Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
Керамика как конструкционный материал
2 слайд
Керамика может быть определена как твердое состояние, которое формируется при тепловой обработке, а иногда и при давлении, состоящее не менее чем из двух химических элементов, из которых, как минимум, один является неметаллом.
Кера́мика — изделия из неорганических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготавливаемые под воздействием высокой температуры с последующим охлаждение.
Керамика - изделия и материалы, полученные спеканием глин и их смесей с минеральными добавками, а так же оксидов металлов и других неорганических соединений.
3 слайд
Основным сырьем для производства керамики являются глины. Глинами называют осадочные породы, представляющие собой тонкоземлистые минеральные массы, способные независимо от их минералогического и химического состава образовывать с водой пластичное тесто, которое после обжига превращается в водостойкое и прочное камневидное тело.Первичные структуры в глинистых породах формируются в результате выветривания и эррозии горных пород, сноса и осаждения минеральных частиц в водных басссейнах преимущественно в зонах тропического климата, получивших название круговорот геологических процессов.
4 слайд
Некоторые глины состоят из одного глинистого минерала, но многие глины представляют собой смесь глинистых минералов, их называют полиминеральными.Глинистые породы кроме глинистых минералов, как правило, содержат некоторое количество неглинистых минералов, из которых наиболее важными являются кварц, кальцит, полевые шпаты и пирит.
5 слайд
Разнообразие геологических процессов ( а вследствие этого фазовое разнообразие исходного сырья) является причиной повышенной сложности строения керамических материалов на микро и наноуровнях - они являются многофазными, многокомпонентными, гетерогенными полидисперсными системами.
6 слайд
Спекание - заключительный и основной технологический процесс производства любого вида керамики. Спекание - агломерация индивидуального вещества, взятого в виде порошка, при высокой температуре, но ниже его температуры плавления, а также смеси веществ, при температуре ниже температуры плавления хотя бы одного из них. В свою очередь агломерация понимается как объединение частиц в системы более устойчивые, чем в случае агрегации.
Во многих керамических материалах при высоких температурах в результате различного рода химических превращенией образуется сравнительно легкоплавкая стекловидная фаза со значительными включениями кристаллов.
7 слайд
В результате массопереноса наблюдается увеличение прочности, зарастание пор и сближение центров частиц.
8 слайд
Последовательность процессов спекания:
припекание - на этой начальной стадии создаются и увеличиваются контакты между соседними частицами, но границы частиц сохраняются;
на основной стадии обособляются две фазы: твердая фаза и фаза пор. Частицы как бы сливаются между собой, но замкнутые поры еще не образуются;
образуются замкнутые поры.
Все стадии протекают одновременно. Движущая сила одна - уменьшение свободной энергии, но механизмы стадий разные.
9 слайд
Керамические материалы характеризуются:
высоким значением рабочей температуры — 1600... 2500°С (жаропрочные стали 800... I 200°С, молибден — 1 500 °С, вольфрам — 1 800 °С);
плотностью, в 2—3 раза меньшей, чем у жаропрочных материалов,
твердостью, близкой к твердости алмаза;
высокими диэлектрическими свойствами;
высокой химической стойкостью.
Кроме того, запасы исходных материалов для производства керамики на земле неисчерпаемы.
10 слайд
Недостатками керамических материалов являются:
отсутствие пластической деформации и низкое значение ударной вязкости;
хрупкость;
сложность обработки;
высокая чувствительность к надрезам.
11 слайд
12 слайд
13 слайд
14 слайд
К керамике относят и некоторые материалы, состоящие из одного хим элемента, а именно алмаз и графит.Уникальные характеристики алмаза - эталонная твердость и рекордная теплопроводность, - используются в так называемой “алмазной электронике”. Электроника на основе алмазов может работать на более высоких скоростях, потребляя при этом меньше энергии. Кроме того, алмазные микросхемы более устойчивы к воздействию радиации и экстремальным температурам. Области применения: военная сфера, работа в космосе и условиях высокой радиации, сверхскоростные переключатели, датчики с ультранизким энергопотреблением работающие при экстремальных температурах.
Использование для этого алмазной пленки не является непомерно дорогим, поскольку из одного карата алмаза можно изготовить около одного миллиарда устройств.
15 слайд
Оксид алюминия - относится к ионным кристаллам с высокой энергией решетки, отличается весьма прочной химической связью Жаропрочность и высокая механическая прочность используется в футеровке печей, высокая прочность - в подшипниках, абразивах для полирования, электрозащитные свойства - в изоляторах для передачи электроэнергии, изоляторов в МГД-генераторах, где также требуется коррозионная стойкость и стойкость к термическим ударам.
Применяется в качестве материалов для лазерной генерации. В качестве материала, совместимого с живым организмом применяют в искусственно вживляемых зубах и суставах. В пористых мембранах служит для диффузного разделения газов, обогащения урана, где важна его коррозионная стойкость.
16 слайд
Диоксид кремния - обладает превосходной коррозионной стойкостью, устойчивостью к действию почти всех кислот, низкой теплопроводностью, способностью выдерживать быстрое нагревание и быстрое охлаждение. Применяют в качестве материала для изготовления хим. и терсмостойкой посуды. Кроме того, он обладает прозрачностью, может сулжить электризолятором, а также в качестве инфракрасного излучателя при нагревании до высокой температуры.
17 слайд
Оксид цинка относится к ионным кристаллам. Его свойства как полупроводника нашли применение в датчиках, использующих адсорбцию газов, в фотоэлектрических элементах, работающих на основе гетеропереходов, для генерирования электрической энергии с помощью солнечного света. Так как в его кристаллической структуре отсутствует центр симметрии, то оксид цинка характеризуется и пьезоэлектрическими свойствами.
Наноцветы оксида цинка. Разрешение 2 нанометра.
18 слайд
Диоксид циркония - ионно-ковалентный кристалл. Обладает высокой температурой плавления (выше 2700 градусов цельсия), жаропрочностью, коррозионной стойкостью, высокой механической прочностью, низкой теплопроводностью. Частично стабилизированный диоксид циркония тригональной структуры повышает прочность керамики, поэтому материалы на его основе используют для изготовления сверхтвердого инструмента.
19 слайд
Нитрид кремния -исключительная жаропрочность, высокая механическая прочность, большая твердость (по шкале мооса 9), высокотемпературная прочность, коррозионная стойкость и т.д. Перспективен в сверхтвердых обрабатывающих инструментах ( вращающиеся лопатки газовых турбин, камеры сгорания, где требуется жаропрочность, большая высокотемпературная прочность и коррозионная стойкость.
20 слайд
Карбид кремния - физически и химически устойчив. Обладает жаропрочностью, высокой механической прочностью и твердостью (по шкале Мооса свыше 9,5), высокотемпературной прочностью, коррозионной стойкостью. Применяют в рамках фюзеляжей в качестве композиционного материала, где требуется высокая прочность (металл, армированный волокнами силициума карбид), в сверхтвердых инструментах, в абразивах, в теплообменниках, где используется его жаропрочность, коррозионная и радиохимическая стойкость. Помимо этого используют в качестве датчика излучения.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
6 663 611 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Елсукова Галина Александровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
72 ч.
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Мини-курс
8 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.