sono rispettivamente elencati in ordine crescente di densità e resistenza. Il volume maggiore nella costruzione ricade su prodotti in terracotta relativamente porosi, la cui resistenza all'acqua è assicurata dalla smaltatura della superficie.

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I materiali resistenti agli acidi sotto forma di piastrelle e mattoni delle classi A, B, C, ottenuti da argille resistenti agli acidi, vengono utilizzati per proteggere pavimenti, pareti e apparecchiature tecnologiche negli impianti chimici. Lo scopo principale dei materiali refrattari è il rivestimento di apparecchiature tecnologiche ad alta temperatura. La temperatura massima di esercizio di tali prodotti è determinata dalla composizione della materia prima: con un contenuto maggiore di silice (Si02) si ottengono refrattari di silice (fino a 1650 °C), argilla refrattaria - argilla refrattaria (fino a 1400 °C), allumina (A1203) - ad alto contenuto di allumina (oltre 1750 °C). Applicazione

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I materiali e i prodotti per l'isolamento termico a base di materie prime argillose sono prodotti sotto forma di mattoni in schiuma di diatomite altamente porosi, utilizzati principalmente per l'isolamento termico di apparecchiature tecnologiche, e materiali sfusi: ghiaia di argilla espansa e pietrisco di agloporite. Questi ultimi sono ottenuti mediante rigonfiamento di granuli stampati a temperature superiori a 1000°C o dalla frantumazione di materie prime sinterizzate con scarti di carbone e vengono utilizzati come materiale di riempimento isolante termico per isolare pavimenti, soffitti, pareti, nonché aggregati cementizi leggeri per vari scopi. Applicazione

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Materiali ceramici per pareti e coperture

Le dimensioni moderne dei mattoni furono legalizzate dallo standard nel 1927. In conformità con esso, i mattoni vengono prodotti nelle dimensioni 250x120x65 e 250x120x88. Il peso di un mattone non deve superare i 4,3 kg. Pertanto, i mattoni ispessiti vengono solitamente prodotti con vuoti. Sono accettati i seguenti nomi di facce di mattoni: letto, cucchiaio, poke. 1 letto, 2 cucchiai, 3 poke

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Proprietà fisiche dei normali mattoni ceramici pieni: la densità media non deve superare 1600-1800 kg/m3, porosità - 28-35%, assorbimento d'acqua - non meno dell'8%. La caratteristica principale della qualità del mattone è il grado di resistenza alla compressione e alla flessione. Sono stati stabiliti 8 gradi da 75 a 300. In termini di resistenza al gelo per i mattoni, sono stati stabiliti quattro gradi F15, F25, F35, F50. Lo standard consente grandi deviazioni nella dimensione e nella forma dei mattoni a causa del ritiro ampio e irregolare durante la sua produzione.

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A causa delle sue caratteristiche fisiche e meccaniche piuttosto elevate, il normale mattone ceramico è ampiamente utilizzato nell'edilizia moderna per la posa di muri, fondazioni, camini e altre strutture. I mattoni pressati semisecchi non possono essere utilizzati per fondazioni e pareti di ambienti umidi. Più industriali nella tecnologia di produzione e nelle caratteristiche termiche sono i mattoni e i blocchi forati in ceramica con dimensioni: 250x120x138, 380x120x138, 250x250x138. Le pietre sono considerate cave se il loro volume vuoto è superiore al 13%. La forma e la dimensione dei vuoti possono variare. La posizione dei vuoti è prevalentemente verticale. Le pietre cave non possono essere utilizzate per la posa di strutture a contatto con l'acqua. Congelamento dell'acqua intrappolata nei vuoti. potrebbe distruggere la pietra. La presenza di vuoti non solo riduce il peso dei prodotti, ma accelera e facilita anche i processi di essiccazione e cottura. Hanno molti meno difetti e la loro resistenza è la stessa del mattone pieno. Mattone pieno ordinario Mattone forato ordinario Blocchi di mattoni forati

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Le piastrelle in ceramica naturale o argilla sono uno dei materiali di copertura più antichi. La storia del suo utilizzo risale a più di un millennio. Le piastrelle di ceramica sono il materiale più diffuso in Europa: più della metà dei tetti spioventi europei sono in ceramica. Tale popolarità delle piastrelle è dovuta, innanzitutto, alle loro caratteristiche uniche: aspetto attraente; Durabilità; Resistenza al fuoco; Rispetto dell'ambiente; Resistenza agli ambienti aggressivi, alle radiazioni ultraviolette e ai carichi del vento; Bassa conduttività termica, capacità di assorbire il rumore. Le materie prime per le piastrelle sono argille per mattoni con qualità di preparazione migliorata. Lo svantaggio della copertura in tegole è la sua grande massa e l'installazione ad alta intensità di manodopera.

