Ceramika inżynierska
Al203 jest stosowany na elementy. które powinny charakteryzować się dużą wytrzymałością mechaniczną w wysokich temperaturach. Klasyczne zastosowanie to izolatory w świecach zapłonowych silników spalinowych. Jest również stosowany na podłoża izolacyjne obwodów scalonych oraz w dentystyce i meycynie do odnowy zębów, wypełniania ubytków kości oraz do wykonywania ortopedycznych wszczepów (implantów).
AIN jest dobrym izolatorem elektrycznym, a jednocześnie dobrym przewodnikiem ciepła. Jego przewodność cieplna jest dziesięciokrotnie większa od przew odności Al2O3. Z tego względu, że jego współczynnik rozszerzalności cieplnej niewiele się różni od współczynnika rozszerzalności krzemu, coraz częściej, z dobrym skutkiem, zastępuje Al2O3 jako materiał podłoża obwodów scalonych. Wykonane z AIN podłoże minimalizuje tworzenie się pęknięć, zapewnia dobrą izolację elektryczną. a ponadto dzięki dużej przew odności cieplnej szybko odprowadza wytworzone przez obwód elektryczny ciepło.
SiC (korborund) charakteryzuje się bardzo dużą odpornością na utlenianie w temperaturze do 1500C. Wększość węglików łatwo się utlenia, dlatego ich stosowanie w wysokich temperaturach jest możliwe jedynie w atmosferach redukcyjnych. Węglik krzemu jest jednak wyjątkiem. W atmosferze utleniającej, w wysokich temperaturach, na powierzchni elementu z SiC tworzy się cienka warstwa SiO2 chroniąca element przed dalszym utlenianiem, aż do temperat.ury ok 1500C
Ceramika inżynierska
Węglik krzemu jest powszechnie znanym i od wielu dziesięcioleci stosowanym materiałem przemysłowym. Jest on stosowany do produkcji elementów grzewczych pieców, jako materiał ścierny oraz do wytwarzania pokryć na metalach, kompozytach węgiel-węgiel i innych ceramikach w celu ich ochrony przed utlenianiem w wysokich temperaturach.
Węglik krzemu w postaci włókien lub cząstek rówuoosiowych jest stosowany do wzmocnienia kompozytów.
Si3N4 ma zbliżone własności do SiC, jego odporność na utlenianie i wytrzymałośc mechaniczna w wysokich temperaturach są jednak nieco mniejsze. Azotek i węglik krzemu są głównymi tworzywami wśród materiałow ceramicznych przewidywanymi do produkcji pracujących w wysokich temperaturach części silników samochodowych, odrzutowych i turbinowych umożliwiających wyższe temperatury pracy, większą sprawność i mniejszą masę niż części obecnie wytwarzane z metali.
Sialon powstaje wówczas, gdy Si i N są częściowo zastąpione przez Al i O. Zwykle stosowane tworzywo sialonowe składa się z kryształów sialonu w osnowie szklistej, której głównym składnikiem jest Y2O3
Materiał ten jest:
- względnie lekki.
- o małym w spółczynniku rozszerzalności cieplnej.
- dobrej odporności na korozję.
- dużej wytrzymałości mechanicznej. Jest on również materiałem przewidzianym na części silnika samochodowego pracujące w wysokich w temperaturach
B?C jest bardzo twardy i niezwykle lekki. Jest stosowany na elementy o bardzo dużej odporność i na ścieranie Jego wadą są zle własności mechaniczne w wysokich temperaturach
UO2, jest powszechnie stosowanym paliwem w reaktorach jądrowych. Charakteryzuje się wyjątkową stabilnością wymiarową, gdyż ze względu na strukturę krystaliczną łatwo akomoduje produkty procesu rozszczepiania.
Na ogół jakość omawianych materiałów rośnie wraz ze zmniejszaniem w nich zawartości zanieczyszczeń W niektórych przypadkach, ze względu na stawiane wymagania. zawartość zanieczyszczeń nie mozc przekroczyć 0.1 % Ponieważ oczyszczanie i następna proces formowania tych materiałów są kosztowne, więc jest uzasadniona duża różnica ceny tych materiałów w porówniu z ceną tradycyjnych wyrobów krzemianowych produkowanych z minerałów.
Przemysł samochodowy i lotniczy
- elementy turbin
- uszczelnienia
- osłom termiczne i wymienniki.
- elementy osłony termicznej promów kosmicznych.
Elektronika
- półprzewodniki
- nadprzewodniki
- izolatory
- lasery
- elementy grzejne
Wysoka temperatura
- produkty ogniotrwałe
- armatura instalacyjna
- piece
Medycyna
- osprzęt laboratoryjny
- protezy
- materiały stomatologiczne
Wytwarzanie
- narzędzia skrawajace
- elementy odporne na ścieranie i korozje
- ceramika szklana
- magnesy
- włókna optyczna
- światłowody
Prasowanie
W jednoosiowym prasowaniu proszki ceramiczne tworzą mieszaninę z lepiszczem organicznym i środkami poślizgowymi.
Otrzymane w ten sposób kształtki poddaje się nastepnie spiekaniu w temperaturze 1473 - 2073 K. W celu zwiększenia wytrzymałości prasowanych kształtek należy prasowanie przeprawadzać izostatycznie.
Prasowanie wypływowe i walcowanie
- Substancja wyjściowa w tym procesie to masa lepko-plastyczna, składająca się z proszków ceramicznych z odpowiednim dodatkiem żywic termoplastycznych. Formowanie takiej masy przeprowadza się poprzez prasowanie lub walcowanie wypływowe, na dowolne kształtowniki.
- Następnie materiał wygrzewa się w temperaturze do 573K. Ma to na celu pozbawienia kształtowników dodatków organicznych.
- Kolejnym etapem wytwarzania jest spiekanie w temperaturze 1473 - 2077 K.
Wtryskiwanie
Proszki ceramik miesza się z żywicami zwiesiny. Uplastycznioną masę poddaje się wtryskowi do odpowiednio wykonanej formy zapewniającej otrzymanie żądnego kształtu. Metodą tą wykonuje się małe elementy o skomplikowanych kształtach.
Odlewanie zawiesin wodnych
W metodzie tej stosuje się formy z higroskopijnych gipsów pochłaniających wodę. W operacji tej następuje formowanie elementów, które są z reguły małe i o skomplikowanych kształtach. Następnym etapem jest spiekanie w temperaturach analogicznych do poprzednich metod z przystankiem w temperaturze poniżej 573 K. w celu osuszenia i wypalenia części organicznych.
Spiekanie pod ciśnieniem
Metoda HIP - metoda izostaty cznego spiekania na gorąco, która jest także stosowana do dogęszczania elementów wykonanych innymi metodami
Metody wytwarzania tlenków aluminium
- Metoda Bayera
Wodorotlenkowa ruda glinowa poddawana jest suszeniu i wypalaniu w celu usunięcia części organicznych. Dokonuje się tego w piecach obrotowy ch w temperaturze 473 - 573 K.
Następnie otrzymana substancja jest poddaw ana zmieleniu i oddziaływaniu wodorotlenku sodu w autoklawach, w temperaturze 423 - 443 K. pod ciśnieniem 5 - 7 at. w celu oddzielenia skały płonnej oraz denkow metali jako nierozpuszczalnej zawiesiny.
- Metoda Grzymka
Następnie pył poddaje się ługowaniu umiarkowanym roztworem sody, w wyniku, czego do roztworu sody przechodzi glinian sodowy, który po poddaniu karbonizacji dwutlenkiem węgla przechodzi w czysty Al2O3 Tlenek glinu otrzymywany tą metodą posiada dużą zaletę - niski koszt produkcji.
Zastosowanie tlenku aluminium
- Narzędzia skrawające
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Logika NSA 04 1404 j 14Survey welding standards 14 10 2015Krasnodębski Z , 2010 04 14 Rz, Już nie przeszkadza (L Kaczyński)chemia z tutorem 3 04 14 model i odpowiedzi114 ROZ dokumentacja bezpieczeństwa tunelu [M I ][14 10 214 (10)2005 04 1414 3 (10)wykład 1 14 10 12Laboratorium nr 2, 14 10 2011Analiza Wykład 5 (04 11 10) ogarnijtemat comTI 99 04 14 T B M pl(1)Biochemia wykłady Wykład 14 10 2013rwięcej podobnych podstron