การนำเสนอในหัวข้อ "เซรามิก" วัสดุและผลิตภัณฑ์เซรามิก การจำแนกประเภทของเซรามิกทางเทคนิค

คำอธิบายการนำเสนอเป็นรายสไลด์:

1 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

2 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

เซรามิกส์ (กรีกโบราณ κέραμος - ดินเหนียว) - ผลิตภัณฑ์จากวัสดุอนินทรีย์ (เช่น ดินเหนียว) และของผสมกับสารเติมแต่งแร่ ผลิตภายใต้อุณหภูมิสูงตามด้วยการทำความเย็น ในความหมายแคบ คำว่าเซรามิกหมายถึงดินเหนียวที่ถูกเผา CERAMICS เครื่องลายคราม เครื่องปั้นดินเผา majolica เครื่องปั้นดินเผา

3 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

พอร์ซเลนมีเศษซินเทอร์สีขาวหนาแน่น (บางครั้งก็มีโทนสีน้ำเงิน) โดยมีการดูดซึมน้ำต่ำ (มากถึง 0.2%) เมื่อแตะแล้วจะทำให้เกิดเสียงไพเราะสูงและสามารถมองเห็นได้ผ่านชั้นเคลือบบาง ๆ ไม่ปิดขอบด้านข้างหรือฐานของผลิตภัณฑ์พอร์ซเลน ไฟมีเศษสีขาวที่มีรูพรุนและมีสีเหลืองความพรุนของเศษคือ 9 - 12% เนื่องจากมีความพรุนสูงผลิตภัณฑ์เครื่องปั้นดินเผาจึงถูกเคลือบด้วยสีเคลือบทนความร้อนต่ำโดยไม่มีสี เครื่องปั้นดินเผาใช้ในการผลิตเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารสำหรับใช้ในชีวิตประจำวัน

4 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

Majolica มีเศษเป็นรูพรุน การดูดซึมน้ำประมาณ 15% ผลิตภัณฑ์มีพื้นผิวเรียบ เงางาม ผนังบางเคลือบด้วยสีเคลือบและสามารถตกแต่งลวดลายนูนได้ การหล่อใช้ในการทำมาจอลิกา เซรามิกเครื่องปั้นดินเผามีเศษสีน้ำตาลแดง (ใช้ดินเผาสีแดง) มีความพรุนสูง และการดูดซึมน้ำสูงถึง 18% ผลิตภัณฑ์สามารถเคลือบด้วยเคลือบไม่มีสีหรือทาสีด้วยสีดินเหนียวสี - engobes

5 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

GZHEL อุตสาหกรรมเครื่องปั้นดินเผาโบราณตั้งอยู่ใกล้กรุงมอสโกเป็นงานหัตถกรรมทางศิลปะที่ใหญ่ที่สุด ของที่ระลึก "เลื่อน" เครื่องลายคราม Gzhel

6 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

ปรมาจารย์ของ Gzhel สร้างสรรค์อาหารที่หรูหรา: kvasniks - เหยือกตกแต่งที่มีรูปทรงวงแหวน, ฝาปิดทรงโดมสูง, พวยกาโค้งยาว, ที่จับแกะสลัก, มักอยู่บนขาโค้งมนขนาดใหญ่สี่ขา; คัมกัน ภาชนะคล้าย ๆ กัน แต่ไม่มีรูทะลุในร่างกาย เหยือก อ่างล้างหน้า แก้วตลก “เมาอย่าเมา” จาน จาน และสิ่งของอื่นๆ ตกแต่งด้วยภาพวาดประดับและเล่าเรื่องด้วยสีเขียว เหลือง น้ำเงิน และน้ำตาลม่วงบนพื้นสีขาว กุมกัน ควาสนิค “เมา อย่าเมา”

7 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

SKOPINO ในบรรดาศูนย์กลางของเครื่องปั้นดินเผาศิลปะพื้นบ้าน งานหัตถกรรมเซรามิกตกแต่งที่ตั้งอยู่ในเมือง Skopin ภูมิภาค Ryazan นั้นมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว มีการกล่าวถึงเครื่องปั้นดินเผา Skopino ครั้งแรกในปี 1640 ศิลปะของปรมาจารย์ Skopino ได้รับสไตล์อันเป็นเอกลักษณ์ในช่วงทศวรรษที่ 1860

8 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

จนกระทั่งกลางศตวรรษที่ 19 ที่นี่ไม่ได้ใช้เคลือบ แต่ทำหม้อสีดำธรรมดา (สีน้ำเงิน) และหม้อลวก ด้วยการพัฒนากระจก ผลิตภัณฑ์ของ Skopino จึงมีสีสันและการตกแต่งมากขึ้น เครื่องใช้ในครัวเรือนตามปกติของช่างปั้นหม้อ Skopino ในศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 ทำจากดินเหนียวเนื้อบางเบา มีโครงร่างที่นุ่มนวล และขอบมักจะลงท้ายด้วย "รอยจีบ" แบบสแกลลอป

สไลด์ 9

คำอธิบายสไลด์:

ของเล่นเซรามิก ประวัติความเป็นมาของของเล่นดินเหนียวรัสเซียเริ่มต้นขึ้นในสหัสวรรษที่ 2 ก่อนคริสต์ศักราช

10 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

DYMKOVSKAYA TOY ของเล่นดินเผารัสเซีย ทาสีและเผา ชื่อนี้มาจากสถานที่ผลิต - การตั้งถิ่นฐานของ Dymkovo จังหวัด Vyatka (ปัจจุบันคือภูมิภาค Kirov) นอกเหนือจากผลิตภัณฑ์หัตถกรรมพื้นบ้านอื่น ๆ แล้วยังถือว่าเป็นหนึ่งในสัญลักษณ์ของงานฝีมือของรัสเซีย เกิดขึ้นในศตวรรษที่ XV-XVI

11 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

การปรากฏตัวของของเล่นมีความเกี่ยวข้องกับวันหยุดฤดูใบไม้ผลิของ Whistling ซึ่งประชากรหญิงของนิคม Dymkovo แกะสลักนกหวีดดินเหนียวในรูปแบบของม้าแกะผู้แพะเป็ดและสัตว์อื่น ๆ พวกเขาทาสีด้วยสีสดใสต่างๆ ต่อมาเมื่อวันหยุดหมดความสำคัญ การประมงไม่เพียงแต่อยู่รอด แต่ยังได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมอีกด้วย

12 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

ของเล่นดินเหนียวรัสเซีย งานฝีมือทางศิลปะที่ก่อตั้งขึ้นในเขต Spassky ซึ่งปัจจุบันคือเขต Spassky ของภูมิภาค Penza การผลิตของเล่นเริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 19 ขึ้นอยู่กับอุตสาหกรรมเครื่องปั้นดินเผาในท้องถิ่น ของเล่นอาบาเชฟสกายา

สไลด์ 13

คำอธิบายสไลด์:

เหล่านี้เป็นนกหวีดที่วาดภาพสัตว์ต่างๆ ซึ่งมักมีลักษณะเหมือนเทพนิยายที่หลอนประสาท ฟิกเกอร์มีลำตัวยาว มีขาสั้นและเว้นระยะห่างกันมาก และมีคอที่ยาวและสง่างาม หัวแพะ กวาง และแกะผู้ มีเขาโค้ง บางครั้งก็มีหลายชั้น ผมหน้าม้าอันเขียวชอุ่ม เคราหยิก และแผงคอมีการสร้างแบบจำลองอย่างชัดเจน รูปทรงที่ล้อมรอบด้วยกองมีรูปแบบที่เข้มงวดและนูนสูง นกหวีดทาสีด้วยสีเคลือบฟันสดใส - น้ำเงิน, เขียว, แดง ในชุดค่าผสมที่ไม่คาดคิดที่สุด รายละเอียดส่วนบุคคล เช่น เขาสัตว์ สามารถทาสีเป็นสีเงินหรือสีทองได้ บางครั้งบางส่วนของร่างยังคงไม่ได้ทาสีและตัดกันอย่างมากกับจุดเคลือบฟันที่โดดเด่น

สไลด์ 14

คำอธิบายสไลด์:

KARGOPOLSKAYA TOY ของเล่นดินเหนียวรัสเซีย งานฝีมือทางศิลปะที่พบได้ทั่วไปในพื้นที่ของเมือง Kargopol ภูมิภาค Arkhangelsk

15 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

ของเล่น Kargopol ดูค่อนข้างโบราณ อย่างไรก็ตาม มีลักษณะ ประเภท และภาพวาดที่เป็นที่รู้จัก แปลงแบ่งออกเป็นสองประเภทตามอัตภาพ ประเภทแรกคือประเภทโบราณเช่น Bereginya (ผู้หญิงถือนกพิราบอยู่ในมือ) Polkan ม้าและสัตว์อื่น ๆ หมวดที่ 2 เป็นของเล่นที่มีเนื้อหาเป็นเรื่องราวซึ่งสาธิตฉากชีวิตในหมู่บ้านอย่างอิสระพร้อมทั้งแสดงโครงเรื่องในเทพนิยาย ตัวอย่างเช่นการแต่งเพลงในธีมต่อไปนี้: "ผู้ชายตกปลา", "เด็กผู้หญิงซักผ้า", "Troika", "หัวผักกาด" เป็นต้น

สไลด์ 17

คำอธิบายสไลด์:

หลังจากการยิง ดินเหนียวจะเปลี่ยนสีเป็นสีชมพูอ่อนหรือสีเนื้อ และในขณะที่ช่างฝีมือทำให้ของเล่น Dymkovo ให้ขาวและแต้มสี แต่ Kozhlyanskaya จะไม่ทำเช่นนั้น คุณสมบัติที่โดดเด่นอีกประการหนึ่งของของเล่นจาก Kozhli ก็คือไม่มี "การเกาะติด" นั่นคือชิ้นส่วนที่แยกจากกันติดอยู่กับของเล่น ฟิกเกอร์ของเล่นมีหลากหลาย เช่น ผู้หญิง คนขี่ม้า และสัตว์หลายชนิด ในฤดูใบไม้ผลิ พวกเขาใช้ของเล่นนกหวีดเพื่อขับไล่ฤดูหนาวและร้องเรียกแสงแดด

18 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

ZHBANIKOVSKAYA TOY งานฝีมือพื้นบ้านของรัสเซียในหมู่บ้าน Zhbannikovo, Roimino, Ryzhukhino และคนอื่น ๆ ในเขต Gorodetsky ของภูมิภาค Nizhny Novgorod ลักษณะเฉพาะของของเล่นชิ้นนี้คือร่างกายของร่างทั้งหมดมีลักษณะคล้ายปิรามิดดินเหนียวบนขาฐานสามข้าง

สไลด์ 19

คำอธิบายสไลด์:

การประมงเกิดขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 นกหวีดท้องถิ่นมีชื่อเสียงในช่วงทศวรรษที่ 1930 ซึ่งในเวลานั้นของเล่นประเภทใหม่ ๆ ปรากฏขึ้นนอกเหนือจากของเล่นแบบดั้งเดิม (เช่นนักขี่ม้า) และลักษณะของภาพวาดที่พัฒนาขึ้นซึ่งได้รับการเก็บรักษาไว้ในของเล่นสมัยใหม่ การผสมผสานสีที่แปลกประหลาดในภาพวาดถูกสร้างขึ้นโดยใช้สีเคลือบฟันสีเข้มเป็นพื้นหลัง โดยมีการใช้จุดที่มีโทนสีอ่อนกว่า แต่ละส่วนของฟิกเกอร์จะ "สีเงิน" โดยใช้ผงอลูมิเนียม

20 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

FILIMONOVSKAYA TOY ของเล่นดินเหนียวรัสเซีย งานฝีมือศิลปะประยุกต์รัสเซียโบราณ ก่อตั้งขึ้นในหมู่บ้าน Filimonovo เขต Odoevsky ภูมิภาค Tula ตามที่นักโบราณคดีระบุว่ายาน Filimonov มีอายุมากกว่า 700 ปี ตามข้อมูลอื่น ๆ ประมาณ 1 พันปี

21 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ของช่างฝีมือหญิง Filimonov นั้นเป็นนกหวีดแบบดั้งเดิม: สุภาพสตรี, ทหารม้า, วัว, หมี, เจื้อยแจ้ว ฯลฯ รูปภาพของผู้คน - เสาหินและงดเว้นรายละเอียด - ใกล้เคียงกับรูปแกะสลักโบราณโบราณ กระโปรงทรงกระดิ่งแคบของสาว Filimonov เปลี่ยนเป็นทรงสั้นแคบได้อย่างราบรื่นและปิดท้ายด้วยหัวทรงกรวยซึ่งประกอบเข้ากับคอ สุภาพบุรุษมีลักษณะคล้ายกับผู้หญิง แต่แทนที่จะสวมกระโปรง กลับมีขาทรงกระบอกหนาสวมรองเท้าบูทที่ดูงุ่มง่าม

22 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

ตัวละครในสัตว์โลกทุกตัวมีเอวบางและคอยาวโค้งมนอย่างสง่างาม กลายเป็นหัวเล็กได้อย่างราบรื่น เฉพาะรูปร่างของศีรษะและการมีหรือไม่มีเขาและหูเท่านั้นที่ทำให้สามารถแยกแยะสัตว์ตัวหนึ่งจากสัตว์อื่นได้ เขาแกะมีลักษณะเป็นลอนกลม เขาวัวยื่นออกมาด้านบนคล้ายพระจันทร์เสี้ยว เป็นต้น หมีกับกระจก

สไลด์ 23

คำอธิบายสไลด์:

STAROOSCOL TOY งานฝีมือศิลปะพื้นบ้านของรัสเซียในเขต Starooskol ของภูมิภาค Belgorod รู้จักกันตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 18

24 สไลด์

คำอธิบายสไลด์:

นักประวัติศาสตร์ศิลป์แบ่งของเล่นพื้นบ้านนี้ออกเป็นของเล่นชาวนา ของเล่นในเมือง และของเล่นในเมือง Stary Oskolskaya ถือเป็น posadskaya ที่ค่อนข้างหายาก ของเล่น Posad เป็นลูกผสมระหว่างเมืองกับชาวนา ไม่มีความสว่างและการตกแต่งอย่างพิถีพิถันซึ่งมีอยู่ในของเล่นในเมือง และไม่มีการปั้นแบบดั้งเดิมและสีหยาบของของเล่นชาวนา

ประวัติความเป็นมาของการปรากฏตัวของเซรามิก เซรามิกส์ปรากฏขึ้นเมื่อ 12-15,000 ปีก่อน ย้อนกลับไปในยุคหิน ภาชนะถูกปั้นด้วยมือ เปลือกหอยที่บดแล้วและหินแกรนิตที่บดแล้วถูกเติมลงในดินเหนียวเพื่อไม่ให้แตกร้าวระหว่างการยิง สินค้าถูกจุดไฟ ต่อมามีเตาอบแบบพิเศษปรากฏขึ้น ในยุคทองแดง (4 - 6 พันปีก่อน) รูปร่างของภาชนะมีความหลากหลาย มีรูปปั้นคนและสัตว์ปรากฏขึ้น สินค้าเริ่มตกแต่งด้วยเครื่องประดับ ในตอนแรก ลวดลายจะถูกอัดด้วยแสตมป์และชี้ไปที่ดินเหนียวเปียก จากนั้นพวกเขาก็ได้เรียนรู้วิธีวาดภาพด้วยดินเหนียวสี ภาพวาดบรรยายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ (ฟ้าผ่า ดวงจันทร์ พระอาทิตย์ น้ำ) โดยใช้สัญลักษณ์ทั่วไป ผู้คนเชื่อในพลังเวทย์มนตร์ (คาถา) ของสัญญาณเหล่านี้ ความหมายดั้งเดิมของเครื่องประดับค่อยๆ ถูกลืมไป และเริ่มทำขึ้นเพื่อการตกแต่งเท่านั้น

สไลด์ 4 จากการนำเสนอ “ศิลปะเครื่องปั้นดินเผา”

ขนาด: 720 x 540 พิกเซล รูปแบบ: .jpg

หากต้องการดาวน์โหลดสไลด์ฟรีเพื่อใช้ในชั้นเรียน ให้คลิกขวาที่รูปภาพแล้วคลิก "บันทึกรูปภาพเป็น..."

