Vật Liệu Gốm Thuộc Tính, Chủng Loại, Công Dụng, đặc điểm

các vật liệu gốm chúng bao gồm các chất rắn vô cơ, kim loại hoặc các loại khác, đã chịu nhiệt. Cơ sở của nó thường là đất sét, nhưng có các loại khác nhau với các thành phần khác nhau.

Đất sét phổ biến là một miếng dán gốm. Ngoài ra đất sét đỏ là một loại vật liệu gốm có silicat nhôm trong số các thành phần của nó. Những vật liệu này được hình thành bởi một hỗn hợp các pha tinh thể và / hoặc thủy tinh thể.

Nếu chúng được cấu thành với một tinh thể duy nhất, chúng là đơn sắc. Chúng là đa tinh thể khi chúng được cấu thành bởi nhiều tinh thể.

Cấu trúc tinh thể của vật liệu gốm phụ thuộc vào giá trị điện tích của các ion và kích thước tương đối của các cation và anion.

Số lượng anion giáp với cation trung tâm càng nhiều, chất rắn thu được sẽ càng ổn định.

Vật liệu gốm có thể được tìm thấy ở dạng dày đặc, chất xơ, bột mịn hoặc màng.

Nguồn gốc của từ gốm được tìm thấy trong từ Hy Lạp keramikos, có nghĩa là "thứ bị đốt cháy".

Gia công

Việc xử lý vật liệu gốm phụ thuộc vào loại vật liệu dự định thu được. Tuy nhiên, sản xuất vật liệu gốm thường đòi hỏi các quy trình sau:

1- Trộn và nghiền nguyên liệu

Đó là quá trình trong đó nguyên liệu thô được hợp nhất và một nỗ lực được thực hiện để đồng nhất hóa kích thước và phân phối của chúng.

2- Hình dạng

Trong giai đoạn này hình dạng và tính nhất quán được trao cho khối lượng đạt được với nguyên liệu thô. Bằng cách này, mật độ của hỗn hợp được tăng lên, cải thiện tính chất cơ học của nó.

3- Đúc

Đó là quá trình mà một đại diện hoặc hình ảnh (ở chiều thứ ba) của bất kỳ đối tượng thực nào được tạo ra. Để tạo khuôn thông thường, một trong những quy trình này được thực hiện:

Ép

Các nguyên liệu thô được ép bên trong một khuôn. Ép khô thường được sử dụng để làm các sản phẩm chịu lửa và linh kiện gốm điện tử. Kỹ thuật này cho phép sản xuất một số mảnh một cách nhanh chóng.

Đúc trong barbonite

Đây là một kỹ thuật cho phép tạo ra hàng trăm lần cùng một hình thức mà không có lỗi hoặc biến dạng.

Đùn

Đó là một quá trình trong đó vật liệu được đẩy hoặc trích xuất thông qua một khuôn. Nó được sử dụng để tạo các đối tượng có tiết diện rõ ràng và cố định.

4- Sấy

Đó là một quá trình bao gồm kiểm soát sự bay hơi của nước và các cơn co thắt mà nó tạo ra trong mảnh.

Đây là giai đoạn quan trọng của quá trình bởi vì nó phụ thuộc vào phần duy trì hình thức của nó.

5- Nấu ăn

Từ giai đoạn này, bạn có được "bánh xốp". Trong quá trình này, thành phần hóa học của đất sét được thay đổi để nó dễ vỡ nhưng xốp với nước.

Trong pha này, nhiệt phải tăng chậm cho đến khi đạt được nhiệt độ 600 ºC. Sau giai đoạn đầu tiên này là trang trí được thực hiện, khi họ muốn thực hiện.

Điều quan trọng là đảm bảo rằng các mảnh được tách ra bên trong lò để tránh biến dạng.