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GLASSA ANGOB NATURA

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Finitura materiali ceramici

Sono disponibili ceramiche di finitura per rivestimenti esterni, interni e pavimentazioni. Il mattone faccia a vista ha una qualità superficiale migliorata, è realizzato con argille bianche e rosse. A volte viene colorato con additivi coloranti. È decorato con ingobbi e modanatura a due strati per risparmiare argille a cottura bianca. A volte vengono utilizzati gli smalti; sono decorativi e molto resistenti (mantengono il loro colore per centinaia di anni). Rivestimenti in moquette e mosaico in mattoni faccia a vista

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Le piastrelle di ceramica a forma di tappeto vengono incastonate nella malta o nel cemento delle pareti, quindi la base di carta viene lavata via. Questo processo può essere eseguito sia in fabbrica che in cantiere. Le piastrelle ceramiche per facciate vengono utilizzate per il rivestimento esterno di edifici e strutture sotterranee. Sono prodotti in vari formati da 65x120 a 600x1200 mm. Il lato posteriore delle piastrelle è ondulato. Quelli di grandi dimensioni sono montati sulle facciate utilizzando infissi metallici. Una delle opzioni per tali lastre si chiama granito ceramico. La terracotta è un classico materiale antico e moderno ottenuto mediante cottura dell'argilla e successivi trattamenti superficiali. Nell'antica Grecia venivano utilizzati prodotti di rivestimento di grandi dimensioni sotto forma di lastre, parti di colonne, plateau e altri dettagli architettonici. È stato ripreso durante la costruzione di tutti i grattacieli a Mosca negli anni '40 e '50. Prodotti sagomati in cotto per facciate Lastre in terracotta per progetti di design Piastrelle in cotto fatte a mano Mosaico in cotto tappeto

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Le piastrelle per rivestimenti interni sono prodotte in vari formati dal 70x70 al 330x330. Producono anche vari elementi aggiuntivi: fregi, cinture, ecc. Le piastrelle hanno un frammento poroso e sono ricoperte di smalto sul lato anteriore, che non solo le decora, ma conferisce loro anche resistenza all'acqua e agli agenti chimici. Queste piastrelle vengono utilizzate nelle aree umide. Non possono essere utilizzati per pavimentazioni o finiture esterne. Le piastrelle per pavimenti sono realizzate con argille refrattarie. Non hanno quasi pori e sono praticamente impermeabili. Sono spesso chiamati Mettlach (dal nome della città tedesca Mettlach). Le piastrelle possono essere verniciate interamente o avere uno strato superiore verniciato. Hanno un'elevata resistenza all'usura e robustezza. Questo pavimento è detto freddo per l'elevato assorbimento di calore del rivestimento ceramico. In Russia è consuetudine installare pavimenti realizzati con tali piastrelle in ambienti con condizioni operative umide.

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GRANITO CERAMICO Questo materiale è relativamente nuovo, ma ha già guadagnato popolarità tra coloro che amano costruire e ricostruire. Il gres porcellanato (gres) è una piastrella ceramica in monocottura non smaltata, composta da argille chiare, sabbie quarzose, feldspato e coloranti pigmentati minerali. Le piastrelle in gres porcellanato a base di argilla rossa sono chiamate “gres rosso”. Vantaggi: basso coefficiente di assorbimento d'acqua - inferiore allo 0,05% (per confronto: per granito naturale - 0,5%) resistenza alle variazioni di temperatura, durezza, struttura non porosa, resistenza agli urti, resistenza all'abrasione. Gres porcellanato effetto legno

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Piastrelle in ceramica per la decorazione murale