คุณสามารถดาวน์โหลดงานนำเสนอทั้งหมด “Pottery Art.ppt” ได้ในไฟล์ zip ขนาด 412 KB

ดาวน์โหลดการนำเสนอ

ประวัติศาสตร์ศิลปะ

“ทรงผม” - ศตวรรษที่ XIX) กุญแจสีทองยาวตกลงไปที่สะโพกของเธอ ยุคของยุคกลางของยุโรป (ศตวรรษที่ V-XIV) การปฏิวัติกระฎุมพีฝรั่งเศสครั้งใหญ่ถือเป็นการสิ้นสุดยุคของ "มาร์คีส์ไร้สาระ" หยิกเป็นสิ่งจำเป็น ศิลปะการทำผมได้รับการพัฒนาใหม่ บางครั้งคิ้วก็ถูกโกนออกด้วย เด็กสาวก็ไว้ผมหลวมๆ

“ศิลปะสวน” - รูปแบบพื้นฐานในการจัดสวน จีน. ภูมิศิลป์ของอังกฤษในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 18 แคทเธอรีน พาร์ค. ศิลปะภูมิทัศน์ของจีนและญี่ปุ่น ศิลปะการจัดสวนฝรั่งเศสในศตวรรษที่ 17 กรีกโบราณ อุทยานเยลโลว์สโตน ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา ญี่ปุ่น. วิลล่าลันเต ฝรั่งเศส. สวนศักดิ์สิทธิ์? heroons สวนปรัชญา สวนส่วนตัว

• ในความหมายแคบ คำว่าเซรามิกหมายถึงดินเหนียวที่ถูกเผา
• เซรามิกยุคแรกๆ ถูกใช้เป็นจานที่ทำจากดินเหนียวหรือผสมกับวัสดุอื่นๆ ปัจจุบัน เซรามิกถูกใช้เป็นวัสดุในอุตสาหกรรม (วิศวกรรมเครื่องกล การผลิตเครื่องมือ อุตสาหกรรมการบิน ฯลฯ) การก่อสร้าง ศิลปะ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์และวิทยาศาสตร์ ในศตวรรษที่ 20 วัสดุเซรามิกชนิดใหม่ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และในด้านอื่นๆ
• วัสดุตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงสมัยใหม่ก็เป็นเซรามิกเช่นกัน

• โครงการทางเทคโนโลยีสำหรับการผลิตกระเบื้องเซรามิกประกอบด้วยขั้นตอนหลักดังต่อไปนี้:

• การเตรียมสลิป
• การปั้นผลิตภัณฑ์
• การอบแห้ง;
• การเตรียมเคลือบและเคลือบ (เคลือบฟัน);
• การเผาไหม้

• วัตถุดิบสำหรับมวลเซรามิกแบ่งออกเป็นพลาสติก (ดินเหนียวและดินขาว) และที่ไม่ใช่พลาสติก การเติมไฟร์เคลย์และควอตซ์ช่วยลดการหดตัวของผลิตภัณฑ์และโอกาสที่จะเกิดการแตกร้าวในขั้นตอนการขึ้นรูป ตะกั่วและบอแรกซ์ถูกใช้เป็นตัวก่อแก้ว

การเตรียมสลิปเกิดขึ้นใน 3 ขั้นตอน:

• ระยะแรก: การบดเฟลด์สปาร์และทราย (การบดใช้เวลา 10 ถึง 12 ชั่วโมง)
• ในระยะแรกจะมีการเติมดินเหนียว
• ดินขาวจะถูกเพิ่มเข้าไปในระยะที่สอง สลิปที่เสร็จแล้วจะถูกเทลงในภาชนะและบ่ม

การขนส่งจากคลังสินค้าวัตถุดิบดำเนินการโดยใช้รถตักไปยังบังเกอร์รับ จากนั้นจะถูกส่งไปตามสายพานลำเลียงไปยังโรงสีลูกกลม (สำหรับการบด) หรือไปยังตัวทำละลายเทอร์โบ (สำหรับการละลายดินเหนียวและดินขาว)

ทำงานบนเท้า เครื่องปั้นดินเผาวงกลม. รูปภาพเปิดอยู่ เซรามิคกระเบื้อง

เซรามิคโกศ - ตัวอย่าง เครื่องปั้นดินเผาศิลปะของชาวมายัน

ประวัติความเป็นมาของกระเบื้องเซรามิกในประเทศ

• ใน Rus' กระเบื้องเซรามิกปรากฏในศตวรรษที่ 9 พร้อมกับการถือกำเนิดของศาสนาคริสต์ ในช่วงนอกรีต หินและไม้ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุก่อสร้างเป็นส่วนใหญ่

สไลด์ 2

ในอดีต เซรามิกถูกเข้าใจว่าเป็นผลิตภัณฑ์และวัสดุที่ได้จากดินเหนียวและผสมกับสารเติมแต่งแร่ ต่อมาเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ดินเหนียวมีความกระด้าง น้ำ และทนไฟ การเผาจึงเริ่มมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย คำว่า "เซรามิก" มาจากภาษากรีกโบราณ (keramos - ดินเหนียวอบ, เซรามิก - ศิลปะเครื่องปั้นดินเผา)

สไลด์ 3

เมื่อความก้าวหน้าทางเทคนิคดำเนินไป ก็จะเกิดประเภทของเซรามิกทางเทคนิคขึ้นมา แนวคิดของ "เซรามิก" เริ่มได้รับความหมายที่กว้างขึ้น: นอกเหนือจากวัสดุแบบดั้งเดิมที่ทำจากดินเหนียวแล้ว ปัจจุบันยังรวมถึงวัสดุที่ได้จากออกไซด์บริสุทธิ์ คาร์ไบด์ ไนไตรด์ ฯลฯ ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของเซรามิกทางเทคนิคสมัยใหม่ ได้แก่ อะลูมิเนียมออกไซด์ เซอร์โคเนียมออกไซด์ ซิลิคอน โบรอน อะลูมิเนียมไนไตรด์ ซิลิคอนและโบรอนคาร์ไบด์ ฯลฯ

สไลด์ 4

ข้อดีและโอกาสของเซรามิกส์ ความหลากหลายที่โดดเด่นของคุณสมบัติเมื่อเทียบกับประเภทอื่น ๆ ของวัสดุที่มีอยู่ของวัตถุดิบ ความเข้มของพลังงานต่ำของเทคโนโลยี ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของการผลิต ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ผู้ผลิตเซรามิกหลักคือสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น (38 และ 48% ตามลำดับ) สหรัฐอเมริกาครองอำนาจในด้านเซรามิกโครงสร้าง ในญี่ปุ่น นอกเหนือจากการผลิตเซรามิกที่มีโครงสร้างแล้ว สาขาเซรามิกเชิงฟังก์ชันก็กำลังพัฒนาแบบไดนามิก

สไลด์ 5

คำจำกัดความของ "เซรามิก"

เซรามิกส์เป็นวัสดุโพลีคริสตัลไลน์และผลิตภัณฑ์ที่ทำจากพวกมันซึ่งประกอบด้วยสารประกอบของอโลหะของกลุ่ม III-VI ของระบบธาตุด้วยโลหะหรือซึ่งกันและกันและได้มาจากการขึ้นรูปและการเผาวัตถุดิบที่เกี่ยวข้อง วัตถุดิบเริ่มต้นอาจเป็นได้ทั้งสารที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติ (ซิลิเกต ดินเหนียว ควอตซ์ ฯลฯ) หรือที่ได้จากการสังเคราะห์ (ออกไซด์บริสุทธิ์ คาร์ไบด์ ไนไตรด์ ฯลฯ)

สไลด์ 6

การจำแนกประเภทของเซรามิกตามองค์ประกอบทางเคมี

1. เซรามิกออกไซด์ วัสดุเหล่านี้ประกอบด้วยออกไซด์บริสุทธิ์ Al2O3, SiO2, ZrO2, MgO, CaO, BeO, ThO2, TiO2, UO2, ออกไซด์ของโลหะหายากของโลก, ส่วนผสมเชิงกลของพวกมัน (ZrO2-Al2O3 ฯลฯ), สารละลายของแข็ง (ZrO2-Y2O3, ZrO2 -MgO ฯลฯ) สารประกอบเคมี (มัลไลท์ 3Al2O32SiO2 ฯลฯ) 2. เซรามิกไร้ออกไซด์ คลาสนี้ประกอบด้วยวัสดุที่ใช้คาร์ไบด์ ไนไตรด์ บอไรด์ ซิลิไซด์ ฟอสไฟด์ อาร์เซไนด์ และคาลโคเจนไนด์ (ยกเว้นออกไซด์) ของโลหะทรานซิชันและอโลหะของกลุ่ม III-VI ของตารางธาตุ

สไลด์ 7

การจำแนกประเภทของเซรามิกตามวัตถุประสงค์

1. เซรามิกก่อสร้าง 2. เซรามิกบาง ๆ 3. เซรามิกทนสารเคมี 4. วัสดุทนไฟ. 5. เทคนิคเซรามิก

สไลด์ 8

การจำแนกประเภทของเซรามิกทางเทคนิค

1. เซรามิกโครงสร้าง 2. เซรามิกเครื่องดนตรี 3. เซรามิกวิทยุไฟฟ้า 4. เซรามิกที่มีคุณสมบัติพิเศษ

สไลด์ 9

การจำแนกประเภทอื่น ๆ ของเซรามิกทางเทคนิค

นาโนเซรามิกหนืดแบบใหม่แบบดั้งเดิม

สไลด์ 10

โครงสร้างเซรามิก

เฟสผลึก - สารประกอบเคมี, สารละลายของแข็ง, เฟสคั่นระหว่างหน้า เฟสอสัณฐานคือ SiO2 ออกไซด์ที่ก่อรูปแก้ว รูขุมขนที่ปิดคือรูขุมขนที่ไม่ได้สื่อสารกับสิ่งแวดล้อม เปิดรูขุมขน – สื่อสารกับสิ่งแวดล้อม

สไลด์ 11

ตัวชี้วัดความพรุนและความหนาแน่นของเซรามิก

1. ความหนาแน่นจริง (ตามทฤษฎี) i, g/cm3 – ความหนาแน่นของวัสดุที่ไม่มีรูพรุน 2. ความหนาแน่นที่ปรากฏ к, g/cm3 – ความหนาแน่นของวัสดุที่มีรูพรุน 3. ความหนาแน่นสัมพัทธ์  = (k/i)100% 4. ความพรุนที่แท้จริง Pi = (Vk-Vi)/Vk)100% = (1- k/i) 100%, – ปริมาตรรวมของรูขุมขนทั้งหมด 5. ความพรุนที่ปรากฏ (เปิด) Pk = (Vot/Vk) 100% – ปริมาตรของรูพรุนที่เปิดอยู่ซึ่งเต็มไปด้วยน้ำระหว่างการเดือด

สไลด์ 12

ลักษณะทางกลของเซรามิก

แผนภาพ   โดยทั่วไปสำหรับเซรามิกเมื่อทดสอบที่อุณหภูมิสูงถึง ~ 1,000С

สไลด์ 13

com, bend, HV, H, HRA, К1с, E, G สูตร Weibull สูตร Ryshkevich – ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงต่อความพรุน n=4...7 โมดูลัสของ Young โมดูลัสของ Hooke อัตราส่วนของ Poisson

สไลด์ 14

การบรรยายครั้งที่ 2

สมบัติทางอุณหกล อุณหฟิสิกส์ และทางความร้อนของเซรามิก

สไลด์ 15

ลักษณะทางความร้อนเชิงกลของเซรามิก

ความแข็งแรงระยะสั้นที่อุณหภูมิใช้งาน อุณหภูมิการเปลี่ยนรูปภายใต้ภาระการคืบ

สไลด์ 16

โครงการกำหนดอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปของเซรามิกภายใต้ภาระ

สไลด์ 17

ขีดจำกัดการคืบแบบมีเงื่อนไขคือความเครียดที่ทำให้เกิดความยืดตัวของตัวอย่าง (ทั้งหมดหรือค่าตกค้าง) ที่ระบุในช่วงเวลาการทดสอบที่กำหนดที่อุณหภูมิที่กำหนด หรืออัตราการคืบที่ระบุในส่วนตรงของเส้นโค้งการคืบ

สไลด์ 18

เส้นโค้งการคืบหลัก: н – การยืดตัวภายใต้การโหลด; п – การยืดตัวแบบเต็ม (ยืดหยุ่น + ส่วนที่เหลือ) บนส่วนโค้ง); с – การยืดตัวทั้งหมด (ยืดหยุ่น + สารตกค้าง) ในระหว่างการทดสอบ у – การยืดตัวแบบยืดหยุ่น; о – การยืดตัวที่เหลือ

สไลด์ 19

การกำหนดขีดจำกัดการคืบแบบมีเงื่อนไขของเซรามิก จะมีการทดสอบชุดตัวอย่างที่ tset และ 1-3 ค่าเฉลี่ยของ c, o และ d/d ถูกกำหนดไว้ในส่วนที่ II สำหรับแต่ละ  แผนภาพ  -  หรือ  - d/d ถูกลากระหว่างในส่วน II ในระบบพิกัดลอการิทึม โดยใช้แผนภาพเหล่านี้ หาขีดจำกัดการคืบ 0.2 ไม่น้อยกว่าสาม t สร้างแผนภาพ 0.2 - t

สไลด์ 20

คุณสมบัติทางอุณหฟิสิกส์

ความจุความร้อน การนำความร้อน การแพร่กระจายความร้อน การขยายตัวทางความร้อน มีความสำคัญมากเพราะว่า กำหนดความต้านทานความร้อนของเซรามิก

สไลด์ 21

ความจุความร้อนของเซรามิก

Cv=dE/dT ที่สูงกว่า D สอดคล้องกับกฎ Dulong-Petit Cv=n3R: - สำหรับผลึกไดอะตอมมิก Cv = 6R50 J/molK (MgO) - สำหรับผลึกไตรอะตอม – 9R75 J/molK ( ZrO2) - สำหรับเพนตะอะตอมมิก – 15R 125 J/molK (Al2O3)

สไลด์ 22

สไลด์ 23

การนำความร้อนของเซรามิก

dQ/dt = -  dT/dx ในเซรามิกออกไซด์จะมีลักษณะของโฟนอน: ф = (1/3) Cvvф lф ในเซรามิกที่ปราศจากออกไซด์ เช่น คาร์ไบด์และไนไตรด์ของโลหะทรานซิชัน พร้อมด้วยการนำความร้อนของโฟนอน ความร้อนแบบอิเล็กทรอนิกส์ การนำไฟฟ้าก็มีความสำคัญเช่นกัน: е = (1/ 3) Сve ve lе โดยที่ Сve= Sat.e ne/zNa คือความจุความร้อนของหน่วยปริมาตรของก๊าซอิเล็กตรอน Sat.e= 3R/2 ve คือความเร็ว ของอิเล็กตรอนที่มีพลังงานใกล้เคียงกับ kEF

สไลด์ 24

การพึ่งพาการนำความร้อนกับอุณหภูมิของเซรามิกส่วนใหญ่ ความสัมพันธ์ระหว่างค่าการนำความร้อนของเซรามิกและความพรุน n=1.5-2 เช่น มีความพรุน 0.5  ลดลง 4 เท่า

สไลด์ 25

ลักษณะการขยายตัวทางความร้อนของเซรามิกส์ การขยายตัวเชิงเส้น TELE เฉลี่ยของ TELE สำหรับเซรามิก

สไลด์ 26

คุณสมบัติทางความร้อน

การทนไฟคือความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิสูงโดยไม่ละลาย กำหนดโดยอุณหภูมิที่ไพโรสโคปตก คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของวัสดุทนไฟ

สไลด์ 27

การต้านทานความร้อนคือความสามารถของเซรามิกในการทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิโดยไม่ยุบตัวระหว่างการทำงาน วิธีการประเมิน - T= (1-)в/cE สำหรับวัสดุทนไฟ จะใช้วิธีการโดยตรงในการพิจารณาความต้านทานความร้อน: ให้ความร้อนปลายอิฐที่อุณหภูมิ 850C และ 1300C ตามด้วยการระบายความร้อน ในน้ำไหล ความต้านทานความร้อนประเมินตามจำนวนรอบความร้อนจนกว่าผลิตภัณฑ์จะสูญเสียน้ำหนัก 20% เนื่องจากการถูกทำลาย

โดยการสูญเสียความแข็งแรงทางกลระหว่างการหมุนเวียนด้วยความร้อน โดยค่าจำกัด T ที่ตัวอย่างจะถูกทำลาย

สไลด์ 28

การบ่มด้วยความร้อนของเซรามิก การเพิ่มขนาดเกรนของวัสดุเนื่องจากกระบวนการตกผลึกซ้ำระหว่างการทำงานของผลิตภัณฑ์ในอุณหภูมิสูง ขนาดเกรนสามารถเข้าถึงได้หลายร้อยไมครอน ส่งผลให้ลักษณะความแข็งแรงของเซรามิกลดลงอย่างรวดเร็ว การเติบโตของขนาดเกรนถูกกำหนดโดยสูตร โดยที่ D0 คือขนาดเกรนเริ่มต้น, Q คือพลังงานกระตุ้นของการตกผลึกซ้ำ, n=const (สำหรับออกไซด์ n=1/3),  คือเวลากักเก็บที่อุณหภูมิ T, h

สไลด์ 29

การบรรยายครั้งที่ 3

สมบัติทางไฟฟ้าฟิสิกส์และเคมีของเซรามิก

สไลด์ 30

คุณสมบัติทางไฟฟ้าฟิสิกส์ของเซรามิก: ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก  ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของค่าคงที่ไดอิเล็กทริก TK - ปริมาตรจำเพาะและความต้านทานพื้นผิว v และ s - การสูญเสียอิเล็กทริก tg - ความแรงทางไฟฟ้าหรือแรงดันพังทลาย Upr

ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก อัตราส่วนของประจุ Q และความจุ C บนเพลตตัวเก็บประจุเมื่อเปลี่ยนเพลตจากอิเล็กทริกที่กำหนดด้วยสุญญากาศ Qm – ประจุของตัวเก็บประจุที่มีแผ่นอิเล็กทริก Qv คือประจุของตัวเก็บประจุที่มีสุญญากาศ การเปลี่ยนแปลงความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุนี้เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากปรากฏการณ์โพลาไรเซชันของอิเล็กทริก +++++++++++++++ +++++++++++++++ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ซับในเซรามิค

สไลด์ 32

โพลาไรเซชันแบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นการกระจัดแบบยืดหยุ่นของจุดศูนย์ถ่วงและการเสียรูปของเมฆอิเล็กตรอนที่มีประจุลบภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า โพลาไรเซชันของไอออนิกคือการกระจัดสัมพัทธ์ของไอออนที่ถูกยึดอย่างยืดหยุ่นซึ่งมีประจุต่างกัน โพลาไรเซชันประเภทนี้มีอยู่ในเซรามิกทุกประเภทที่มีสารผลึกของโครงสร้างไอออนิก โพลาไรเซชันของไอออนิกก็เกิดขึ้นทันทีเช่นกัน หากการกลับมาของอิเล็กตรอนหรือไอออนต้องใช้ระยะเวลาที่เห็นได้ชัดเจน เช่น การคลายตัวเกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป จะทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างโพลาไรเซชันของการคลายตัวของอิเล็กตรอนและไอออน โพลาไรเซชันที่เกิดขึ้นเองคือการวางแนวของโมเมนต์ไฟฟ้าที่มีความสัมพันธ์กับสนามไฟฟ้าภายนอก โดยตั้งอยู่อย่างสุ่มในแต่ละภูมิภาคของผลึก (โดเมน) ก่อนที่จะมีการใช้สนามไฟฟ้า ในวัสดุเซรามิกออกไซด์ ซิลิเกต และอลูมิโนซิลิเกตส่วนใหญ่  คือ 6-12 อย่างไรก็ตาม  ของเซรามิกบางชนิดมีถึงหลายพัน (เช่น BaTiO3)

สไลด์ 33

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของค่าคงที่ไดอิเล็กทริก TK เซรามิกที่มีค่า TK ต่ำจะมีมูลค่ามากที่สุด เนื่องจากช่วยให้มั่นใจถึงความเสถียรของอุณหภูมิของวงจรไฟฟ้าที่มีไดอิเล็กตริกเซรามิกด้วย

สไลด์ 34

เซรามิกที่มีค่า TK ต่ำจะมีมูลค่ามากที่สุด เนื่องจากช่วยให้มั่นใจถึงความเสถียรของอุณหภูมิของวงจรไฟฟ้าที่มีไดอิเล็กตริกเซรามิกด้วย

สไลด์ 35

ปริมาตรจำเพาะและความต้านทานพื้นผิว vi и s I I S n l d

สไลด์ 36

ค่าการนำไฟฟ้าของเซรามิก โดยที่  คือค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ q คือประจุของตัวพาในคูลอมบ์ n คือจำนวนพาหะต่อหน่วยปริมาตร =v/E คือการเคลื่อนที่ของพาหะประจุ cm2/(sV) ในกรณีส่วนใหญ่ สภาพการนำไฟฟ้าของเซรามิกจะมีสภาพเป็นไอออนิก ไอออนของเฟสแก้วจะเคลื่อนที่ได้มากกว่าไอออนของเฟสผลึก เป็นแหล่งนำไฟฟ้าหลัก ไอออนของโลหะอัลคาไล โดยเฉพาะ Na+ และ Li+ มีความคล่องตัวสูง ดังนั้นในเซรามิกฉนวนไฟฟ้าปริมาณอัลคาไลออกไซด์จึงควรมีน้อยที่สุด

สไลด์ 37

การพึ่งพาการนำไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้าของเซรามิกออกไซด์ต่ออุณหภูมิโดยที่ 0, 0 เป็นค่าการนำไฟฟ้าและความต้านทานเชิงปริมาตรที่ 0°C;  – ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ค่าการนำไฟฟ้าของเซรามิกออกไซด์จะเพิ่มขึ้น เนื่องจากการเคลื่อนที่ของไอออนเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการให้ความร้อน

สไลด์ 38

การสูญเสียอิเล็กทริก เมื่อวัสดุเซรามิกสัมผัสกับสนามไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าจำนวนหนึ่งจะถูกดูดซับ พลังงานนี้ใช้ไปกับงานเคลื่อนย้ายองค์ประกอบโครงสร้างของโครงตาข่ายคริสตัลเรียกว่าการสูญเสียอิเล็กทริก การสูญเสียอิเล็กทริกจะมาพร้อมกับการให้ความร้อนแก่เซรามิก ซึ่งในบางกรณีก็มีความสำคัญ การสูญเสียอิเล็กทริกประเมินโดยมุมการสูญเสียอิเล็กทริกหรือค่า Tang ของมุมนี้ มุมการสูญเสียอิเล็กทริก  คือมุมที่เสริมมุมเฟส  ได้มากถึง 90° ระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้าในวงจรคาปาซิทีฟ

สไลด์ 39

U I j jr ja   อันเป็นผลมาจากความต้านทานแบบคาปาซิทีฟและแบบแอกทีฟ พลังงานจึงถูกดูดซับโดยตัวเก็บประจุเซรามิก พลังงานที่ดูดซับจะเป็น Q = UIcos ในอิเล็กทริกในอุดมคติ =90°, cos90°=0 ดังนั้น Q=0 ในไดอิเล็กตริกจริง  = (90°-) cos(90°-) =บาป. จากนั้นQ = UIsin สำหรับบาปtgเล็กๆ ดังนั้น Q = UItg และ tg = I/U = ja/jr ค่านี้ (tg ) ใช้เพื่อประมาณการสูญเสียอิเล็กทริก การสูญเสียไดอิเล็กทริกในไดอิเล็กทริกเซรามิกประกอบด้วยต้นทุนพลังงานสำหรับ: ผ่านทางการนำไฟฟ้า โพลาไรเซชัน และการแตกตัวเป็นไอออนของเฟสก๊าซ

สไลด์ 40

การสูญเสียอิเล็กทริกที่เกี่ยวข้องกับการนำไฟฟ้าตั้งแต่ต้นจนจบสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร tg = (l.81012)/(f) โดยที่  คือค่าคงที่ไดอิเล็กทริก; ฉ – ความถี่;  – ความต้านทาน การสูญเสียอิเล็กทริกที่เกิดจากโพลาไรเซชันมีความสำคัญมากที่สุดในเซรามิกประเภทโพลาไรซ์อย่างง่ายซึ่งมีโพลาไรเซชันแบบผ่อนคลาย การสูญเสียเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในเซรามิกเฟอร์โรอิเล็กทริก ซึ่งมีคุณลักษณะเฉพาะจากโพลาไรเซชันที่เกิดขึ้นเอง แหล่งที่มาของการสูญเสียอีกประการหนึ่งคือเฟสก๊าซซึ่งการไอออไนซ์ต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่ง เซรามิกที่มีโครงสร้างผลึกปิดแน่นและมีเฟสที่เป็นแก้วน้อยที่สุดจะมีการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำที่สุด

สไลด์ 41

ความแข็งแรงทางไฟฟ้าของเซรามิก

ความสามารถในการทนต่อการกระทำของสนามไฟฟ้า โดดเด่นด้วยแรงดันพังทลายและแรงดันพังทลาย แรงดันพังทลายทำให้คุณสามารถเปรียบเทียบคุณสมบัติของวัสดุต่างๆ ได้: Epr = Unp/h โดยที่ Unp คือแรงดันพังทลาย h คือความหนาของตัวอย่างทดสอบ การพังทลายของวัสดุเซรามิกในสนามที่มีความเข้มสูงสามารถเกิดขึ้นได้จากการสลายทางไฟฟ้าหรือความร้อน การพังทลายทางไฟฟ้าเป็นไปตามธรรมชาติทางอิเล็กทรอนิกส์ - อิเล็กตรอนถล่มถูกสร้างขึ้นและวัสดุสูญเสียความสามารถในการเป็นฉนวนไฟฟ้า การสลายด้วยความร้อนเป็นผลมาจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว พร้อมด้วยการหลอมเซรามิกในท้องถิ่นภายใต้อิทธิพลของค่าการนำไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและการสูญเสียอิเล็กทริก

สไลด์ 42

ความต้านทานการแผ่รังสีของเซรามิก

ความสามารถในการรักษาคุณสมบัติภายใต้อิทธิพลของรังสีไอออไนซ์ในปริมาณหนึ่ง (ฟลักซ์ของ-ควอนต้าและนิวตรอน) ประเมินโดยปริมาณรังสีอินทิกรัล ซึ่งไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเซรามิกภายในขีดจำกัดที่กำหนด รวมถึงอัตราปริมาณรังสีด้วย ปริมาณรังสีอินทิกรัลเป็นผลคูณของฟลักซ์นิวตรอนและเวลาการฉายรังสี (n/cm2) กำลังการฉายรังสีคือขนาดของฟลักซ์นิวตรอนที่ผ่านพื้นผิวหน่วยของเซรามิกที่ผ่านการฉายรังสีต่อหน่วยเวลา n/(cm2s) นิวตรอนจะถูกแบ่งตามพลังงานเป็นความร้อน (ที่มีพลังงานตั้งแต่ 0.025 ถึง 1 eV) ระดับกลาง (ที่มีพลังงานตั้งแต่ 1 ถึงหลายพัน eV) และเร็ว (ที่มีพลังงานมากกว่า 100 keV)

สไลด์ 43

นิวตรอนมีปฏิกิริยากับเซรามิกผ่านกลไกการกระเจิงหรือการจับยึด มีการกระเจิงของนิวตรอนแบบยืดหยุ่นพร้อมด้วยการสูญเสียพลังงานจลน์เท่านั้นและไม่ยืดหยุ่นพร้อมกับการสลายตัวของนิวเคลียสด้วยการปล่อยนิวตรอนทุติยภูมิและการก่อตัวของนิวเคลียสหดตัวของกัมมันตรังสีที่เสถียรและการปล่อยรังสีแกมมา การดักจับนิวตรอนทำให้เกิดการสลายตัวของนิวเคลียสและมาพร้อมกับการปล่อยนิวตรอนทุติยภูมิ โปรตอน อนุภาค - และ  และชิ้นส่วนนิวเคลียร์ และการเกิดไอโซโทปใหม่

การกระจายตัวและการดักจับมีลักษณะเป็นภาพตัดขวาง "ภาพตัดขวางการกระเจิง" และ "ภาพตัดขวางการจับ" ซึ่งแสดงความน่าจะเป็นของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่กำหนด ภาพตัดขวางมีมิติของพื้นที่และแสดงเป็นโรงนา (1 โรงนา = 10-24 ตารางเซนติเมตร)

สไลด์ 44

เมื่อหน้าตัดลดลง ความน่าจะเป็นของปฏิกิริยาจะลดลง

การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเซรามิกที่มีฟลักซ์การฉายรังสีรวม 1,020 n/cm2 การขยายตัวของโครงตาข่ายคริสตัล 0.1-0.3% ความหนาแน่นลดลง 0.2-0.5% การเพิ่มขึ้นของเฟสความพรุน การเปลี่ยนค่าการนำความร้อนของเซรามิกบางประเภทลดลง ลำดับความสำคัญ ความต้านทานความร้อนจะลดลง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นเพิ่มขึ้น 110-6 K-1 เนื่องจากการหยุดชะงักของพันธะระหว่างคริสตัลไลน์ ความแข็งแรงและความแข็งเกิดขึ้น การสูญเสียอิเล็กทริกเพิ่มขึ้น ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก และแรงดันพังทลายเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย

อาจเกิดปฏิกิริยาเคมีจำนวนหนึ่งพร้อมกับการปล่อยก๊าซ (CO, CO2, H2O, O2, He)

สไลด์ 46

คุณสมบัติทางเคมีของเซรามิก

กรณีที่พบบ่อยที่สุดของปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างเซรามิกกับสารอื่น ๆ มีดังต่อไปนี้: ปฏิกิริยากับกรดและด่าง - การกัดกร่อนในสารละลาย ปฏิกิริยากับการหลอมซึ่งมักเป็นโลหะ - การกัดกร่อนในการหลอม อันตรกิริยากับก๊าซ – การกัดกร่อนของก๊าซ

สไลด์ 47

การกัดกร่อนในสารละลาย การศึกษาความต้านทานการกัดกร่อนของเซรามิกในสารละลายกรดและด่างต่างๆ เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อประเมินความเป็นไปได้ในการผลิตชิ้นส่วนของอุปกรณ์เคมี ปั๊มสำหรับสูบกรด แบริ่งที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ฯลฯ เพื่อประเมินความทนทาน โดยปกติจะคำนวณการสูญเสียมวลของตัวอย่างเซรามิกหลังจากเก็บตัวอย่างไว้ในสารละลายที่มีความเข้มข้นที่กำหนด บ่อยครั้งเก็บตัวอย่างไว้ในสารละลายที่เดือด การลดน้ำหนักที่อนุญาตในช่วงเวลาที่กำหนดสำหรับเซรามิกทนกรดไม่ควรเกิน 2–3%