Thuộc tính

Mặc dù các thuộc tính của các vật liệu này phụ thuộc rất lớn vào thành phần của chúng, nhưng chúng thường chia sẻ các thuộc tính sau:

• Cấu trúc tinh thể Tuy nhiên, cũng có những vật liệu không có cấu trúc này hoặc chỉ có trong một số ngành nhất định.
• Chúng có mật độ xấp xỉ 2g / cm3.
• Nó liên quan đến các vật liệu có tính chất cách điện của điện và nhiệt.
• Chúng có hệ số giãn nở thấp.
• Chúng có điểm nóng chảy cao.
• Chúng thường không thấm nước.
• Chúng tôi không dễ cháy hoặc oxy hóa.
• Chúng cứng, nhưng mỏng manh và nhẹ cùng một lúc.
• Chúng có khả năng chống nén, mòn và ăn mòn.
• Chúng có khả năng tê cóng, hoặc khả năng chịu được nhiệt độ thấp mà không bị suy giảm.
• Chúng có tính ổn định hóa học.
• Chúng đòi hỏi độ xốp nhất định.

Phân loại

1- gốm đỏ

Nó là loại đất sét phong phú nhất. Nó có màu hơi đỏ là do sự hiện diện của oxit sắt.

Khi nấu chín, nó bao gồm aluminate và silicat. Nó là ít xử lý nhất của tất cả. Nếu nó vỡ, kết quả là một trái đất màu đỏ. Nó được thẩm thấu vào chất khí, chất lỏng và chất béo.

Đất sét này thường được sử dụng cho gạch và sàn. Nhiệt độ nấu của nó dao động từ 700 đến 1000 ° C, và có thể được phủ bằng oxit thiếc để có được một đồ sành sứ. Gạch Ý và tiếng Anh được làm bằng các loại đất sét khác nhau.

2- Gốm trắng

Nó là một vật liệu tinh khiết hơn, đó là lý do tại sao chúng không có đốm. Dạng hạt của nó được kiểm soát nhiều hơn và thường được tráng men ở mặt ngoài của nó để tăng cường tính không thấm nước.

Nó được sử dụng trong sản xuất thiết bị vệ sinh và bộ đồ ăn. Trong nhóm này, nhập:

Đồ sứ

Nó là một vật liệu được làm từ cao lanh, một loại đất sét rất tinh khiết được thêm vào fenspat và thạch anh hoặc đá lửa.

Việc nấu nguyên liệu này được thực hiện theo hai giai đoạn: trong giai đoạn đầu, nó được nấu ở 1000 hoặc 1300 ° C; và trong giai đoạn thứ hai có thể đạt tới 1800 ° C.

Đồ sứ có thể mềm hoặc cứng. Trong trường hợp mềm, trong giai đoạn đầu tiên nấu đạt 1000 ° C.

Sau đó, nó được lấy ra khỏi lò để áp dụng men răng. Và sau đó nó quay trở lại lò nướng cho giai đoạn thứ hai nơi áp dụng nhiệt độ tối thiểu 1250 ° C.

Trong trường hợp sứ cứng, giai đoạn nấu thứ hai được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn: 1400 ° C trở lên.

Và trong trường hợp nó sẽ trang trí, trang trí được xác định và đi vào lò, nhưng lần này là ở 800 ° C.

Nó có nhiều mục đích sử dụng trong công nghiệp để xây dựng các đối tượng sử dụng thương mại (ví dụ như bộ đồ ăn) hoặc cho các đối tượng sử dụng chuyên dụng hơn (như chất cách điện trong máy biến thế).

3- Vật liệu chịu lửa

Nó là vật liệu có thể chịu được nhiệt độ rất cao (lên tới 3000 ° C) mà không bị biến dạng. Chúng là những loại đất sét có tỷ lệ lớn oxit nhôm, berili, thori và zirconi.

Chúng được nấu trong khoảng từ 1300 đến 1600 ° C và phải được làm lạnh dần dần để tránh các lỗi, vết nứt hoặc ứng suất bên trong.

Tiêu chuẩn Châu Âu DIN 51060 / ISO / R 836 tuyên bố rằng vật liệu là vật liệu chịu lửa nếu nó mềm với nhiệt độ tối thiểu 1500 ° C.

Những viên gạch là một ví dụ về loại vật liệu này, đang được sử dụng để xây dựng lò nướng.

4- Kính

Kính là các chất lỏng có gốc silicon, chúng rắn lại với các dạng khác nhau khi được làm lạnh.

Các từ thông khác nhau được thêm vào đế silicon, theo loại kính được sản xuất. Những chất này làm giảm điểm nóng chảy.