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Fotoceramica

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Zoccolo in ceramica per pavimenti Uno zoccolo in ceramica standard ha una forma triangolare alla base con una parte centrale o rilievo concava. Ma non meno apprezzati sono i fregi piatti con base stretta e uno smusso morbido lungo il bordo superiore. L'uso di tali battiscopa facilita il processo di installazione dei mobili, poiché può essere spostato quasi a filo con il muro. Anche l'altezza dei prodotti è diversa: da stretta 1,5 cm a larga 8-10 cm, tenendo conto dell'altezza delle piastrelle in una particolare collezione. La superficie può essere liscia, fantasia o strutturata, con finitura opaca o lucida. Lo zoccolo viene scelto non solo per rifinire la giunzione tra il pavimento e il muro, ma anche per colmare lo spazio tra il muro e la vasca (lavandino), poiché tradizionalmente nel nostro paese le apparecchiature idrauliche vengono posizionate vicino al muro per risparmiare spazio. Battiscopa, matite, fregi, cinture e bordure

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Tipi speciali di materiali ceramici

La ceramica sanitaria (lavabi, WC, tubazioni) è realizzata in terracotta e porcellana. La maiolica è una ceramica sottile composta da argille a cottura bianca (60...65%), quarzo (30...35%) e feldspato (3...5%). Il prodotto modellato ed essiccato viene cotto due volte: prima e dopo aver applicato nuovamente lo smalto. La smaltatura della maiolica è necessaria, poiché ha un frammento poroso (P = 20...25%) e un elevato assorbimento d'acqua.

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Porcellana – prodotti in ceramica fine. Si ottiene allo stesso modo della terracotta, modificando leggermente la composizione delle materie prime (fino al 20...25% di contenuto di feldspato). La porcellana ha un frammento denso, completamente sinterizzato, traslucido in uno strato sottile. I prodotti in porcellana per uso sanitario vengono anche smaltati per conferirgli morbidezza e migliorarne le proprietà igienico-sanitarie. I sanitari in ceramica si distinguono per le proprietà decorative e l'universale resistenza chimica; Grazie alla loro superficie dura e liscia, sono facili da pulire e mantengono a lungo le loro proprietà. Lo svantaggio di tali prodotti, così come della ceramica in generale, è la fragilità. Ma nonostante ciò, la ceramica resta il materiale migliore per i prodotti sanitari. I tubi fognari sono realizzati in plastica, argille refrattarie e smaltati all'esterno e all'interno, il che garantisce la loro completa impermeabilità, resistenza chimica e elevata portata. Sono progettati per una pressione di 0,2 MPa. La loro lunghezza è 800-1200 mm, diametro 150-600 mm.

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Materiali ceramici refrattari

I materiali refrattari sono prodotti utilizzando la tecnologia ceramica da varie materie prime. Si dividono in resistenti al fuoco (temperatura di rammollimento 1580...1770 o C), altamente resistenti al fuoco (1770...2000 o C) e ad altissima resistenza al fuoco (>2000 o C). A seconda della composizione chimica e mineralogica, i refrattari possono essere silicei, alluminosilicati, magnesio, cromite o grafite. I refrattari silicei (il componente principale è (SiO 2)) possono avere una struttura vetrosa (vetro di quarzo) e cristallina (refrattari di silice). I refrattari Dinas sono prodotti mediante cottura di materie prime di quarzo (sabbia di quarzo macinata con aggiunta di calce o altri leganti) ad una temperatura di circa 900 o C. La refrattarietà di questi materiali - 1600...1700 o C. Sono utilizzati per costruire le coperture dei forni per la fusione del vetro e per la fusione del vetro.

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Il vetro al quarzo funziona bene a temperature fino a 1000 o C; a temperature più elevate devetrifica (cristallizza) e si sbriciola. I refrattari di alluminosilicato sono divisi in tre gruppi: semiacidi e refrattari e ad alto contenuto di allumina. I refrattari semiacidi sono realizzati cuocendo rocce di quarzo su un legante argilloso. La resistenza al fuoco di questi materiali è di 1580...1700 oC. I refrattari in argilla refrattaria vengono prodotti cuocendo una miscela di argilla refrattaria e argilla refrattaria. Sono caratterizzati da resistenza al calore e resistenza alle scorie. La loro resistenza al fuoco arriva fino a 1500 °C. I refrattari ad alto contenuto di allumina contengono più del 45% di allumina. Sono ottenuti dalla bauxite. Quando il contenuto di allumina sale al 60%, la resistenza al fuoco di questi materiali può raggiungere i 2000 °C. Sono utilizzati per la posa di altiforni e forni per vetro.

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