สไลด์ 48

การกัดกร่อนในการหลอม เมื่อโลหะถูกหลอมในถ้วยใส่ตัวอย่างที่ทำจากเซรามิกออกไซด์ ก็สามารถคืนสภาพได้ เซรามิกไร้ออกไซด์ยังใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องสัมผัสกับโลหะหลอมเหลว กฎในการเลือกออกไซด์ของวัสดุเบ้าหลอมคือ: ความร้อนของการก่อตัวของมันจะต้องมากกว่าความร้อนของการก่อตัวของออกไซด์ของโลหะที่กำลังหลอมละลาย เมื่อเซรามิกไร้ออกไซด์ทำปฏิกิริยากับโลหะหลอมเหลว จะเกิดการก่อตัวของสารประกอบเคมี เฟสคั่นระหว่างหน้า และสารประกอบระหว่างโลหะเกิดขึ้น การกัดกร่อนของเซรามิกในโลหะหลอมถูกกำหนดโดยวิธีการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ เคมี และเฟส ซึ่งทำให้สามารถระบุการมีอยู่และปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่มีปฏิกิริยาโต้ตอบได้

การกัดกร่อนของแก๊ส ในระหว่างการทำงาน เซรามิกจะต้องต้านทานการกระทำของฮาโลเจนที่เป็นก๊าซ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ ไฮโดรคาร์บอนต่างๆ ฯลฯ หากองค์ประกอบของเซรามิกรวมถึงองค์ประกอบที่มีเวเลนซ์แปรผัน ดังนั้นภายใต้สภาพแวดล้อมของก๊าซบางอย่าง ปฏิกิริยารีดอกซ์จะเกิดขึ้นได้ด้วยการก่อตัวของ สารประกอบที่หลอมละลายได้มากขึ้น ผลกระทบของก๊าซจะเพิ่มขึ้นเป็นพิเศษในสภาพแวดล้อมที่ชื้นและที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานของเซรามิกต่อสารที่เป็นก๊าซขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและเฟส

สไลด์ 50

เซรามิกออกไซด์ไม่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น เซรามิกไร้ออกไซด์จะออกซิไดซ์เมื่อถูกความร้อนในอากาศที่อุณหภูมิสูง ในสภาพการทำงานจริงของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเซรามิกไร้ออกไซด์ในเครื่องยนต์ ฤทธิ์กัดกร่อนของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มี Na, S, V จะถูกเพิ่มเข้าไปในกระบวนการออกซิเดชัน ความสามารถในการออกซิไดซ์ของ SO2 นั้นสูงกว่าอากาศประมาณ 15 เท่า Na2SO4 และ V2O5 ที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีการออกซิเดชั่นของเซรามิกทำให้มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น

สไลด์ 51

เนื่องจากเซรามิกมีความต้านทานการกัดกร่อนค่อนข้างสูง จึงเป็นเรื่องยากที่จะประเมินระดับความเสียหายจากการกัดกร่อนโดยการเปลี่ยนแปลงมวลของตัวอย่าง ความลึกของการเจาะทะลุของการกัดกร่อน จำนวนจุดที่เกิดการกัดกร่อน ฯลฯ เช่นเดียวกับที่ทำกับโลหะ ดังนั้นผลกระทบของการกัดกร่อนของเซรามิกจึงถูกประเมินโดยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกล ยังมีกรณีจำนวนมากที่เซรามิกเกิดปฏิกิริยาอย่างใดอย่างหนึ่งกับวัสดุที่สัมผัสกัน ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาระหว่างเซรามิกกับแก้วหลอมเหลวในระหว่างการหลอม ตะกรัน การละลายเกลือต่างๆ เป็นต้น ตัวเลือกที่หลากหลายสำหรับปฏิกิริยาทางเคมีของเซรามิกกับสื่ออื่นๆ ไม่ได้ทำให้สามารถสร้างวิธีการแบบครบวงจรในการประเมินความเสถียรทางเคมีได้ ของเซรามิก

สไลด์ 52

การใช้เซรามิกแบบดั้งเดิม

อาคารเซรามิกส์ วัสดุทนไฟ เซรามิกทนสารเคมี เซรามิกชั้นดี

สไลด์ 53

วัตถุดิบของเซรามิกแบบดั้งเดิม

วัสดุดินเหนียว เช่น ดินเหนียวและดินขาว วัสดุที่ไม่ใช่พลาสติก เช่น ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ ชอล์ก ฯลฯ ดินเหนียวเป็นส่วนผสมของแร่ธาตุจากดินเหนียว ดินขาวเป็นดินเหนียวที่มีแร่ธาตุเดี่ยว แร่ธาตุดินเหนียวที่พบมากที่สุด ได้แก่ kaolinite Al2O32SiO22H2O, มอนต์มอริลโลไนต์ Al2O34SiO2Na2OnH2O, ไฮโดรมิกา (อิลไลต์) K2OMgO4Al2O37SiO22H2O. จะเห็นได้ว่าแร่ดินเหนียวเป็นอะลูมิโนซิลิเกต ในบางกรณีมีออกไซด์ของโลหะอัลคาไลและโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท

สไลด์ 54

แร่ดินเหนียวทั้งหมดมีโครงสร้างเป็นชั้นคล้ายกับไมก้า เมื่อดินเหนียวผสมกับน้ำ ส่วนหลังจะเข้าสู่ช่องว่างระหว่างชั้นของแร่ดินเหนียว และชั้นของมันสามารถเคลื่อนที่สัมพันธ์กันไปตามฟิล์มน้ำและได้รับการแก้ไขในตำแหน่งใหม่ ความสามารถของแร่ธาตุนี้อธิบายคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของดินเหนียวนั่นคือความเป็นพลาสติก

สไลด์ 55

วัสดุที่ไม่ใช่พลาสติกแบ่งออกเป็นสิ่งที่เรียกว่าทินเนอร์ ฟลักซ์ สารอินทรีย์และสารเติมแต่งพิเศษ สารทำให้ผอมบางได้รับการออกแบบมาเพื่อลดความเป็นพลาสติกของดินเหนียว พวกเขาสามารถเป็นธรรมชาติ - ควอตซ์, ทรายควอทซ์และเทียม - ไฟร์เคลย์ (ดินเหนียวเผา) ของเหลวถูกใช้เพื่อลดอุณหภูมิการเผาผนึกและเพิ่มความหนาแน่นของวัสดุเผาผนึก ฟลักซ์ที่พบบ่อยที่สุดคือเฟลด์สปาร์ ซึ่งเป็นอะลูมิโนซิลิเกตที่มีออกไซด์ของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ท สารเติมแต่งอินทรีย์ทำหน้าที่กระตุ้นกระบวนการเผาผนึกตลอดจนเพื่อให้ได้โครงสร้างที่มีรูพรุน สารเติมแต่งพิเศษจะใช้เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ระบุของวัสดุ

สไลด์ 56

เซรามิกก่อสร้าง - ผนัง - ด้านหน้า - เซรามิกสำหรับผลิตภัณฑ์สำหรับการสื่อสารใต้ดิน สารตัวเติมเซรามิก วัสดุผนัง ประการแรกคืออิฐ สำหรับการผลิตนั้นจะใช้ดินเหนียวละลายต่ำ: ไฮโดรมิกาที่มีส่วนผสมของเคโอลิไนต์, มอนต์มอริลโลไนต์, ออกไซด์ ฯลฯ เซรามิกด้านหน้า - อิฐหันหน้าไปทาง, กระเบื้องด้านหน้าส่วนใหญ่ทำจากดินเหนียวทนไฟ (โดยมีความโดดเด่นของเคโอลิไนต์) และดินเหนียวละลายต่ำบางชนิด .

สไลด์ 57

เซรามิกที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงทำให้สามารถใช้ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเซรามิกเพื่อวางการสื่อสารใต้ดินได้ ผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ได้แก่ ท่อระบายน้ำและท่อระบายน้ำทิ้ง ท่อระบายน้ำใช้เพื่อสร้างเครือข่ายระบายน้ำ สำหรับการผลิตจะใช้ดินเหนียวละลายต่ำคล้ายกับที่ใช้ในการผลิตอิฐ ท่อระบายน้ำทิ้งแบบเซรามิกต้องมีความหนาแน่นและทนต่อสารเคมี วัตถุดิบหลักในการผลิตคือดินเหนียวทนไฟหรือดินเหนียวทนไฟตลอดจนส่วนผสมของดินเหนียวต่างๆ ตัวเติมเซรามิกประกอบด้วยดินเหนียวขยายตัว ซึ่งเป็นวัสดุขยายตัวแบบละเอียดซึ่งมีโครงสร้างของโฟมแช่แข็งที่จุดแตกหัก ดินเหนียวขยายตัวทำจากไฮโดรมิกาโดยเติมแร่เหล็ก ถ่านหิน พีท และน้ำมันเชื้อเพลิง วัตถุประสงค์หลักของสารเติมแต่งคือเพื่อเพิ่มคุณสมบัติการบวมตัวของดินเหนียวในระหว่างกระบวนการเผา

สไลด์ 58

เซรามิกชั้นดี แบ่งเป็นเครื่องลายครามและเครื่องดินเผา เครื่องลายครามทำจากส่วนผสมชั้นดีของดินขาวและดินเหนียวไฟ (20–65%) ควอตซ์ (9–40%) และเฟลด์สปาร์ (18–52%) โครงสร้างพอร์ซเลน: เฟสแก้ว (มากถึง 60%) เฟสผลึก - มัลไลท์ 3Al2O32SiO2 (มากถึง 25%) ความพรุนคือ 3–5% ผลิตภัณฑ์พอร์ซเลนมักจะเคลือบ เครื่องลายครามใช้สำหรับการผลิตเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารที่ทนต่อสารเคมีและฉนวนไฟฟ้าเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ (เครื่องลายครามไฟฟ้า)

สไลด์ 59

เครื่องปั้นดินเผาแตกต่างจากพอร์ซเลนตรงที่มีความพรุนมากกว่า (มากถึง 14%) มีลักษณะทางกายภาพและทางกลต่ำ ดังนั้นการใช้เทคโนโลยีจึงมีจำกัด โครงสร้างของไฟแสดงโดยเมล็ดของดินเหนียวแห้งและควอตซ์ ประสานด้วยเฟสแก้วจำนวนเล็กน้อย ซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของฟลักซ์กับดินเหนียว ดินขาว และควอตซ์ ผลิตภัณฑ์สำหรับใช้ในครัวเรือน สุขอนามัย และทางเทคนิค รวมถึงกระเบื้องหันหน้าทำจากเครื่องปั้นดินเผา

สไลด์ 60

วัสดุทนไฟและผลิตภัณฑ์ที่สามารถทนต่ออิทธิพลทางกลและฟิสิกส์เคมีที่อุณหภูมิสูงและใช้สำหรับวางหน่วยทำความร้อนต่างๆ ประเภทของวัสดุทนไฟ: ซิลิกาอลูมิโนซิลิเกตแมกนีเซีย วัสดุทนไฟที่เป็นซิลิกา ได้แก่ ซิลิกาและเซรามิกควอตซ์ ส่วนประกอบหลักในนั้นคือซิลิกา SiO2

สไลด์ 61

Dinas มี SiO2 อย่างน้อย 93% ในรูปของไตรไดไมต์ (มากถึง 70%) หรือคริสโตบาไลท์ ไดนาสได้มาจากควอทซ์ไซต์ซึ่งน้อยกว่าจากทรายควอทซ์ ทนไฟสูงถึง 1710–1730°C ทนความร้อนสูง ทนต่อการหลอมละลายที่เป็นกรด ใช้สำหรับวางห้องใต้ดินและผนังเตาไฟแบบเปิดและเตาแก้ว เซรามิกควอตซ์เป็นวัสดุอสัณฐานสีขาวที่ประกอบด้วยเม็ดแก้วควอตซ์เผา มีความต้านทานไฟสูงถึง 2200°C (ระยะสั้น) ทนความร้อนได้สูงมาก ( ไม่เกิน 1,000°C) เนื่องจากมี LCTE ต่ำ มันถูกใช้เป็นวัสดุทนไฟในอุตสาหกรรมโลหะและแก้ว ในฐานะที่เป็นเซรามิกทางเทคนิค - ในเทคโนโลยีจรวดสำหรับการผลิตวิทยุเสาอากาศ

สไลด์ 62

วัสดุทนไฟอะลูมิโนซิลิเกตผลิตขึ้นโดยใช้ระบบ Al2O3-SiO2 สององค์ประกอบ ประเภทหลัก: ไฟร์เคลย์และวัสดุทนไฟไฟร์เคลย์ที่มีอลูมินาสูงประกอบด้วย Al2O3 28-45% ผลิตจากดินเหนียวทนไฟ ดินขาว และไฟร์เคลย์ (40-85%) มีความต้านทานไฟที่ 1580–1750°C และใช้สำหรับวางเครื่องทำความร้อนส่วนใหญ่ วัสดุทนไฟอลูมินาสูงมี Al2O3 มากกว่า 45% เป็นผลให้วัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลเพิ่มขึ้นและทนไฟได้สูงถึง 2,000°C ผลิตภัณฑ์อลูมินาสูงใช้สำหรับวางเตาถลุงเหล็ก

สไลด์ 63

วัสดุทนไฟแมกนีเซียแบ่งออกเป็นแมกนีไซต์และโดโลไมต์ วัสดุทนไฟแมกนีไซต์ประกอบด้วยแร่เพอริคลาส MgO ทนไฟได้เกิน 2000°C ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเหล็ก วัตถุดิบสำหรับการผลิตคือแมกนีไซต์ MgCO3 วัสดุทนไฟโดโลไมต์ผลิตโดยการเผาส่วนผสมของโดโลไมต์ CaCO3MgCO3 และควอตซ์ไซต์ มีความต้านทานไฟสูงถึง 1780°C มีคุณลักษณะเด่นคืออายุการใช้งานยาวนาน และใช้สำหรับวางเตาแบบเปิดและเตาแบบหมุน

สไลด์ 64

รูปแบบทั่วไปของเทคโนโลยีเซรามิกแบบดั้งเดิม การได้มาซึ่งวัตถุดิบ ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูป การเผาแบบแห้ง (การเผาผนึก)

สไลด์ 65

การได้มาและการเตรียมวัสดุตั้งต้น เทคโนโลยีเซรามิกแบบดั้งเดิมใช้วัตถุดิบจากธรรมชาติ (ดินเหนียว เฟลด์สปาร์ ทราย) ผ่านกระบวนการแปรรูปที่เหมาะสม การประมวลผลรวมถึงการบดและการผสมส่วนประกอบ วัสดุดินเหนียวได้รับการประมวลผลในเครื่องตัดดินเหนียว ตากแห้งแล้วบดในเครื่องสลายตัว วัสดุเหลือใช้และฟลักซ์จะถูกบดอัดในเครื่องบดย่อย เครื่องบดแบบลูกบอล และเครื่องบดแบบสั่น หลังจากการบดแล้ว ผงจะถูกร่อนเพื่อให้ได้เศษส่วนที่ต้องการ ส่วนประกอบของประจุจะต้องผสมให้เข้ากันและมีระดับความชื้นตามที่ต้องการ

สไลด์ 66

การปั้น ใช้วิธีการกดแบบกึ่งแห้งและวิธีการขึ้นรูปมวลพลาสติก การกดจะดำเนินการบนการกดที่มีการออกแบบต่างๆ ในแม่พิมพ์โลหะหรือในการติดตั้งสำหรับการกดแบบไฮโดรสแตติก ในกรณีแรกให้ผลผลิตสูงของกระบวนการในส่วนที่สอง - ความเป็นไปได้ในการได้รับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาแน่นสม่ำเสมอของการกำหนดค่าที่ซับซ้อน การกดแบบกึ่งแห้งใช้ในเทคโนโลยีวัสดุทนไฟ ผนังเซรามิก และพอร์ซเลนไฟฟ้า

