Badania ceramicznych materiałów gęstych do zastosowań specjalnych-opracowanie

POLITECHNIKA WARSZAWSKA
WYDZIAŁ CHEMICZNY
ZAKŁAD TECHNOLOGII NIEORGANICZNEJ I CERAMIKI
Badania ceramicznych materiałów
gęstych do zastosowań specjalnych
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych dla studentów semestru VI
Laboratorium „Metod badania materiałów”
1
1. Rys historyczny
Rozwój cywilizacji ludzkiej nierozerwalnie związany jest z opanowywaniem coraz
bardziej rozwiniętych narzędzi i urządzeń. Moment wytworzenia pierwszych narzędzi to
opanowanie pierwszych technologii materiałowych. Początkowo było to przetworzenie
materiałów naturalnych takich jak drewno, kamień czy skóra polegające na uformowaniu ich
w poŜądany kształt metodami łamania, cięcia, łupania itp. Kolejnym istotnym postępem była
odkryta moŜliwość przetwarzania istniejących i wytwarzanie nowych nie występujących w
przyrodzie tworzyw. Pierwszymi takimi tworzywami były otrzymywane z przetworzonych
występujących powszechnie glino-krzemianowych surowców ilastych. Odkryto, Ŝe surowce
te poddane wysuszeniu nabrały spójności umoŜliwiającą ich zastosowanie do konstrukcji
budowli. Dodatkowo surowce ilaste występujące w stanie suchym w postaci proszku
zawierając pewna zawartość wody mają właściwości plastyczne co rozszerzało moŜliwości
wytwórcze. Następnie odkryto, Ŝe po obróbce ogniowej ulegają one zestaleniu i
przekształceniu w trwały i odporny materiał. Wyroby z wypalonej gliny w staroŜytnej Grecji
nosiły nazwę „ho keramos”, czyli ceramika i były pierwszymi syntetycznymi materiałami
wytworzonymi przez człowieka.
Stopniowo opanowano umiejętność otrzymywania tworzyw otrzymywania drogą
topienia i odlewania. Tak uzyskiwano kolejne generacje tworzyw metalicznych (miedź, brąz,
Ŝelazo, stopy) czy wyroby szklane uzyskiwane z surowców krzemianowych. Opanowane
umiejętności wytwarzania metali, ich właściwości takie jak odporność mechaniczna i łatwość
formowania z nich skomplikowanych kształtów drogą obróbki plastycznej (kucie,
walcowanie, wyciskanie) spowodowało, Ŝe to właśnie one wyznaczały nowe kierunki
rozwoju cywilizacji technicznej w czasach nowoŜytnych. Kolejnym istotnym etapem rozwoju
materiałów było opanowanie w XX wieku moŜliwości wytwarzania sztucznych tworzyw
organicznych (polimerów) metodami chemicznymi.
Rysunek 1. Zestawienie nakładów finansowych na badania naukowe i rozwój projektowania
materiałów w Niemczech
2
Ceramika to tworzywo nieorganiczne i niemetaliczne wytworzone z surowców
naturalnych (ceramika tradycyjna) i syntetycznych (ceramika zaawansowana – wyroby
nowoczesne o „wysokich” właściwościach).
Pierwsze procesy wytwarzania trwałych tworzyw polegały na przekształceniu
naturalnego surowca proszkowego przez obróbkę w stanie stałym w podwyŜszonej
temperaturze. Proces taki nazywamy spiekaniem, a technologie tego typu technologiami
proszkowymi. Technologie oparte na spiekaniu rozwijały się stopniowo w ciągu tysiącleci,
równolegle do innych technologii materiałowych. Najstarszymi wyrobami były tworzywa
formowane w postaci cegieł i naczyń- domowych, które następnie wypalano. ... zobacz całą notatkę