Головна

керамічні матеріали

  1. III. Матеріали юридичної практики
  2. Антифрикційні матеріали на основі заліза.
  3. Бал?имани? шойини ж?не ?ожт?згіш матеріали
  4. Бітумні і Дьогтєв в'яжучі та матеріали на їх основі
  5. Види аерозйомок і аерозйомочні матеріали
  6. Допоміжні сценарні матеріали для дизайнера
  7. В'ЯЖУЧІ МАТЕРІАЛИ

керамічними матеріалами (керамікою) Називають порошкові матеріали з мінеральних речовин, (твердих тугоплавких сполук типу оксидів, карбідів, нітридів, боридів і ін.), Отримані при високотемпературному спіканні.

основа кераміки - Кристалічна фаза, Яка визначає її властивості, область застосування. Такий фазою є оксиди (Аl2O3, SiO2, ZrO2), Карбіду (TiC, SiC, B4C), бориди (TiB2, ZrB2), Нітрид (Si3N4, TiN) і ін.

аморфна фаза представляє прошарок склоподібних речовин, яка полегшує процес виготовлення матеріалу і виробів і служить зв'язкою для частинок кристалічної фази. Кількість аморфної (склоподібної) фази становить від 1 до 40%. У деяких видах кераміки, отриманих з чистих речовин, ця фаза може бути відсутнім.

наявність газової фази пов'язане з особливостями отримання виробів з порошків. Залишається деяка пористість, заповнена газами. Ця пористість може бути від 0 до 30-40%. Так як аморфна і газова фази негативно впливають на властивості міцності матеріалу, то в технічній кераміці, що працює під навантаженням, кількість цих фаз має бути мінімально (до 1%).

Основні властивості кераміки: Висока температура плавлення і робоча температура; висока твердість і зносостійкість, жароміцність і теплостійкість; корозійна стійкість в різних середовищах; низькі пластичні властивості, підвищена крихкість; хороші діелектричні властивості; невелику питому вагу (1,8-5,0 г / см3).

Велика твердість і високі температури плавлення керамічних матеріалів обумовлені великою силою ковалентних або іонних зв'язків їх кристалічних решіток. Високий опір деформації пов'язано з опором кристалічної решітки руху дислокацій. Додаткова зміцнююча обробка не потрібна. Головний недолік керамічних матеріалів - низькі пластичні властивості, низька міцність при розтягуванні, тому при навантаженні кераміка руйнується крихко. Зі збільшенням часу крихкість збільшується, міцність при розтягуванні зменшується. Технологія виготовлення виробів з кераміки повинна передбачати отримання матеріалу з мінімальною пористістю. Для отримання міцної технічної кераміки використовуються дрібнозернисті порошки з розміром часток кристалічної фази 1-3 мкм, іноді менше 1 мкм.

оксидна кераміка на основі оксидів різних елементів (Al2O3, SiO2, ZrO2 та ін.). Для таких з'єднань характерна іонна зв'язок, що в значній мірі визначає властивості оксидної кераміки. Матеріали мають високу твердість, вогнетривкість, хімічну стійкість в кислотах і лугах, в окислювальних середовищах, на повітрі. Температури плавлення оксидної кераміки - 2000-3300 ° С, робочі температури - 0,8-0,9 Тпл. Матеріал добре працює на стиск, але має велику крихкість. Оксидна кераміка не витримує різких змін температури.

Кераміка на основі глинозему Al2O3 поряд з високою твердістю має хороші діелектричні властивості при нормальних і високих температурах, хімічну стійкість в газах, кислотах, розплавлених металах. Матеріал, що містить більше 45% Al2O3, називається високоглиноземисті керамікою, Більше 95% - корундом. Механічні, а також діелектричні властивості такої кераміки зростають у міру збільшення вмісту Al2O3. Кераміка на основі Al2O3 застосовується для виготовлення різних виробів: тонкостінних обтекателей радіолокаційних антен; футерування камер згоряння ракетних двигунів; фильер для волочіння дроту; ріжучих інструментів, що працюють з великим розігрівом; підкладок інтегральних мікросхем; електроізоляторів і ін.

