ZAAWANSOWANA CERAMIKA KONSTRUKCYJNA Zaawansowana ceramika konstrukcyjna dzieli się na: 1)tlenkową,
2)nietlenkową,
Najczęściej stosowane tworzywa ceramiczne tlenkowe: tlenek glinu (Al 2 O 3 ), tlenek cyrkonu (ZrO 2 )
Ceramikę tlenkową cechuje: duża stabilność, wysoka temp. topnienia, wysoka twardość.
Tlenek glinu (Al 2 O 3 ) w swej najtwardszej odmianie krystalicznej α jest kryształem jonowym o strukturze heksagonalnej.
Strukturę Al 2 O 3 tworzą jony tlenu gęsto upakowane w sieci heksagonalnej (HZ). Liczba jonów Al wystarczy na wypełnienie tylko 2/3 luk oktaedrycznych. W uporządkowanej sieci, 1/3 tych pozycji pozostaje pusta.
Stabilna α-faza tlenku glinu może występować zarówno w stanie naturalnym jako pojedyncze kryształy w postaci korundu lub szafiru lub może być też wytworzona z naturalnych surowców, głównie z boksytu. Ponad 90% światowej produkcji Al 2 O 3 opiera się na boksycie Własności: mała gęstość 3.8-3.9 g/cm3
wysoki moduł sprężystości wzdłużnej 380-405 bra wysoka twardość HV 16.7-18.0 GPa wysoka granica plastyczności 6.3 -7.7 GPa, niska wytrzymałość na zginanie 300-400 MPa niska odporność na kruche pękanie 3.4-4.0 MPa m 1/2 wysoki punkt topnienia 2050°C
wysoka rezystywność (10 11 Ωm przy 500 C)
niska stała dielektryczna (ε r =10 przy 20 °C)
wysoka przewodność cieplna (40 Wnr1K1 przy 20 C)
Zastosowanie: -podłoża układów scalonych -świece zapłonowe
-przewodniki
-izolatory ognioodporne
-łożyska, zbiorniki chemiczne
-zawory wodne
-narzędzia skrawające
-endoprotezy
-protezy dentystyczne
Tlenek cyrkonu występuje, w zależności od temp., w trzech odmianach polimorficznych: regularnej, tetragonalnej i jednoskośnej. Przy schładzaniu ciekłego tlenku cyrkonu do niższych temperatur pod normalnym ciśnieniem następują przemiany fazowe tlenku cyrkonu w następującej kolejności.
Ciecz -(2680C)-regulanny-(2370C)-tetragonalny-(950C)t ma charakter przemiany kontrolowanej przez dyfuzję.
Przemiana fazy tetragonalnej w jednoskosną t-j ma charakter pierwszorzędowej, bezdyfuzyjnej przemiany martenzytycznej z zarodkowaniem i wzrostem, bez zmiany s a u chemicznego.
Trwała w temperaturze pokojowej odmiana jednoskośna ma obok niższej symetrii, także większą (o ok. 3.5%) objętość właściwą od odmiany tetragonalnej. Wskutek tej przemiany (obecność naprężeń) otrzymanie czystego tlenku cyrkonu droga klasycznego spiekania staje się niemożliwe.
(…)
… otrzymywany wyłącznie syntetycznie. W zależności od termodynamicznych warunków syntezy występuje w trzech głównych odmianach polimorficznych.
h-BN÷heksagonalny
c-BN÷regularny, kubiczny(borazon), struktura blendy cynkowej(sieć sfalerytu)
w-BN÷wurcytowy
Regularny azotek boru c-BN:
Gęstość 3.48 g/cm Moduł Younga 831 GPa
Twardość 50-70 GPa
Stała dielektryczna 5.6- 7.0
Oporność elektryczna 104-106 Ωm Wytrzymałość…
… diamentowych czyni je odpowiednimi do skrawania stali ulepszonych cieplnie (o twardości powyżej 50HRC) utwardzonych żeliw i stopów na osnowie niklu i kobaltu,
-odporność temperaturowa w zakresie do ok 1000C
-duża wytrzymałość mechaniczna
-odporność na pękanie
-odporność na utlenianie
Obróbka skrawania:
Polega na oddzielaniu materiału w postaci wióra za pomocą narzędzia skrawającego w sposób mechaniczny…
…, wyciskanie i odlewanie w zawiesinie.
Grupy i zastosowanie:
-do obróbki skrawaniem S U H -do obróbki plastycznej G
-do zbrojenia narzędzi górniczych B
Struktura i skład fazowy węglików spiekanych:
Fazy (temperatura pokojowa)
α1 - roztwór stały wtórny Cobalt w Wolfram C-węgiel
α2- roztwór stały wtórny Cobalt w Wolfram -węgiel C
t- roztwór stały Wolfram, Tantal i C-węgiel w Cobalt
- węgliki (Ti,W)C, (Ta,W)C…
… nieorganiczno-niemetaliczne, w trakcie otrzymywania których istotnym procesem jest obróbka cieplna np. spiekanie lub prażenie.
Ceramika - stechiometryczne związki jednego lub kilku pierwiastków metalicznych, połączonych wiązaniami jonowymi, jonowo-kowalencyjnymi lub kowalencyjnymi z pierwiastkami niemetalicznymi (głownie tlenem, azotem, węglem lub borem).
Udział wiązań jonowych w wybranych składnikach tworzyw…
… wytrzymałością na ściskanie, bardzo dobrą odpornością na kwaśne i zasadowe stopy i ciekłe żużle.
Zastosowanie: stalownictwo, przemysł szklarski i cementowy.
W tworzywach ceramicznych, w których przeważają wiązania jonowe, występuje równowaga między dodatnio naładowanymi elektrycznie kationami-jonami metali, oddającymi swe elektrony walencyjne a ujemnie naładowanymi anionami-jonami niemetali.
W przypadku…
…: glina , kaolin, kwarcyty, piaski kwarcowe, skalenie.
Glina- drobnoziarnista skała zawierająca krystaliczne minerały ilaste tj. uwodnione glinokrzemiany warstwowe, a także resztkowy kwarc, skaleń i mikę.
Kaolin- warstwowy minerał ilasty- kaolinit Skaleń- glinokrzemian głównie potasu, sodu i wapnia
Tworzywa ceramiczne krzemieniowe:
Krzemiany są złożone głównie z krzemu i tlenku (&5%) składu skorupy…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)