5- Xi măng

Nó là một vật liệu cấu tạo từ đá vôi và canxi đất, trở nên cứng khi được trộn với chất lỏng (tốt nhất là nước) và được phép đứng. Trong khi ướt, nó có thể được đúc theo hình dạng mong muốn.

6- Chất mài mòn

Chúng là những khoáng chất với các hạt cực cứng và có oxit nhôm và kim cương, trong số các thành phần của chúng.

Vật liệu gốm đặc biệt

Các vật liệu gốm cứng và dai nhưng chúng cũng dễ vỡ, vì vậy họ đã phát triển vật liệu lai hoặc composite với ma trận sợi thủy tinh hoặc nhựa polymer.

Vật liệu gốm có thể được sử dụng để phát triển các giống lai này. Đây là những vật liệu cấu tạo từ silicon dioxide, nhôm oxit và một số kim loại như coban, crom và sắt.

Trong công phu của các giống lai này, hai kỹ thuật được sử dụng:

Tổng hợp

Đây là kỹ thuật trong đó bột kim loại được nén.

Frit

Với kỹ thuật này, hợp kim đạt được bằng cách nén bột kim loại cùng với vật liệu gốm trong lò nướng điện.

Trong thể loại này đến cái gọi là gốm ma trận tổng hợp (CMC). Trong số này có thể được liệt kê:

- Cacbua

Giống như vonfram, titan, silicon, crom, boron hoặc cacbua silic cacbon.

- Nitrat

Giống như silicon, titan, oxyinitride gốm hoặc sialon.

- Ôxít gốm 

Giống như alumina và zirconia.

- Điện quang

Chúng là vật liệu gốm có tính chất điện hoặc từ tính.

4 công dụng chính của vật liệu gốm

1- Trong ngành hàng không vũ trụ

Trong lĩnh vực này, các thành phần ánh sáng có khả năng chịu nhiệt độ cao và yêu cầu cơ học là bắt buộc.

2- Trong y sinh

Trong lĩnh vực này, chúng rất hữu ích cho việc chuẩn bị xương, răng, cấy ghép, v.v..

3- Trong điện tử

Trong đó các vật liệu này được sử dụng để sản xuất các bộ khuếch đại laser, sợi quang, tụ điện, ống kính, chất cách điện, trong số những vật liệu khác.

4- Trong ngành năng lượng

Đó là nơi vật liệu gốm có thể dẫn đến các thành phần nhiên liệu hạt nhân, ví dụ.

7 vật liệu gốm nổi bật nhất

1- Alumina (Al 2 O 3)

Nó được sử dụng để chứa kim loại nóng chảy.

2- Nitrat nhôm (AIN)

Nó được sử dụng làm vật liệu cho các mạch tích hợp và thay thế cho AI203.

3- Boron cacbua (B4C)

Nó được sử dụng để sản xuất che chắn hạt nhân.

4- Cacbua silic (SiC)

Nó được sử dụng để phủ kim loại, cho khả năng chống oxy hóa.

5- Nitrat silic (Si3N4)

Chúng được sử dụng trong sản xuất các thành phần của động cơ ô tô và tua bin khí.

6- Boride titan (TiB2)

Nó cũng tham gia vào việc sản xuất áo giáp.

7- Urania (UO2)

Phục vụ như nhiên liệu cho các lò phản ứng hạt nhân.

Tài liệu tham khảo

1. Alarcón, Javier (s / f). Hóa học vật liệu gốm. Phục hồi từ: uv.es
2. Q., Felipe (2010). Tính chất của gốm sứ. Lấy từ: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). Cấu tạo và tính chất của gốm sứ. Lấy từ: prezi.com
4. Mussi, Susan (s / f). Nấu ăn Lấy từ: gốmdipedia.com
5. Tạp chí ARQHYS (2012). Tính chất của gốm sứ. Lấy từ: arqhys.com
6. Đại học Công nghệ Quốc gia (2010). Phân loại vật liệu gốm. Lấy từ: cienciam vật liệu.argentina-foro.com
7. Đại học Công nghệ Quốc gia (s / f). Vật liệu gốm Lấy từ: frm.utn.edu.ar
8. Wikipedia (s / f). Chất liệu gốm Lấy từ: en.wikipedia.org