สไลด์ 67

การขึ้นรูปพลาสติกเป็นเรื่องปกติในเทคโนโลยีเซรามิกแบบดั้งเดิม วิธีการขึ้นรูปพลาสติก: การอัดขึ้นรูป (การอัดขึ้นรูป) การปั๊ม และการกลึง ในทุกวิธี วัตถุดิบจะมีน้ำในปริมาณ 30–50 ปริมาตร - การอัดขึ้นรูปจะดำเนินการด้วยการกดอย่างต่อเนื่องผ่านปากเป่าที่มีโปรไฟล์ วิธีการนี้ใช้ในการผลิตอิฐ ท่อ รวมถึงผลิตภัณฑ์เซรามิกทางเทคนิคบางชนิด (แท่ง ท่อ) การปั๊มใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดที่แม่นยำยิ่งขึ้นและมีพื้นผิวที่ดี อิฐทนไฟและอิฐทนกรดเกิดขึ้นในลักษณะนี้ วิธีการกลึงใช้ในการผลิตเครื่องลายครามและเครื่องปั้นดินเผา

สไลด์ 68

ในการผลิตเซรามิกแบบดั้งเดิม การดำเนินการที่สำคัญคือการทำให้ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปแห้ง เนื่องจากมีสารยึดเกาะชั่วคราวจำนวนมาก (มากถึง 25%) การทำแห้งเกิดขึ้นในเครื่องอบแห้งแบบอุโมงค์โดยใช้สารหล่อเย็นแบบลม แก๊ส หรือไอน้ำ ปริมาณความชื้นหลังการอบแห้งไม่เกิน 1–3% ระยะเวลาในการทำให้แห้ง ขึ้นอยู่กับประเภทของผลิตภัณฑ์ อาจอยู่ในช่วงตั้งแต่ 6 นาทีไปจนถึงหลายวัน

สไลด์ 69

การเผาเป็นการดำเนินการที่กำหนดในเทคโนโลยีเซรามิก ในระหว่างการเผา กระบวนการต่อไปนี้เกิดขึ้น: - การเผาอนุภาคที่ถูกกด - การหดตัวหรือการเติบโตของผลิตภัณฑ์ - การเปลี่ยนแปลงแบบโพลีมอร์ฟิก - ปฏิกิริยาเคมี - การก่อตัวของแก้ว - การตกผลึก แรงผลักดันสำหรับการเผาผนึกคือพลังงานพื้นผิวส่วนเกินที่ส่วนต่อประสานของระบบผง การเผาผนึกประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น: เฟสของเหลวและเฟสของแข็ง

สไลด์ 70

ในระหว่างการเผาผนึกแบบโซลิดเฟส การถ่ายโอนสารเกิดขึ้นเนื่องจากการแพร่กระจายของข้อบกพร่องของผลึกขัดแตะ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นตำแหน่งที่ว่าง รูปร่างของจุดสัมผัสอนุภาคเป็นสาเหตุของตำแหน่งว่างเนื่องจากความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น และพื้นผิวสัมผัสนั้นเองและพื้นผิวนูนของอนุภาคก็เป็นท่อระบายน้ำ สัญญาณหลักของการเผาผนึกเซรามิกคือการเพิ่มความหนาแน่นและความแข็งแรงเชิงกลของผลิตภัณฑ์ ในการเผาผนึกในเฟสของเหลว การบดอัดเกิดขึ้นเนื่องจากแรงตึงผิวของเฟสของเหลวที่เกิดขึ้น

สไลด์ 71

แบบจำลองของการเผาผนึกอนุภาคในเฟสของแข็ง x y

สไลด์ 72

แบบจำลองของการเผาผนึกอนุภาคในเฟสของเหลว x y เฟสของเหลวไม่ละลายของแข็ง เฟสของเหลวละลายของแข็ง ฉ. ทีวี ฉ. ทีวี ฉ. ทีวี ฉ. ทีวี ฉ. และ. ฉ.

สไลด์ 73

เทคนิคเซรามิกส์

ประเภทของเซรามิกเชิงเทคนิคได้รวมวัสดุเซรามิกจำนวนมากเข้าด้วยกันซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีและวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน ในขณะเดียวกัน เซรามิกเชิงเทคนิคทั้งหมดก็มีคุณสมบัติทั่วไปเหมือนกัน ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วทำให้เซรามิกเหล่านี้แตกต่างจากเซรามิกแบบดั้งเดิม: 1. การใช้วัตถุดิบ (ผง) สังเคราะห์เป็นส่วนใหญ่และสำหรับเซรามิกบางชนิดโดยเฉพาะ 2. การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ (PM, HIP, GP, GIP ฯลฯ) คุณสมบัติของเซรามิกทางเทคนิคนั้นขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีในการรับวัตถุดิบ การบดอัด และการเผาผนึกของผลิตภัณฑ์อย่างเด็ดขาด ดังนั้น วัสดุที่มีองค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน แต่ได้มาโดยวิธีการต่างกัน จึงสามารถมีคุณสมบัติทางเคมีกายภาพและทางกลที่แตกต่างกันในเชิงคุณภาพ และการใช้งานที่หลากหลาย

สไลด์ 74

เซรามิกส์ขึ้นอยู่กับซิลิเกตและอลูมิโนซิลิเกต

พื้นฐานคือซิลิเกตสองหรือสามหรืออะลูมิโนซิลิเกตของระบบ MgO-Al2O3-SiO2 มีสารประกอบดังกล่าวสี่ชนิดในระบบนี้: 1. ZAl2O3 2SiO2 - มัลไลท์, 2. MgO SiO2 - clinoenstatite, 3. 2MgO SiO2 - forsterite, 4. MgO 2Al2O3 5SiO2 - cordierite เซรามิกส์ถูกเรียกตามลำดับ: มัลไลต์, มัลไลท์-คอรันดัม, คลิโนเอนสเตไทต์ (สตีไทต์), ฟอร์สเตอไรต์, คอร์เดียไรต์

สไลด์ 75

เซรามิกมัลไลท์และมัลไลท์-คอรันดัม (อลูมินาสูง)

พื้นฐานคือมัลไลท์ ZAl2O3 2SiO2 และคอรันดัม α-Al2O3 เนื้อหาของ α-Al2O3 อยู่ระหว่าง 45 ถึง 100% 3 กลุ่ม: มัลไลท์-ซิลิเชียส (45-70% Al2O3) 2. มัลไลท์-คอรันดัม (70-95% Al2O3) 3. คอรันดัม (95-100% Al2O3)

สไลด์ 76

เทคโนโลยีเซรามิกอลูมินาสูง

วัตถุดิบ: - แร่ธาตุแอนดาลูไซต์ ไคยาไนต์ ดินขาว - สารเติมแต่งของอลูมินาทางเทคนิคและอิเล็กโทรคอรันดัม เซรามิกมัลไลท์-ซิลิกาได้มาจากวัตถุดิบธรรมชาติโดยไม่ต้องเสริมสมรรถนะด้วย Al2O3 เพื่อให้ได้เซรามิกมัลไลต์และมัลไลต์-คอรันดัม จำเป็นต้องมีการสังเคราะห์มัลไลต์เบื้องต้นในรูปของก้อนหรือซินเตอร์ ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์: มัลไลต์ปฐมภูมิโดยการเปลี่ยนคาโอลิไนต์หรือแร่ธาตุดินเหนียวอื่นๆ ที่อุณหภูมิ 1200°C มัลไลท์นี้ประกอบขึ้นเป็นเซรามิกจำนวนมาก ปฏิกิริยามัลไลต์ทุติยภูมิของ Al2O3 ที่แนะนำกับซิลิกาที่ปล่อยออกมาระหว่างการให้ความร้อนที่ t = 1300–1600°C เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างมัลไลท์ประเภทนี้ในผลิตภัณฑ์ที่ถูกเผา

สไลด์ 77

มัลไลท์เผาผนึกจะถูกบดในโรงสีลูกบอล ตามด้วยกระบวนการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ เช่น การขึ้นรูปพลาสติก การฉีดขึ้นรูปร้อน การอัด ตามด้วยการเผาผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปที่อุณหภูมิ 1350–1450°C เพื่อลดอุณหภูมิการเผาผนึกของมวล สารเติมแต่งมักจะถูกนำมาใช้ในรูปแบบของหินอ่อน โดโลไมต์ แมกนีไซต์ แป้ง แบเรียมคาร์บอเนต และสารอื่นๆ เมื่อผลิตเซรามิกมัลไลท์-คอรันดัม จะต้องเติมอลูมินาก่อนเผา 10-15% ลงในประจุ จากนั้นจึงทำการบดแบบเปียก จากนั้นจึงทำการขึ้นรูปและการเผาผนึก

สไลด์ 78

คุณสมบัติและการใช้งานเซรามิกอลูมินาสูง

สมบัติทางกลของเซรามิกอลูมินาสูงเผาผนึกจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณ Al2O3 และเฟสผลึกที่เพิ่มขึ้น โค้งงอ200MPa, E250GPa, HV=1000-2000  เซรามิกมัลไลต์-ซิลิเซียส 5.5-6.5, มัลไลท์-คอรันดัม 6.5-9, คอรันดัม 10.5-12 v ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเฟสของเซรามิก รวมถึงปริมาณและองค์ประกอบของเฟสที่เป็นแก้ว โดยจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณ Al2O3 ที่เพิ่มขึ้น tg เพิ่มขึ้นตามปริมาณที่เพิ่มขึ้นของเฟสที่เป็นแก้ว Epr=30-35kW/มม. การใช้งานหลัก: - เทคโนโลยีสูญญากาศ - ฉนวนหัวเทียนสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน - ชิ้นส่วนของอุปกรณ์ไฟฟ้าและวิทยุ

สไลด์ 79

เซรามิก Clinoenstatite

ฐานคือแมกนีเซียมเมตาซิลิเกต MgO·SiO2 – clinoenstatite วัตถุดิบคือแร่ทัลก์ - ไฮดรัสแมกนีเซียมซิลิเกต แป้งที่มีความหนาแน่นสูงเรียกว่าสตีไทต์ ดังนั้นเซรามิกคลิโนเอนสเตไทต์จึงมักเรียกว่าสตีไทต์หรือเรียกง่ายๆว่าสตีไทต์ ไคลโนเอนสเตไทต์มีอยู่สามรูปแบบ: เอนสเตไทต์ที่อุณหภูมิ 1100-1260°C เปลี่ยนเป็นโปรโตเอนสเตไทต์โดยไม่สามารถย้อนกลับได้; เมื่อเย็นตัวลง โปรโตเอนสเตไทต์ที่อุณหภูมิ 800-1,000°C จะเปลี่ยนเป็นไคโนเอนสเตไทต์ ด้วยการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สมบูรณ์ของโปรโตเอนสเตไทต์ไปเป็นคลิโนเอนสเตไทต์ การเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาตรในเซรามิกเกิดขึ้นในผลิตภัณฑ์ (มากถึง 6%) ซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพของคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้า - การเสื่อมสภาพของสตีไทต์จะเกิดขึ้น มีความจำเป็นต้องเพิ่มความหนืดของเฟสแก้วซึ่งยับยั้งการเจริญเติบโตของผลึกโปรโตเอนสเตไทต์

สไลด์ 80

เทคโนโลยี สมบัติ และการประยุกต์เซรามิกไคโนเอนสเตไทต์

การคายน้ำของแป้งที่อุณหภูมิ 850–1300°C, การผสมและการบดส่วนประกอบแบบเปียกในโรงสีลูกกลม, การคายน้ำของมวลบนเครื่องกรองให้มีความชื้น 18–22%, การผลิตช่องว่างบนเครื่องอัดสุญญากาศ, การขึ้นรูปพลาสติก: การเปิด เครื่องกลึง การสร้างแบบจำลองในแม่พิมพ์ปูนปลาสเตอร์ การอัดขึ้นรูป ฯลฯ นอกจากนี้ยังใช้การอัดแห้ง การปั๊ม และการหล่อเทอร์โมพลาสติกสลิปแบบร้อนอีกด้วย การเผาผนึกที่ 1170–1340°C ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ ในเตาไฟฟ้าที่มีเครื่องทำความร้อนซิลิกอนคาร์ไบด์ มี tg ต่ำ, Epr สูง มันถูกใช้เป็นไดอิเล็กตริกความถี่สูง ฉนวนสำหรับอุปกรณ์สูญญากาศไฟฟ้า และในเทคโนโลยีไฟฟ้าแรงสูง

สไลด์ 81

เซรามิก Forsterite และ Cordierite

Forsterite เป็นเซรามิกที่มีแมกนีเซียมออร์โธซิลิเกต 2МgО·SiO2 – forsterite เป็นส่วนประกอบหลัก ข้อได้เปรียบ - เนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงแบบโพลีมอร์ฟิกจึงไม่ขึ้นอยู่กับอายุ เซรามิกที่มีส่วนประกอบของคอร์เดียไรต์ 2МgО·2Аl2О3·5SiO2 เรียกว่าคอร์เดียไรต์ องค์ประกอบของ Cordierite ในมวล%: MgO-13.7; อัล2O3-34.9; SiO2- 51.4 วัตถุดิบ - แป้งโรยตัว ดินเหนียวทนไฟ อลูมินาทางเทคนิค ผลิตภัณฑ์ที่ทำจาก forsterite และ cordierite เกิดขึ้นจากการหล่อร้อน การอัด การอัดขึ้นรูป และการปั๊ม อุณหภูมิการเผาผนึกสำหรับเซรามิก forsterite คือ 1220–1380°C สำหรับเซรามิก Cordierite - 1300–1410°C เพื่อขยายขอบเขตการเผาผนึกของ Cordierite แนะนำให้ใส่ออกไซด์ของโลหะอัลคาไล 2-4%

สไลด์ 82

สมบัติและการใช้งานเซรามิกฟอร์สเตอไรต์และคอร์เดียไรต์

เซรามิกฟอร์สเตอไรต์เผาผนึกหนาแน่นมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าฟิสิกส์สูง เนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นสูง เซรามิก forsterite จึงถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีสูญญากาศไฟฟ้าเป็นฉนวนเมื่อสัมผัสกับโลหะซึ่งส่วนใหญ่เป็นไทเทเนียม เซรามิกซินเทอร์คอร์เดียไรต์มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก ส่งผลให้มีความต้านทานความร้อนสูง ช่วยให้สามารถใช้ในการผลิตห้องดับเพลิงส่วนโค้งในสวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงตลอดจนการผลิตเครื่องครัวทนความร้อน

สไลด์ 83

เซรามิกอลูมิโนซิลิเกตและซิลิเกตประเภทอื่น

เซรามิกเซลเซียน พื้นฐานคือแบเรียมอะลูมิโนซิลิเกต BaO2·Al2O3·2SiO2 – เซลเซียน เซลเซียนตกผลึกในระบบโมโนคลินิก ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1100°C จะเปลี่ยนเป็นรูปหกเหลี่ยม เทคโนโลยี: - การสังเคราะห์เซลเซียนในก้อนที่อุณหภูมิ t=1250-1300°C การบดและการบด - การทำให้เป็นพลาสติกแบบผง, การกด - การเผาผนึกที่ t=1380-1400°C ในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์และเป็นกลางเล็กน้อย เซรามิกเซลเซียนมีค่า tg ต่ำ, v สูง และ LCTE ต่ำ ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ เซรามิก Celsian จึงถูกนำมาใช้ในการผลิตส่วนประกอบวิทยุบางชนิด

สไลด์ 84

ลิเธียมเซรามิก พื้นฐานคือลิเธียมอะลูมิโนซิลิเกต ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสปอดูมีน Li2O·Al2O3·4SiO2 ผลิตภัณฑ์สามารถผลิตได้โดยใช้เทคโนโลยีเซรามิกเกือบทั้งหมด อุณหภูมิสำหรับการสังเคราะห์ลิเธียมเซรามิกและการเผาผนึกผลิตภัณฑ์คือ 1200-1250°C เซรามิกลิเธียมมีค่าต่ำ และองค์ประกอบบางส่วนมีค่า LCTE เป็นลบสูงถึง 700°C ซึ่งกำหนดความต้านทานความร้อนได้ดี นอกจากนี้ ลิเธียมเซรามิกยังมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าค่อนข้างสูง เนื่องจากใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์บางประเภทสำหรับวิศวกรรมวิทยุที่ทำงานภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงหรือแปรผันตลอดจนผลิตภัณฑ์อื่น ๆ เช่น เครื่องทำความร้อนอากาศ ที่ ทำงานภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างกะทันหัน

สไลด์ 85

เซรามิกวอลลาสโทไนต์ พื้นฐานคือแร่วอลลาสโทไนต์จากธรรมชาติ - แคลเซียมเมตาซิลิเกต CaO·SiO2 เทคโนโลยี. - การทำให้เป็นพลาสติกของมวลด้วยดินเหนียวและสารเติมแต่งฟลักซ์จำนวนเล็กน้อย - การกด - เผาที่อุณหภูมิ t=1200–1300°C การหดตัวมีน้อย ซึ่งทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดที่แม่นยำได้ เซรามิกวอลลาสโทไนต์ที่ทำจากวอลลาสโทไนต์ธรรมชาติพันธุ์บริสุทธิ์มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าในระดับสูงและทนความร้อนได้ดี

สไลด์ 86

เซรามิกที่ใช้ Al2O3 สารประกอบทางเคมีที่มีพันธะไอออนิก-โควาเลนต์ในโครงผลึก มีการดัดแปลง α-, β- และ γ ของอลูมินา และ α- และ γ-Al2O3 เป็นอะลูมิเนียมออกไซด์บริสุทธิ์ และการดัดแปลง β เป็นสารประกอบของอะลูมิเนียมออกไซด์ที่มีออกไซด์ของอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ ในธรรมชาติ มีเพียง α-Al2O3 เท่านั้นที่พบในรูปของแร่ธาตุคอรันดัม ทับทิม และแซฟไฟร์ ซึ่งตกผลึกในระบบตรีโกณมิติ ลูกบาศก์ γ- และ β-Al2O3 หกเหลี่ยมเป็นการดัดแปลงที่ไม่เสถียร ซึ่งเมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 1500°C จะเปลี่ยนเป็น α-Al2O3 เซรามิกทางเทคนิคของคอรันดัมเป็นเซรามิกที่มี α-Al2O3 มากกว่า 95% ในวรรณคดีมีชื่อส่วนตัวสำหรับเซรามิกคอรันดัม: อลูมิเนียมออกไซด์, คอรันดิซ, ไซนอกโซล, มินัลลันด์, M-7, 22РС, ไมโครไลท์, แซฟไฟร์ไรต์, โพลีคอร์ ฯลฯ

สไลด์ 87

แหล่งที่มาของวัสดุ 1. อลูมินา ได้มาจากการสลายตัวแร่บอกไซต์ซึ่งเป็นส่วนผสมของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์กับสารละลายด่างกัดกร่อนให้กลายเป็นโซเดียมอะลูมิเนตซึ่งจะเข้าสู่สารละลาย NaAlO2+2H2O=อัล(OH)3+NaOH อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ถูกเผาที่อุณหภูมิ 1150–1200°C เป็นผลให้เกิดผงอลูมินาทางเทคนิคขึ้น ผงที่ได้จะมีลักษณะเป็นทรงกลม (spherulite) ของผลึก γ-Al2O3 ที่มีขนาดน้อยกว่า 0.1 µm ขนาดเฉลี่ยของสเฟียรูไลท์คือ 40–70 µm 2. คอรันดัมที่หลอมด้วยไฟฟ้า อิเล็กโตรคอรันดัมสีขาว (corrax, alundum) ผลิตขึ้นโดยการหลอมอลูมินาทางเทคนิคในเตาอาร์คไฟฟ้า ปริมาณ α-Al2O3 ในอิเล็กโตรคอรันดัมสีขาวคือ 98% หรือมากกว่า

สไลด์ 88

เพื่อให้ได้ผงอัลตราดิสเพอร์ส Al2O3 ซึ่งใช้ในเทคโนโลยีเซรามิกเชิงโครงสร้างและเชิงอุปกรณ์ วิธีการตกตะกอนร่วมของไฮดรอกไซด์ (COP) และการสังเคราะห์พลาสมา-เคมี (PCS) แพร่หลายมากขึ้น สาระสำคัญของวิธี SOG คือการละลายเกลืออะลูมิเนียม เช่น AlCl3 ในสารละลายแอมโมเนีย และการตกตะกอนของไฮเดรตที่เกิดขึ้นในภายหลัง กระบวนการนี้ดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำและใช้เวลานาน ไฮดรอกไซด์ที่ได้จะถูกทำให้แห้งและเผา ส่งผลให้เกิดผง Al2O3 ที่มีขนาดอนุภาค 10–100 นาโนเมตร ในเทคโนโลยี PCS สารละลายน้ำของ Al(NO3)3 จะถูกป้อนเข้าไปในหัวฉีดพลาสมาตรอน การไล่ระดับอุณหภูมิที่สูงมากเกิดขึ้นในหยดของสารละลาย และเกิดกระบวนการสังเคราะห์และการตกผลึกของ Al2O3 ที่รวดเร็วมาก อนุภาคผงมีรูปร่างเป็นทรงกลมและมีขนาด 0.1–1 μm

สไลด์ 89

ก่อนการขึ้นรูป ผง Al2O3 จะถูกเผาที่อุณหภูมิ 1,500°C เพื่อแยกน้ำออกและเปลี่ยนให้เป็น α-modification ที่เสถียรและหนาแน่นยิ่งขึ้น จากนั้นอลูมินาและอิเล็กโตคอรันดัมจะถูกบดให้เป็นอนุภาคขนาด 1–2 μm ในโรงงานลูกบอลและโรงงานสั่นสะเทือน การขึ้นรูปผลิตภัณฑ์คอรันดัมทำได้โดยการหล่อจากสารแขวนลอยที่เป็นน้ำ การฉีดขึ้นรูป การกดแบบคงที่แกนเดียว การกดแบบไฮโดรสแตติก การกดแบบร้อน สลิปอะลูมิเนียมทำให้กลายเป็นของเหลวได้ทั้งในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่าง และมีช่วง pH บางช่วงที่สอดคล้องกับการทำให้เป็นของเหลวมากที่สุด ก่อนทำการหล่อ สลิปที่เตรียมไว้จะถูกอพยพออกด้วยแรงดันตกค้าง 15–20 มม. ปรอท สินค้าถูกหล่อด้วยแม่พิมพ์ปูนปลาสเตอร์ ผลิตภัณฑ์หล่อจะถูกทำให้แห้งที่อุณหภูมิห้อง การหล่อใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์คอรันดัมผนังบางที่มีรูปร่างซับซ้อนซึ่งไม่ได้รับความเค้นเชิงกลอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการทำงาน

สไลด์ 90

ในการสร้างผลิตภัณฑ์จาก Al2O3 ที่มีรูปร่างเรียบง่าย เช่น บุชชิ่ง เม็ดมีดสำหรับตัด หัวฉีด แม่พิมพ์ การกดคงที่แกนเดียวในแม่พิมพ์โลหะ ในกรณีนี้ เติมพลาสติไซเซอร์ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นยางลงในผงในปริมาณ 1-2% โดยน้ำหนัก วิธีการกดแบบไฮโดรสแตติกทำให้ได้ชิ้นงานเซรามิกขนาดใหญ่ที่มีรูปร่างซับซ้อน การกระจายความหนาแน่นสม่ำเสมอในคอมแพคมีผลดีต่อความสม่ำเสมอของการหดตัวระหว่างการเผาผนึก ผลิตภัณฑ์ที่ทนทานที่สุดจาก Al2O3 ได้มาจากการอัดร้อน (HP) ในแม่พิมพ์กราไฟท์ที่เคลือบด้วย BN และการอัดไอโซสแตติกแบบร้อน (HIP) ในแก๊สโซสแตต ในกรณีนี้ การบดอัดของผงลงในผลิตภัณฑ์และการเผาผนึกเกิดขึ้นพร้อมกัน แรงดันกดอยู่ที่ 20–40 MPa อุณหภูมิการเผาผนึกอยู่ที่ 1200–1300°C วิธีการ GP และ GIP มีความซับซ้อนทางเทคโนโลยีและใช้พลังงานมาก

สไลด์ 91

การเผาเซรามิกคอรันดัมในกรณีส่วนใหญ่จะเป็นสถานะของแข็ง อุณหภูมิการเผาผนึกขึ้นอยู่กับการกระจายตัวและกิจกรรมของผงดั้งเดิม สภาวะการเผาผนึก ชนิดและปริมาณของสารเติมแต่ง ขนาดอนุภาคสูงสุดของผง Al2O3 ไม่ควรเกิน 3–5 µm อุณหภูมิการเผาผนึกอยู่ในช่วง 1700–1850°C เนื่องจากพลังงานพื้นผิวสูงและข้อบกพร่อง ทำให้ผง Al2O3 ที่กระจายตัวแบบพิเศษและแบบนาโนสามารถเผาให้มีความหนาแน่นสูง (0.95) ที่อุณหภูมิ 1600°C ในหลายกรณี สารเติมแต่งหลายชนิดจะถูกนำมาใช้ในประจุคอรันดัม การเติม TiO2 จะช่วยลดอุณหภูมิการเผาผนึกของคอรันดัมเป็น 1500–1550°C ในกรณีนี้ สารละลาย TiO2 ที่เป็นของแข็งใน Al2O3 จะเกิดขึ้น ซึ่งทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของโครงผลึกคอรันดัม การเผาผนึกแบบแอคทีฟ และการตกผลึกซ้ำ การเติม MgO 0.5–1% จะยับยั้งการตกผลึกซ้ำ: ขนาดของผลึกเซรามิกเผาผนึกไม่เกิน 2–10 μm โครงสร้างเม็ดละเอียดของคอรันดัมที่มีการเติม MgO ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของคอรันดัม ไม่พบการลดลงของอุณหภูมิการเผาผนึกของคอรันดัมเมื่อมีการแนะนำ MgO

สไลด์ 92

คุณสมบัติของเซรามิกคอรันดัม

สไลด์ 93

การใช้งานเซรามิกคอรันดัมแบบดั้งเดิม: วัสดุทนไฟ อุตสาหกรรมเคมี วิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุ ด้วยการถือกำเนิดของเทคโนโลยีใหม่สำหรับการผลิตผงตั้งต้น ผลิตภัณฑ์การขึ้นรูปและการเผาผนึก ขอบเขตของการใช้เซรามิกคอรันดัมได้ขยายออกไปอย่างมาก ปัจจุบัน เซรามิกความแข็งแรงสูงที่ใช้ Al2O3 ใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์โครงสร้างที่ใช้ในวิศวกรรมเครื่องกล การบิน และเทคโนโลยีอวกาศ คอรันดัมเป็นวัสดุหลักในเทคโนโลยีเซรามิกแร่ ซึ่งใช้สำหรับการตกแต่งเหล็กหล่อและเหล็กบางชนิด พื้นฐานของแร่เซรามิกคือ Al2O3 หรือส่วนผสมกับคาร์ไบด์ ไนไตรด์ ฯลฯ

สไลด์ 94

สมบัติทางกายภาพและทางกลของเซรามิกเครื่องมือที่ใช้ Al2O3

สไลด์ 95

เซรามิกที่มีเซอร์โคเนียมไดออกไซด์เป็นส่วนประกอบหลัก คุณสมบัติของเซอร์โคเนียมไดออกไซด์คือความหลากหลาย ZrO2 บริสุทธิ์อยู่ในเฟสโมโนคลินิกที่อุณหภูมิห้อง และผ่านการเปลี่ยนเฟสเมื่อถูกความร้อน การเปลี่ยนผ่าน t-ZrO2↔c-ZrO2 มีลักษณะเป็นการแพร่กระจายและมีบทบาทสำคัญในการผลิตสิ่งที่เรียกว่าเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ที่มีความเสถียรบางส่วน การเปลี่ยนแปลง m-ZrO2↔t-ZrO2 เกิดขึ้นผ่านกลไกมาร์เทนซิติกและมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงปริมาตร 5–9% ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะได้ผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดกะทัดรัดจาก ZrO2 บริสุทธิ์

สไลด์ 96

เพื่อเพิ่มความเสถียรของ t-phase จะมีการเติมสารเติมแต่งของออกไซด์ของโคลงลงใน ZrO2: MgO, CaO, Y2O3 รูปที่ 5 แผนภาพสถานะของระบบ ZrO2-Y2O3: T0 – อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลง m-ZrO2↔t-ZrO2

สไลด์ 97

นอกจากการก่อตัวของสารละลายของแข็งโดยใช้ ZrO2 แล้ว ยังมีวิธีอื่นที่ใช้เพื่อทำให้ t-ZrO2 ที่มีการดัดแปลงที่อุณหภูมิสูงคงตัวในเมทริกซ์คอรันดัมชนิดแข็ง

สไลด์ 98

ผลของการเปลี่ยนแปลงความแข็งของเซรามิกเซอร์โคเนียมจะเกิดขึ้นได้เมื่อวัสดุเผาผนึกมีอนุภาค t-ZrO2 ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็น m-ZrO2 ได้ รอยแตกที่เกิดขึ้นระหว่างการบรรทุกจะแพร่กระจายในวัสดุจนกระทั่งอนุภาค t-ZrO2 ปรากฏขึ้นที่ด้านหน้า อนุภาคดังกล่าวซึ่งอยู่ในสถานะถูกบีบอัด (ในเมทริกซ์คอรันดัม) หรือในสถานะที่ถูกผูกไว้อย่างสอดคล้องกับเมทริกซ์ (หาก c-ZrO2 มีชัยเหนือองค์ประกอบของวัสดุ) สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของ t→m แม้ที่อุณหภูมิต่ำ . เมื่ออยู่ในสนามความเครียดที่ปลายรอยแตกที่แพร่กระจาย อนุภาคจะได้รับพลังงานเพียงพอสำหรับการเปลี่ยนแปลง ดังนั้น พลังงานของรอยแตกที่แพร่กระจายจะเปลี่ยนเป็นพลังงานของการเปลี่ยนแปลง t→m และการเติบโตอย่างหายนะของการหยุดรอยแตก

สไลด์ 99

แคร็ก t-ZrO2 t-ZrO2→m-ZrO2 Matrix (-Al2O3, c-ZrO2 ฯลฯ) แผนการแปลงการแข็งตัวของเซรามิกเซอร์โคเนียม

สไลด์ 100

โครงสร้างหลักของเซรามิกเซอร์โคเนียม: a – CSZ, b – ZTA, c – PSZ, d – TZP

สไลด์ 101

1. CSZ เซอร์โคเนียที่เสถียร: สารละลายลูกบาศก์ของแข็งที่ยึดตาม ZrO2 ในการขายวัสดุนี้ ปริมาณของสารเติมแต่ง MgO, CaO จะต้องมากกว่า 15–20 mol.%, Y2O3 - มากกว่า 10 mol.% CSZ มีลักษณะความแข็งแรงต่ำ: σ โค้งงอได้ไม่เกิน 250 MPa และ K1s สูงถึง 3 MPa/m0.5 และใช้เป็นวัสดุทนไฟ เช่นเดียวกับในเทคโนโลยีอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง 2. เซรามิกเสริมความแข็งแกร่งด้วยเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ ZTC (เซรามิกแกร่งเซอร์โคเนีย): อนุภาค t-ZrO2 ที่กระจายตัวจะถูกกระจายในเมทริกซ์เซรามิกและถูกทำให้เสถียรโดยความเค้นอัด สิ่งสำคัญทางเทคนิคที่สุดคือองค์ประกอบของ Al2O3-ZrO2 (ZTA: อลูมินาแกร่งเซอร์โคเนีย) ซึ่งใช้เป็นวัสดุเครื่องมือเป็นหลัก คุณลักษณะทางกลที่เหมาะสมที่สุดเกิดขึ้นได้โดยมีปริมาณ ZrO2 ประมาณ 15 โดยปริมาตร%: σben สูงถึง 1000 MPa และ K1s สูงถึง 7 MPa/m0.5