Кераміка на основі кремнезему SiO2 має хорошу корозійну стійкість в багатьох середовищах, відрізняється низькою теплопровідністю і коефіцієнтом термічного розширення. Вироби з кварцу можуть швидко нагріватися і охолоджуватися без розтріскування. Виготовляють хімічно та термостійкий посуд та інші вироби. Кварц прозорий для видимого і ультрафіолетового випромінювання. З нього виготовляють колби для ламп, скла, оптичні волокна, світловоди і ін. Кварц використовується в електротехнічній промисловості, як хороший ізолятор. Матеріал на його основі застосовується як вогнетрив для футерування печей, розливних ковшів. Оксидну кераміку використовують як будівельний матеріал: виготовляють цеглу, облицювальні плитки, черепицю, порцеляновий посуд, сантехнічні вироби та т. П.

безкисневих кераміка. Матеріали отримують на основі тугоплавких сполук, що не містять кисень: нітрид (Si3N4, AlN), бориди (TiB2, ZrB2). Ці хімічні сполуки мають ковалентні зв'язки. Властивості кераміки: висока твердість і зносостійкість; низький коефіцієнт термічного розширення, хороша теплопровідність; стабільність механічних властивостей в широкому діапазоні температур. Недолік - велика крихкість. Виготовляють нагрівальні елементи електричних печей опору, що працюють при високих температурах на повітрі без спеціальної захисної атмосфери.

Кераміка на основі карбіду кремнію SiC (карборунд) Має високу твердість, жаростійкість, зносостійкість, хімічну і корозійну стійкість, низький коефіцієнт термічного розширення. Щільність - 3,2 г / см3. З неї виготовляють нагрівачі електричних печей, чохли термопар, лопатки газових турбін, шліфувальні круги.

Кераміка на основі нітриду кремнію Si3N4 відрізняється високою твердістю, зносостійкістю. Щільність - 3,2 г / см3, Робоча температура +1350 ° С. Виготовляють деталі газових турбін, корозійно іжаростійкі інструменти, тиглі, кристалізатори, деталі насосів і трубопроводів. Кераміка може замінити жароміцні сплави, що містять дефіцитні елементи (вольфрам, молібден, кобальт, нікель).

Кераміко-металічні матеріали (кермети). Для зменшення крихкості в кераміку вводять певна кількість металу. Матеріал являє суміш порошків тугоплавких сполук (керамічна складова) і металу (металева складова), спресовану в виріб необхідної форми і спечену при високих температурах. Метал грає роль зв'язки між частинками кераміки і забезпечує пластичність матеріалу. В якості зв'язки використовуються порошки кобальту, нікелю, заліза, молібдену та інших металів. Чим більше металевої зв'язки в КЕРМЕТ, тим вище пластичні властивості, міцність при вигині, але нижче твердість і зносостійкість.

тверді сплави - Кермети, що складаються з карбідів вольфраму, титану, танталу і кобальтової зв'язки. Тверді сплави підрозділяють на вольфрамовмісні і безвольфрамовиє матеріали, (на основі карбіду або карбонитрида титану і ін., З нікель-молібденової зв'язкою). Завдяки високій твердості, зносостійкості і теплостійкості вони застосовуються для виготовлення ріжучого і штампового інструменту, інструменту для буріння свердловин. Хорошу корозійну стійкість до 1100 ° С мають кермети на основі карбіду хрому з нікелевої зв'язкою (11%). Матеріали добре працюють в умовах абразивного зносу, особливо в окислювальних середовищах, але вони більш крихкі, ніж інші тверді сплави, мають меншу міцність при вигині. Вироби з порошкових керметів пресують у формах при тиску 200-300 МПа і спекают при 1400-1800 ° С в нейтральній або захисній атмосфері. При спіканні збільшується щільність одержуваних виробів за рахунок зменшення обсягу і пористості матеріалу.

Частина 2




конструкційні стали | інструментальні стали | Стали і сплави з особливими властивостями | Титан і його сплави | Алюміній і його сплави | Магній і його сплави | Мідь і її сплави | Інші кольорові метали та сплави | полімери | пластмаси |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати