Строительная керамика

Изделия из керамики сегодня

За тысячелетия развития человеческой цивилизации керамика глубоко проникла во все сферы человеческой жизни. Изделия из керамики благодаря своим уникальным качествам находят применение в самых разных направлениях человеческой деятельности. Принципы керамического производства существенно изменились за долгие годы. Они не только совершенствовались и оттачивались мастерами, но и развивались благодаря высоким технологиям. Благодаря научным открытиям и упорному труду исследователей керамика вышла на новый качественный уровень.

Фото www.whatech.com

Сегодня ножи из керамики стали очень популярны в быту. Как правило, их изготавливают из твердых видов керамики методом сухого прессования, при длительном обжиге. Основным материалом здесь выступает диоксид циркония.

Применение керамики в других отраслях

Керамика применяется и во многих других отраслях, где ее значением невозможно пренебречь. Так, на базе керамики изготавливаются элементы оборудования современных АЭС. Это топливные таблетки, поглотители нейронов и изоляторы в ядерных реакторах. Нашла применение керамика и в металлургии и производстве стекла. Из нее изготавливаются стаканы для розлива стали и пресс-формы, тигли.

В химической промышленности некоторые процессы не могут быть осуществлены без керамических пестиков и прокладок, элементов тепловой защиты и изоляции. Автомобильные компании применяют керамические катализаторы в двигателях, там они предотвращают выделение вредных выбросов в атмосферу. Изделия из керамики применяют в подводных роботах и глубоководных аппаратах. Новым направлением стала нанокерамика. Материалы на ее основе можно встретить в генераторных лампах и приборах ночного видения.

Свойства керамики

К самым важным свойствам керамики относятся: влагонепроницаемость, прочность, экологичность и термическая стойкость. Керамические изделия характеризуются относительно высокой прочностью

это важное свойство, потому что от прочности зависит долговечность изделия. Прочность зависит от пористости керамики

от пористости керамики. Самыми прочными керамическими материалами являются твердый фарфор, полуфарфор, майолика и мягкий фарфор. На прочность также влияет добавление примесей, технология производства и наличие микротрещин.

Благодаря влагонепроницаемости керамика активно используется для отделки бассейнов, ванных комнат, санузлов и холлов. Вода керамикой не впитывается и остается на поверхности. Плитка из керамики легко чистится и моется, и при этом обладает высокой долговечностью. Наиболее низким влагопоглощением обладает глазурованная керамика. Керамика может выдерживать существенные перепады температур. Например, глазурованная керамика способна выдерживать перепады температур в 20 градусов не трескаясь и не разрушаясь. Термическая стойкость обуславливает ее использование при производстве посуды. Самыми термостойкими являются фарфор и каменная керамика. Керамика является экологически чистым продуктом. Для ее производства используется сырье, которое предварительно проходит проверку на радиоактивность. Она безопасна для человека, потому что не выделяет токсичных веществ. В тоже время керамика не поддается воздействию химических веществ, не впитывает их.

Керамика в электротехнике

Электротехника и приборостроение также активно используют керамику. Так, для производства высококачественных изоляторов используется оксидбериллиевая и нитридалюминиевая керамика. Без керамических деталей невозможно создание преобразователей и микрофонов, головок звукозаписи и гидролокаторов с характеристиками, соответствующими современным требованиям. А производства, специализирующиеся на создании электрооптических приборов и диффузных отражателей лазерных установок, используют сегнетоэлектрическую керамику.

Фото cutewallpaper.org

Электродвигатели также являются оборудованием, где применяется керамика. Из бариевой, стронциевой, марганцово-цинковой керамики изготавливаются ферриты, которые находят применение в их постоянных магнитах. Их так же можно встретить в различном радио и микроволновом оборудовании, приборах для точной настройки и магнитозаписи.

Керамика в строительстве и медицине

Самыми распространенными применениями керамики можно назвать кирпич и различные сорта бетона. Но только одними ими использование керамики в строительной отрасли не ограничивается. Это так же и керамические конденсаторы, разнообразные изоляционные плиты и фитинги, черепица и блоки различного назначения, керамическая плитка и глиняные трубы. Доля керамических материалов все время растет, при этом они остаются востребованными.