สไลด์ 102

3. PSZ เซอร์โคเนียมไดออกไซด์เสถียรบางส่วน (เซอร์โคเนียเสถียรบางส่วน) เกิดขึ้นจากการเติมออกไซด์ Mg, Ca, Y ฯลฯ ลงใน ZrO2 ในระหว่างการเผาผนึกในบริเวณที่เป็นเนื้อเดียวกันของเฟสลูกบาศก์ จะเกิดเม็ด c-ZrO2 ขนาดใหญ่ (60 µm) หลังจากการหลอม อนุภาค tetragonal จะปรากฏในบริเวณสองเฟส ซึ่งสัมพันธ์กับเฟสลูกบาศก์อย่างสอดคล้องกัน ในระบบ ZrO2-MgO(CaO) ขนาดอนุภาค t ควรน้อยกว่า 0.25 µm ปริมาณของเฟส t อยู่ที่ประมาณ 40% PSZ มี K1c สูงถึง 10MPa/m0.5 และ σbend สูงถึง 1500MPa 4. โพลิคริสตัลเซอร์โคเนียแบบเตตระโกนัล (TZP) วัสดุนี้จำหน่ายในระบบ ZrO2–Y2O3 การเผาผนึกเกิดขึ้นในบริเวณที่เป็นเนื้อเดียวกันของเฟส t ตามด้วยการดับ TZP มี σben สูงถึง 2400 MPa โดยมี K1s ประมาณ 15 MPa/m0.5 และใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์เพื่อวัตถุประสงค์ด้านโครงสร้างและอุปกรณ์

สไลด์ 103

เทคโนโลยีเซรามิกเซอร์โคเนียม การบด UDP ล่วงหน้าเพื่อบดขยี้ไมโครสเฟียร์ การขึ้นรูปผง ZrO2 โดยการกดคงที่แกนเดียวและการกดในไฮโดรสแตทที่ความดัน 400–600 MPa การเผาผนึกที่อุณหภูมิ 1500–2000°C ขึ้นอยู่กับชนิดและปริมาณของสเตบิไลเซอร์ออกไซด์ การอบชุบด้วยความร้อน - การอบอ่อนที่ 1,400–1,500°C เพื่อแยกการเสริมความแข็งแกร่งที่กระจายตัวของเฟส t เมื่อผลิตผลิตภัณฑ์จาก ZrO2 แบบเตตระโกนัล การชุบแข็งจะใช้ที่อุณหภูมิการเผาผนึกที่ 1600°C ผลิตภัณฑ์ที่ทำจาก ZrO2 ที่ผลิตโดยวิธี GP และ HIP มีลักษณะความแข็งแรงสูงสุด

สไลด์ 104

การใช้งานเซรามิกเซอร์โคเนียม เดิมทีเซรามิกที่ใช้ ZrO2 ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยาเพื่อผลิตถ้วยใส่ตัวอย่างสำหรับการหลอมโลหะ ปัจจุบัน เซรามิกเซอร์โคเนียมเป็นหนึ่งในวัสดุเซรามิกที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับวัตถุประสงค์ด้านโครงสร้างและอุปกรณ์ และใช้ในเทคโนโลยีการผลิตชิ้นส่วนสำหรับกังหันก๊าซและเครื่องยนต์ดีเซล หน่วยเสียดทาน วงแหวนซีลปั๊ม องค์ประกอบวาล์วปิด หัวฉีดห้องสเปรย์ แม่พิมพ์ดึงลวด และเครื่องมือตัด เซรามิกที่มี ZrO2 ยังใช้ในทางการแพทย์เพื่อการผลิตสิ่งปลูกถ่ายในเนื้อเยื่อกระดูก

สไลด์ 105

เซรามิกทางเทคนิคที่ปราศจากออกไซด์ เซรามิกที่ปราศจากออกไซด์เป็นวัสดุโพลีคริสตัลไลน์ที่มีพื้นฐานมาจากสารประกอบของอโลหะของกลุ่ม III-VI ของระบบธาตุตามคาบ ไม่รวมออกซิเจน ร่วมกับโลหะทรานซิชันที่มีชั้นอิเล็กทรอนิกส์ที่ยังไม่เสร็จ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างผลึก เซรามิกไร้ออกไซด์จะก่อตัวเป็นสองประเภทหลัก: 1. เซรามิกโลหะ: สารประกอบของอโลหะข้างต้นกับโลหะทรานซิชัน ซึ่งมีโครงสร้างเฟสคั่นระหว่างหน้า 2. เซรามิกที่ไม่ใช่โลหะ: สารประกอบของ B, C, N, Si, ชาลโคเจน (ยกเว้น O) ซึ่งกันและกัน รวมถึงกับโลหะทรานซิชันบางชนิด พวกมันมีโครงสร้างผลึกที่ซับซ้อนพร้อมพันธะระหว่างอะตอมชนิดโควาเลนต์

สไลด์ 106

โลหะ เซรามิก คาร์ไบด์และไนไตรด์ Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W เงื่อนไขในการก่อตัวของเฟสคั่นระหว่างหน้าถูกกำหนดโดยกฎของ Hagg: rX:rMe

สไลด์ 107

ความแตกต่างระหว่างเฟสคั่นระหว่างหน้ากับสารละลายที่เป็นของแข็งก็คือ เฟสหลังเกิดขึ้นที่ความเข้มข้นของคาร์บอนและไนโตรเจนที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ เช่น เฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ และมีโครงตาข่ายคริสตัลโลหะ ในขณะที่เฟสคั่นกลางเกิดโครงตาข่ายที่แตกต่างจากโครงตาข่ายโลหะ ในแง่นี้ขั้นตอนการรวมตัวถือได้ว่าเป็นสารประกอบเคมีชนิดหนึ่ง ในเวลาเดียวกัน ระยะคั่นระหว่างหน้ามีพื้นที่ที่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นวงกว้าง ตัวอย่างเช่น TiC สามารถมีได้ตั้งแต่ 20 ถึง 50 โมล% คาร์บอนซึ่งไม่ปกติสำหรับสารประกอบเคมี

สไลด์ 108

โลหะคาร์ไบด์ทรานซิชั่น ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม ได้แก่ WC, TiC, TaC และ ZrC ความสนใจในวัสดุเหล่านี้เกิดจากความแข็งที่สูงมาก (ตั้งแต่ 20 ถึง 35 GPa) ซึ่งสามารถรักษาอุณหภูมิได้สูงกว่า 1,000°C สาเหตุของความแข็งสูงของคาร์ไบด์: โลหะที่ก่อรูปคาร์ไบด์มีจุดหลอมเหลวสูงมากและมีความเป็นพลาสติกต่ำ เช่น พลังของพันธะระหว่างอะตอมของโลหะเหล่านี้มีค่าสูงมาก 2. การยับยั้งการเคลื่อนที่ของอะตอมคาร์บอนและลดความเป็นพลาสติก ตัวอย่างเช่น ใน fcc lattice ของ TiC และ TaC อะตอมของคาร์บอนจะอยู่ขนานกับระนาบสลิป (111) ใน hcp lattice ของ WC - ขนานกับ (001) ด้วยความแข็งสูง คาร์ไบด์จึงค่อนข้างเปราะ

สไลด์ 109

โลหะคาร์ไบด์ทรานซิชันไม่มีอยู่ในธรรมชาติ ดังนั้นขั้นตอนแรกในเทคโนโลยีจึงคือการสังเคราะห์ ผงคาร์ไบด์ได้มาจากการสังเคราะห์โดยตรงของคาร์บอนและโลหะตามสูตร Me+C→MeC หรือโดยรีดักชันของโลหะจากออกไซด์พร้อมกับคาร์บิไดเซชันพร้อมกัน วิธีที่สองจะดีกว่าเพราะว่า ออกไซด์ของโลหะที่เกี่ยวข้องมีราคาถูกกว่าผงโลหะบริสุทธิ์มาก

สไลด์ 110

โดยทั่วไปกระบวนการรับผงคาร์ไบด์เกิดขึ้นตามรูปแบบต่อไปนี้: ผงออกไซด์ของโลหะที่เกี่ยวข้องผสมกับเขม่าหรือโค้กบดแล้วให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่เกิดคาร์ไบด์ ตัวอย่างเช่น สำหรับไทเทเนียมคาร์ไบด์ กระบวนการจะเกิดขึ้นตามปฏิกิริยา: t=2100-2300°C TiO2+3C=TiC+2CO ผงที่ได้จะถูกบด ร่อน ผสมกับส่วนประกอบที่จำเป็น กดลงในผลิตภัณฑ์ที่ถูกเผาที่อุณหภูมิที่เหมาะสม

สไลด์ 111

ในรูปแบบบริสุทธิ์ คาร์ไบด์ดังกล่าวมีการใช้งานจำกัดมาก สาเหตุหลักมาจากปัญหาทางเทคโนโลยีในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดกะทัดรัด ตัวอย่างเช่น ในการเผาผลิตภัณฑ์จาก TiC ซึ่งมีจุดหลอมเหลวที่ 3200°C จำเป็นต้องมีอุณหภูมิการเผาผนึกอย่างน้อย 2500°C ประการที่สอง ตามที่ระบุไว้แล้ว คาร์ไบด์บริสุทธิ์มีความเปราะบางมาก โลหะคาร์ไบด์ทรานซิชั่นส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตเครื่องมือโดยเป็นส่วนหนึ่งของโลหะผสมแข็ง โลหะผสมแข็งเกรดมาตรฐานผลิตจากทังสเตน ไทเทเนียม และแทนทาลัมคาร์ไบด์ โคบอลต์ นิกเกิล และโมลิบดีนัมถูกใช้เป็นสารยึดเกาะ โลหะผสมแข็งผลิตขึ้นโดยใช้วิธีโลหะวิทยาแบบผงโดยการเผาผนึกด้วยเฟสของเหลว

สไลด์ 112

สไลด์ 113

โลหะผสมแข็งที่ปราศจากทังสเตน การทำเครื่องหมาย BVTS: คาร์ไบด์ฟอร์เมอร์ (B – ทังสเตน, T – ไทเทเนียม, ตัวอักษรตัวที่สอง T – แทนทาลัม), สารยึดเกาะ (K ​​ – โคบอลต์) เปอร์เซ็นต์มวลของสารยึดเกาะคือตัวเลขสุดท้าย ในโลหะผสมสองคาร์ไบด์และสามคาร์ไบด์ ตัวเลขที่อยู่ตรงกลางแสดงถึงเปอร์เซ็นต์มวลของไทเทเนียมและแทนทาลัมคาร์ไบด์ ใน BVTS รูปนี้แสดงเปอร์เซ็นต์มวลรวมของสารยึดเกาะ Ni+Mo

สไลด์ 114

โลหะผสมแข็งผลิตขึ้นในรูปแบบของแผ่น: ประสาน (ติดกาว) หลายเหลี่ยม ตาย ตาย ฯลฯ แผ่นหลายเหลี่ยมผลิตจากโลหะผสมแข็งเกรดมาตรฐาน และจากโลหะผสมเดียวกันกับการเคลือบ TiC ซูเปอร์ฮาร์ดชั้นเดียวหรือหลายชั้น , TiN ฯลฯ แผ่นเคลือบมีความทนทานเพิ่มขึ้น ในการกำหนดแผ่นเพลทที่ทำจากโลหะผสมแข็งเกรดมาตรฐานที่เคลือบด้วยไทเทเนียมไนไตรด์ จะมีการเพิ่มเครื่องหมายตัวอักษร KIB (วิธีการเคลือบด้วยการทิ้งระเบิดไอออนด้วยการควบแน่น) นอกจากนี้ คาร์ไบด์ที่อยู่ระหว่างการพิจารณายังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุสำหรับการเคลือบที่ทนต่อการกัดกร่อนและการสึกหรอกับชิ้นส่วน ตัวอย่างเช่น การเคลือบ TiC ใช้เพื่อปกป้องพื้นผิวของอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมเคมี และการเคลือบ WC นั้นใช้กับเพลาใบพัดเรือ

สไลด์ 115

ไนไตรด์ของโลหะทรานซิชัน ในบรรดาไนไตรด์ของโลหะทรานซิชันทั้งหมด TiN และ ZrN ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยี เช่นเดียวกับคาร์ไบด์ ไนไตรด์มีจุดหลอมเหลวที่สูงมาก ความแข็งของไนไตรด์ค่อนข้างด้อยกว่าความแข็งของคาร์ไบด์ เช่น ZrN มีความแข็งระดับไมโครประมาณ 25 GPa สาเหตุของความแข็งสูงของไนไตรด์เช่นเดียวกับคาร์ไบด์นั้นเนื่องมาจากคุณสมบัติโครงสร้างของเฟสคั่นระหว่างหน้า ไนไตรด์เป็นสารสังเคราะห์ ผงไนไตรด์ได้มาจากการสังเคราะห์โดยตรงของโลหะกับไนโตรเจนโดยผงโลหะไนไตรด์ที่อุณหภูมิที่เหมาะสม: 2Me+N2→2MeN ไนไตรด์ยังได้รับจากการทำปฏิกิริยาโลหะกับแอมโมเนียและวิธีการอื่นๆ รวมถึงการสะสมของไอ

สไลด์ 116

ไนไตรด์ของโลหะทรานซิชันส่วนใหญ่จะใช้เป็นสารเติมแต่งให้กับโลหะผสมพิเศษ เช่นเดียวกับวัสดุสำหรับการเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอ ในการผลิตเครื่องมือ วิธีการสปัตเตอร์ไอออน-พลาสมาของการเคลือบ TiN และ (Zr,Hf)N บนเครื่องมือตัดต่างๆ แพร่หลายมากขึ้น ZrN ใช้ในการเคลือบอิเล็กโทรดของหัวเทียนเครื่องยนต์สันดาปภายในเพื่อปรับปรุงคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ แผ่น TiN และ ZrN ใช้ในเทคโนโลยีจรวดเพื่อปกป้องตัวจรวดและยานอวกาศ

สไลด์ 117

เซรามิกที่ปราศจากออกไซด์ของอโลหะ เซรามิกที่ปราศจากออกไซด์ของโลหะรวมถึงวัสดุที่มีโบไรด์ ZrB2, CrB2, TiB2, คาร์ไบด์ B4C, SiC และโลหะทรานซิชันบางชนิด, ไนไตรด์ BN, Si3N4, AlN, ซิลิไซด์, ฟอสไฟด์, อาร์เซไนด์ และคาลโคเจนไนด์ (ยกเว้น ออกไซด์) เซรามิกที่มีฟอสไฟด์ อาร์เซไนด์ และคาลโคเจนไนด์ไม่ได้รับการพิจารณาในหลักสูตรนี้ เนื่องจากมีการใช้งานอย่างจำกัดในวิศวกรรมเครื่องกลสมัยใหม่ เซรามิกที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการใช้งานเชิงโครงสร้างคือเซรามิกที่ใช้สารประกอบ SiC, Si3N4 และ AlN ที่มีสัดส่วนพันธะโควาเลนต์สูง ซึ่งผลึกมีลักษณะพิเศษเฉพาะคือความเค้น Peierls ที่มีนัยสำคัญ ในผลึกดังกล่าว การเคลื่อนตัวของการเคลื่อนที่ทำได้ยาก ดังนั้นสารประกอบเหล่านี้จึงคงความแข็งแรงไว้จนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก

สไลด์ 118

ที่เหมาะสมที่สุดคือการใช้ SiC, Si3N4 และ AlN แทนโลหะในการสร้างเครื่องยนต์ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการทำให้ส่วนการไหลของเครื่องยนต์กังหันแก๊ส (GTE) จากเซรามิกและการเพิ่มอุณหภูมิในการทำงานเป็น 1,400°C ขึ้นไปจะเพิ่มประสิทธิภาพจาก 26 เป็น 45% การใช้เซรามิกในเครื่องยนต์ดีเซลสามารถทำการไม่ระบายความร้อน ลดน้ำหนัก และเพิ่มประสิทธิภาพได้ ความเป็นไปได้ของการใช้เซรามิกสำหรับการก่อสร้างเครื่องยนต์ไม่เพียงอธิบายได้จากความต้านทานความร้อนสูงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงข้อเท็จจริงที่ว่าเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะ จึงสามารถใช้เชื้อเพลิงเกรดต่ำได้ การใช้เซรามิกสำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องยนต์ช่วยลดต้นทุน ซึ่งเป็นผลมาจากต้นทุนเซรามิกที่ต่ำเมื่อเทียบกับ Ni, Cr, Co, Nb เป็นต้น