Фото www.openpr.com

В медицине все чаще используется биокерамика. Ее назначение – протезирование зубов и костей при сложных переломах и повреждениях. Ученым удалось научиться создавать не только керамические материалы, которые остаются постоянными, но и такую керамику, которая постепенно рассасывается в организме по мере роста настоящих костей.

Керамика в промышленности

Одной из отраслей, использующих изделия из керамики и материалы на ее основе, стало машиностроение. Разработчики сложных и ответственных конструкций и машин используют керамику, зная об ее исключительной стойкости к истиранию и прочности при высоких температурах.

Фото adobe.com

В общем случае керамика получается обжигом спрессованного порошка. Температура может достигать нескольких сотен градусов. Некоторые производители для придания особых свойств изделиям добавляют к порошок органические добавки. Если требуется придать конечному продукту особую прочность, нагрев сопровождается прессованием и давлением. Керамические покрытия могут быть нанесены на другие материалы, в том числе, и на металл.

Для этого применяют технологию плазменного напыления. Наиболее развитыми в технологическом плане считаются такие направления керамического производства, как карбидокремниевая и алюмооксидная керамика. Они позволяют получать детали для дизельных и газотурбинных двигателей, насосных уплотнителей и различных клапанных механизмов. Перспективными направлениями являются корундовая и нитридкремниевая керамики. Их используют при создании режущих инструментов.

Возможно, Вы бы хотели читать нас чаще, тогда вот наш Telegram

Состав и строение керамики

Определение 1

Керамика – это материалы, которые изготавливаются из глин или их смесей с минеральными добавками, а в некоторых случаях из неорганических соединений, под воздействием высокой температуры с последующим охлаждением; а также изделия из данных материалов.

Как поликристаллическое твердое тело керамика состоит из трех основных фаз:

1. Газовая — в виде пор, которые окружены прослойками аморфной фазы.
2. Аморфная или стекловидная — в виде прослоек, которые располагаются между зернами.
3. Кристаллическая, которая состоит из зерен.

Главное различие между керамическими материалами заключается в различном составе и соотношении между тремя фазами, которые определяют свойства. Строение керамического материала зависит от состава сырья и технологии производства. По размерам составляющих структуры керамические материалы могут быть грубокерамическими и тонкокерамическими. В том случае, когда керамика состоит из мелкодисперсных зерен, то ее излом имеет однородную структуру и частицы почти неразличимы, а материал от относится к тонкодисперсной керамике. Если в керамике присутствуют крупные зерна, структура неоднородна, то это грубокерамическое изделие. К основным керамическим изделиям относятся:

1. Фарфор. Фарфор — это вид керамики белого цвета с плотным изломом — высшее достижение керамической технологии. Для производства фарфора применяются огнеупорные каолины и беложгущиеся глины, полевые шпаты и кварц. Существуют твердый и мягкий фарфор. Отличительные особенности фарфора — механическая прочность, твердость, просвечиваемость, белизна, химическая и термическая стойкость. Он используется при изготовлении изделий технического назначения и посуды.
2. Фаянс. Фаянс — это вид керамики белого цвета с мелкопористым изломом. Для его производства используются огнеупорные глины, кварц и разнообразные добавки. Фаянс применяется при изготовлении строительной керамики, посуды, декоративных изделий и изделий технического назначения.
3. Тонкокаменные изделия. Тонкокаменные изделия — это вид керамики, который характеризуется цветным или белым спекшимся черепком, и обладающий однородным раковистым изломом. Для производства данных изделий применяются тугоплавкие и огнеупорные глины, химический состав которых находится в широких диапазонах. Существуют тонкокаменные изделия высокотемпературного и низкотемпературного спекания.
4. Майолика. Майолика — это вид керамики с пористым, естественно окрашенным черепком от светло-кремового до кирпичного цвета, покрытый непрозрачной или прозрачной глазурью. Для ее производства используются легкоплавкие глины в чистом виде или с добавлением флюсующиx и отощающиx добавок, в некоторых случаях майолика покрывается белой глины. Майолика используется в производстве облицовочной плитки, посуды, декоративной керамики.
5. Терракота. Данный вид керамики представляет собой керамические изделия с пористым черепком. Для ее изготовления используются местные легкоплавкие глины с добавлением небольшого количества кварцевого песка.

Определение 2

Каолин – это глина белого цвета, горная порода, которая состоит из минерала каолинита, образующегося в результате разрушения гнейсов и гранитов.