สไลด์ 119

เซรามิกที่ใช้ SiC ซิลิคอนคาร์ไบด์ (คาร์บอรันดัม) SiC เป็นสารประกอบเพียงชนิดเดียวของซิลิคอนและคาร์บอน วัสดุนี้หายากมากในธรรมชาติ มันมีอยู่ในการปรับเปลี่ยนสองแบบ: การดัดแปลงαแบบโพลีไทปิกหกเหลี่ยม (ประมาณ 20 โครงสร้าง), ลูกบาศก์β การเปลี่ยนแปลง β-SiC→α-SiC เกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 2100°C สูงกว่า 2,600–2,700°C α-SiC ซับไลม์ SiC บริสุทธิ์ขององค์ประกอบปริมาณสัมพันธ์ไม่มีสี เมื่อปริมาณซิลิกอนเกิน SiC จะกลายเป็นสีเขียวและคาร์บอนจะเปลี่ยนเป็นสีดำ คุณสมบัติของ SiC: Hμ สูงถึง 45 GPa, σben สูงถึง 700 MPa, Тр2000°С ที่อุณหภูมิห้อง การทำลาย SiC จะเกิดขึ้นแบบข้ามแกรนูลและมีลักษณะเป็นความแตกแยก ที่อุณหภูมิ 1,050°C ธรรมชาติของการทำลายจะกลายเป็นผลึกข้ามกัน

สไลด์ 120

SiC ทนต่อกรดทุกชนิด ยกเว้น HF และ HF+HNO3 SiC มีความทนทานต่อด่างน้อยกว่า เป็นที่ยอมรับกันว่า SiC ถูกทำให้เปียกโดยโลหะกลุ่มเหล็กและแมงกานีส ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและทนไฟและเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าจาก SiC วัสดุเริ่มต้นคือซิลิกา (ทรายควอทซ์) และโค้ก พวกมันถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงในเตาไฟฟ้า โดยดำเนินการสังเคราะห์โดยใช้วิธี Acheson: SiO2+3C=SiC+2CO2 รอบๆ องค์ประกอบความร้อน (แกน) จะมีโซนของผลิตภัณฑ์สังเคราะห์ และด้านหลังจะมีโซนของผลึกที่มีความบริสุทธิ์ต่ำและส่วนประกอบที่ไม่ทำปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับในเตาเผาจะถูกแยกออกเป็นโซนเหล่านี้ บด แปรรูป และได้มาเป็นผงซิลิกอนคาร์ไบด์สำหรับใช้งานทั่วไป ข้อเสียของผง SiC เหล่านี้คือการปนเปื้อนกับสิ่งเจือปนในระดับสูง

สไลด์ 121

เพื่อให้ได้เซรามิกที่มีโครงสร้าง จำเป็นต้องใช้ผง SiC ที่มีความบริสุทธิ์สูง เป็นเนื้อเดียวกัน และมีการกระจายตัวสูง ซึ่งได้มาโดยวิธีการสังเคราะห์: Si ทางโลหะวิทยาดั้งเดิมถูกบดและบด จากนั้นล้างจากสิ่งเจือปนในกรดและพื้นดิน การสังเคราะห์ SiC ดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์โดยการป้อน Si เข้าไปในหัวฉีดพิเศษ แก๊ส - โพรเพน: t>1100°C 3Si+C3H8=3SiC+4H2 ผลิตภัณฑ์ที่ทำจาก SiC ได้รับการขึ้นรูปโดยการกด การอัดขึ้นรูป และการฉีดขึ้นรูป เทคโนโลยีเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มักจะใช้การกดร้อน ปฏิกิริยา และการเผาผนึกแบบแอคทีฟ

สไลด์ 122

วิธีการ GP ช่วยให้ได้เซรามิกที่มี SiC ที่มีความแข็งแรงสูง โดยปกติการกดจะดำเนินการในแม่พิมพ์ที่ทำจากกราไฟท์หรือโบรอนไนไตรด์ที่ความดัน 10-50 MPa และอุณหภูมิ 1,700-2,000 ° C GP ทำให้สามารถรับเฉพาะผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างค่อนข้างเรียบง่ายและมีขนาดค่อนข้างเล็กเท่านั้น ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างซับซ้อนและมีความหนาแน่นสูงผลิตโดยการกดแบบไอโซสแตติกแบบร้อน (HIP) วิธีการเผาผนึกแบบเปิดใช้งานช่วยให้สามารถเผา SiC ได้โดยมีความหนาแน่นมากกว่า 90% เนื่องจากการเติม B, C, Al เนื่องจากการก่อตัวของชั้นการแพร่กระจายบนพื้นผิวของอนุภาค

สไลด์ 123

วิธีการเผาผนึกปฏิกิริยาช่วยให้กระบวนการดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำลงและได้ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างที่ซับซ้อน เพื่อให้ได้ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เรียกว่า "พันธะในตัวเอง" การอัดตัวของ SiC และคาร์บอนจะถูกเผาต่อหน้าซิลิคอน ในกรณีนี้ SiC รองจะถูกสร้างขึ้น และ SiC จะตกผลึกอีกครั้งผ่านซิลิคอนที่ละลาย เป็นผลให้เกิดวัสดุที่ไม่มีรูพรุนซึ่งประกอบด้วยซิลิคอนอิสระ 5–15% ในเมทริกซ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ การเผาผนึกปฏิกิริยาเป็นกระบวนการที่ประหยัดเนื่องจากการใช้อุปกรณ์ระบายความร้อนที่มีราคาไม่แพง อุณหภูมิการเผาผนึกจะลดลงจากอุณหภูมิที่ใช้ทั่วไป 1600–2000°C เป็น 1100–1300°C

สไลด์ 124

วิธีการเผาผนึกปฏิกิริยาใช้ในการผลิตองค์ประกอบความร้อนซิลิคอนคาร์ไบด์ SiC เป็นเทอร์มิสเตอร์นั่นคือ เปลี่ยนความต้านทานภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ SiC สีดำมีความต้านทานสูงที่อุณหภูมิห้องและค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิติดลบ Green SiC มีความต้านทานเริ่มต้นต่ำและมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิติดลบเล็กน้อย ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นค่าบวกที่อุณหภูมิ 500–800°C องค์ประกอบความร้อนซิลิคอนคาร์ไบด์ (SCH) มักเป็นแท่งหรือท่อที่มีส่วนการทำงานตรงกลางซึ่งมีความต้านทานไฟฟ้าค่อนข้างสูง (โซนร้อน) และเอาต์พุต (เย็น) จบลงด้วยความต้านทานไฟฟ้าต่ำกว่าซึ่งจะไม่ร้อนขึ้นระหว่าง การทำงานของเตา

สไลด์ 125

อุตสาหกรรมผลิตองค์ประกอบความร้อนที่ทำจาก SiC สองประเภท: 1. คาร์บอรันดัม พวกมันมีแกนทำงานและสายสัมผัสสั้นกว่าสองเส้นแยกกันในรูปแบบของแท่งคาร์บอรันดัมที่ชุบด้วยโลหะ 2. เงียบ. เครื่องทำความร้อนที่มีปลายทางออกแบบหนา (ข้อมือ) เครื่องทำความร้อนคาร์บอรันดัมแบบคอมโพสิตถูกสร้างขึ้นจากผง SiC สีเขียวเนื้อหยาบโดยเติมคาร์บอนแบล็ก (1.5%) และแก้วเหลว จากนั้นจึงยิงในส่วนผสมทดแทนทรายถ่านหินที่อุณหภูมิประมาณ 2000°C เครื่องทำความร้อนถูกเคลือบไว้ล่วงหน้าด้วยสารนำไฟฟ้าที่ประกอบด้วยโค้ก กราไฟท์ และทรายควอทซ์ ผลิตภัณฑ์ถูกเผาโดยการให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าโดยตรงในเตาเผาแบบพิเศษโดยส่งกระแส 80–100 AV ผ่านชิ้นงานเป็นเวลา 40–50 นาที

สไลด์ 126

เครื่องทำความร้อนซิลิต์ถูกอัดขึ้นจากส่วนผสมของ SiC เนื้อละเอียด คาร์บอนแบล็ค (20%) และเรซินฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ ส่วนการทำงานและข้อมือประกอบขึ้นแยกจากกัน ส่วนประกอบของส่วนที่พันข้อมือได้รับการออกแบบมาให้มีค่าการนำไฟฟ้าสูง และมี Si ประมาณ 40% เมื่อเครื่องทำความร้อนแบบไซไลต์ถูกเผา คาร์บอนและซิลิคอนที่มีอยู่ในมวลจะถูกแปลงเป็น SiC “รอง” ผ่านกลไกการเผาผนึกปฏิกิริยา ส่วนผสมของทรายบด ปิโตรเลียมโค้ก และซิลิคอนคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุทดแทน ส่วนผสมนี้ที่อุณหภูมิ 1,800–2,000°C จะปล่อยไอระเหยของซิลิคอนและ CO ซึ่งจะแทรกซึมเข้าไปในชิ้นงานและทำปฏิกิริยากับของแข็ง Si และ C ในเวลาเดียวกัน ซิลิกอนคาร์ไบด์ทุติยภูมิจะถูกสังเคราะห์โดยการทำปฏิกิริยากับซิลิคอนที่มีอยู่ในประจุ ด้วยคาร์บอน

สไลด์ 127

วัสดุที่ใช้ SiC เริ่มมีการใช้งานเร็วกว่าวัสดุที่ใช้ Si3N4, AlN, B4C และ BN มาก ในช่วงทศวรรษที่ 20 มีการใช้วัสดุทนไฟซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีสารยึดเกาะซิลิกอนไดออกไซด์ (90% SiC + 10% SiO2) และในยุค 50 หัวฉีดจรวดทำจากซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีสารยึดเกาะซิลิกอนไนไตรด์ (75% SiC + 25% Si3N4 ). ปัจจุบัน เซรามิกที่มีซิลิกอนคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้ในการผลิตแหวนซีลสำหรับปั๊ม คอมเพรสเซอร์ เครื่องผสม แบริ่ง และปลอกเพลา วาล์วจ่ายและควบคุมสำหรับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและมีฤทธิ์กัดกร่อน ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ และท่อโลหะสำหรับโลหะเหลว วัสดุคอมโพสิตชนิดใหม่ที่มีเมทริกซ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ได้รับการพัฒนา

ดูสไลด์ทั้งหมด

สไลด์ 1

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 2

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 3

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 4

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 5

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 6

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 7

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 8

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 9

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 10

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 11

คำอธิบายสไลด์:

สไลด์ 12

คำอธิบายสไลด์:

วิธีการตกแต่งเครื่องเคลือบดินเผา เครื่องลายครามทาสีได้สองวิธี: การทาสีด้านล่างและการทาสีทับ ในการทาสีเครื่องเคลือบด้านล่าง สีจะถูกนำไปใช้กับเครื่องเคลือบที่ไม่เคลือบ จากนั้นนำชิ้นพอร์ซเลนมาเคลือบด้วยเคลือบใสแล้วเผาที่อุณหภูมิสูงถึง 1,350 องศา จานสีสำหรับการทาสีทับนั้นมีความสมบูรณ์ยิ่งขึ้น การทาสีทับจะถูกนำไปใช้กับผ้าลินินเคลือบ (คำศัพท์ระดับมืออาชีพสำหรับเครื่องลายครามสีขาวที่ไม่ได้ทาสี) จากนั้นจึงเผาในเตาเผาที่อุณหภูมิ 780-850 องศา ในระหว่างการยิง สีจะหลอมรวมเข้ากับการเคลือบ โดยเหลือชั้นเคลือบบาง ๆ เอาไว้ หลังจากการเผาที่ดี สีจะมีความเงางาม (ยกเว้นสีเคลือบพิเศษที่ใช้เพื่อการตกแต่งเท่านั้น) ไม่มีความหยาบใด ๆ และในอนาคตจะต้านทานผลกระทบทางกลและเคมีของอาหารที่เป็นกรดและแอลกอฮอล์ได้ดีขึ้น ในบรรดาสีสำหรับทาสีพอร์ซเลนกลุ่มสีที่เตรียมโดยใช้โลหะมีตระกูลมีความโดดเด่น สีที่พบบ่อยที่สุดคือสีที่ใช้สีทอง ส่วนสีเงินและสีแพลตตินั่มมักถูกใช้น้อยกว่า สีทองที่มีเปอร์เซ็นต์ทองคำต่ำกว่า (10-12%) จะถูกเผาที่อุณหภูมิ 720 ถึง 760 องศา (โบนไชน่าถูกเผาที่อุณหภูมิต่ำกว่าฮาร์ด - "ของจริง" - พอร์ซเลน) สีเหล่านี้มีการตกแต่งมากขึ้นและผลิตภัณฑ์ที่ตกแต่งด้วยสีเหล่านี้ไม่สามารถทนต่อความเครียดทางกลได้ (ล้างด้วยสารกัดกร่อนและในเครื่องล้างจาน) โคมไฟระย้าสีทองและสีเงิน ขัดเงา และผงทองคำและเงิน 50-90 เปอร์เซ็นต์ถูกเผาที่อุณหภูมิสูงกว่า พร้อมด้วยสี การขัดเงาและผงทองคำหลังการเผามีลักษณะด้านและทำเครื่องหมายด้วยดินสออาเกต (รูปแบบนี้ใช้โดยประมาณเหมือนดินสอธรรมดาบนกระดาษเฉพาะในกรณีของเราเท่านั้นที่คุณไม่สามารถทำผิดพลาดด้วยการแรเงาลวดลายได้เนื่องจากไม่สามารถแก้ไขได้ แต่อย่างใดในภายหลัง ต้นแบบในกรณีนี้จะต้องมีคุณสมบัติสูงมาก) การผสมผสานระหว่างทองคำด้านและเงาหลังจากการ zitting จะสร้างเอฟเฟกต์การตกแต่งเพิ่มเติมบนเครื่องลายคราม โคมไฟระย้าและสีผงทองคำมีความคงทนบนพอร์ซเลนมากกว่าความเงา 10-12% อย่างไรก็ตามในประวัติศาสตร์ทั้งหมดของการสร้างสรรค์เครื่องลายครามและเทคโนโลยีไม่มีอะไรดีไปกว่าและราคาถูกกว่าการตกแต่งเครื่องลายครามที่มีความมันวาว การทาสีทับแบบมืออาชีพนั้นดำเนินการโดยใช้น้ำมันสนหมากฝรั่งและน้ำมันสน สีจะถูกแช่ไว้ล่วงหน้าบนจานสีเป็นเวลาหนึ่งวันหรือมากกว่านั้น หลังเลิกงานพวกเขาจะถูให้ทั่วด้วยการเติมน้ำมันสน น้ำมันสนในขวดควรแห้ง มีความมันเล็กน้อยและเป็นมัน (น้ำมันสนค่อยๆ เปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง) น้ำมันควรมีของเหลวและหนาขึ้นด้วย ในการทำงานให้ใช้สีที่แช่แล้วเติมน้ำมันและน้ำมันสนแล้วเจือจางให้เป็นครีมเปรี้ยวข้น สำหรับการทาสีด้วยพู่กัน สีจะเจือจางลงเล็กน้อยสำหรับการทาสีด้วยปากกา - ทินเนอร์เล็กน้อย สิ่งสำคัญคือสีต้องไม่ตกจากใต้ปากกาหรือแปรง สีเคลือบด้านล่างเจือจางด้วยน้ำน้ำตาลโดยเติมเล็กน้อย

สไลด์ 13

คำอธิบายสไลด์: