วัสดุเซรามิก: คุณสมบัติประเภทการใช้งาน - คำศัพท์วัฒนธรรม - 2026

วัสดุเซรามิกที่มีองค์ประกอบของอนินทรีโลหะหรือไม่ของแข็งที่มีความร้อนที่ผ่านการ ฐานของมันมักจะเป็นดินเหนียว แต่มีหลายประเภทที่มีองค์ประกอบที่แตกต่างกัน

ดินเหนียวทั่วไปคือการวางเซรามิก ดินแดงยังเป็นวัสดุเซรามิกประเภทหนึ่งที่มีอะลูมิเนียมซิลิเกตเป็นส่วนประกอบ วัสดุเหล่านี้เกิดจากส่วนผสมของผลึกและ / หรือขั้นตอนคล้ายแก้ว

ถ้าพวกเขาทำด้วยคริสตัลเดียวพวกเขาเป็นเฟสเดียว พวกมันเป็นโพลีคริสตัลลีนเมื่อประกอบด้วยคริสตัลจำนวนมาก

โครงสร้างผลึกของวัสดุเซรามิกขึ้นอยู่กับค่าของประจุไฟฟ้าของไอออนและขนาดสัมพัทธ์ของไอออนบวกและแอนไอออน ยิ่งปริมาณของแอนไอออนที่ล้อมรอบไอออนบวกกลางมากเท่าใดของแข็งที่เกิดก็จะมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น

วัสดุเซรามิกสามารถอยู่ในรูปของของแข็งหนาแน่นเส้นใยผงละเอียดหรือฟิล์ม

ที่มาของคำว่าเซรามิกพบในภาษากรีกคำว่า keramikos ซึ่งมีความหมายว่า "สิ่งที่ถูกเผา"

การฟ้องร้อง

การแปรรูปวัสดุเซรามิกขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่จะได้รับ อย่างไรก็ตามการผลิตวัสดุเซรามิกโดยปกติต้องใช้กระบวนการต่อไปนี้:

1- การผสมและบดวัตถุดิบ

เป็นกระบวนการที่วัตถุดิบถูกรวมเข้าด้วยกันและพยายามทำให้ขนาดและการกระจายเป็นเนื้อเดียวกัน

2- โครงสร้าง

ในขั้นตอนนี้แป้งจะได้รับรูปร่างและความสม่ำเสมอซึ่งทำได้ด้วยวัตถุดิบ ด้วยวิธีนี้ความหนาแน่นของส่วนผสมจะเพิ่มขึ้นและปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล

3- การปั้น

เป็นกระบวนการที่การเป็นตัวแทนหรือรูปภาพ (ในมิติที่สาม) ของวัตถุจริงใด ๆ ถูกสร้างขึ้น ในการขึ้นรูปมักใช้กระบวนการอย่างใดอย่างหนึ่งเหล่านี้:

การกด

วัตถุดิบถูกกดลงในแม่พิมพ์ การรีดแบบแห้งมักใช้ในการทำผลิตภัณฑ์ทนไฟและชิ้นส่วนเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์ เทคนิคนี้ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนต่างๆได้อย่างรวดเร็ว

การปั้น Barbonite

เป็นเทคนิคที่ช่วยให้สามารถผลิตรูปร่างเดียวกันได้หลายร้อยครั้งโดยไม่มีข้อผิดพลาดหรือเสียรูปทรง

การอัดขึ้นรูป

เป็นกระบวนการที่วัสดุถูกผลักหรือสกัดผ่านแม่พิมพ์ ใช้เพื่อสร้างวัตถุที่มีหน้าตัดชัดเจนและคงที่

4- การอบแห้ง

เป็นกระบวนการที่ประกอบด้วยการควบคุมการระเหยของน้ำและการหดตัวที่เกิดขึ้นในชิ้นส่วน

เป็นขั้นตอนที่สำคัญของกระบวนการเนื่องจากขึ้นอยู่กับว่าชิ้นส่วนนั้นรักษารูปร่าง

5- การทำอาหาร

จากระยะนี้จะได้ "เค้ก" ในกระบวนการนี้องค์ประกอบทางเคมีของดินเหนียวจะเปลี่ยนไปเพื่อให้เปราะ แต่มีรูพรุนในน้ำ

ในระยะนี้ความร้อนจะต้องเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆจนกว่าอุณหภูมิจะถึง600ºC หลังจากระยะแรกนี้จะทำการตกแต่งเมื่อต้องการทำ

เป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนต่างๆแยกจากกันภายในเตาอบเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูป

คุณสมบัติของวัสดุเซรามิก

แม้ว่าคุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเป็นส่วนใหญ่ แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• โครงสร้างคริสตัล. อย่างไรก็ตามยังมีวัสดุที่ไม่มีโครงสร้างนี้หรือมีเฉพาะในบางภาคส่วน
• มีความหนาแน่นประมาณ 2g / cm3
• เป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าและความร้อน
• มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำ
• พวกเขามีจุดหลอมเหลวสูง
• โดยทั่วไปจะกันน้ำได้
• ไม่ติดไฟหรือออกซิไดซ์
• พวกมันแข็ง แต่เปราะบางและเบาในเวลาเดียวกัน
• ทนต่อการบีบอัดการสึกหรอและการกัดกร่อน
• พวกเขามีน้ำค้างแข็งหรือความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิต่ำโดยไม่ทำให้เสื่อมสภาพ
• มีเสถียรภาพทางเคมี
• พวกเขาต้องการความพรุน

การจำแนกประเภท: ประเภทของวัสดุเซรามิก

1- เซรามิกสีแดง

เป็นดินเหนียวชนิดที่มีปริมาณมากที่สุด มีสีแดงเนื่องจากมีเหล็กออกไซด์

เมื่อปรุงสุกจะประกอบด้วยอะลูมิเนตและซิลิเกต มันเป็นกระบวนการที่น้อยที่สุดในบรรดาทั้งหมด ถ้ามันหักผลที่ได้คือแผ่นดินสีแดง สามารถซึมผ่านก๊าซของเหลวและไขมันได้

ดินเหนียวนี้นิยมใช้อิฐและพื้น อุณหภูมิในการยิงอยู่ระหว่าง 700 ถึง 1,000 ° C และสามารถปิดทับด้วยดีบุกออกไซด์เพื่อให้ได้เครื่องเคลือบดินเผาที่กันน้ำได้ เครื่องปั้นดินเผาของอิตาลีและอังกฤษทำด้วยดินประเภทต่างๆ

2- เซรามิกสีขาว

เป็นวัสดุที่บริสุทธิ์กว่าจึงไม่มีคราบ แกรนูโลมิเตอร์ของพวกเขาถูกควบคุมมากขึ้นและมักจะเคลือบด้านนอกเพื่อเพิ่มความสามารถในการซึมผ่าน

ใช้ในการผลิตเครื่องสุขภัณฑ์และเครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร กลุ่มนี้ประกอบด้วย:

เครื่องลายคราม

เป็นวัสดุที่ทำจากดินขาวซึ่งเป็นดินเหนียวบริสุทธิ์ชนิดหนึ่งที่เติมเฟลด์สปาร์และควอตซ์หรือหินเหล็กไฟ

การปรุงอาหารของวัสดุนี้ดำเนินการในสองขั้นตอน: ในช่วงแรกจะปรุงที่อุณหภูมิ 1,000 หรือ 1300 ° C; และในระยะที่สองสามารถเข้าถึง 1800 ° C

Porcelains สามารถอ่อนหรือแข็ง ในกรณีของเนื้อนุ่มระยะการปรุงอาหารแรกถึง 1,000 ° C

จากนั้นนำออกจากเตาอบเพื่อทาเคลือบ จากนั้นจะกลับไปที่เตาอบสำหรับขั้นตอนที่สองซึ่งใช้อุณหภูมิต่ำสุด 1250 ° C

ในกรณีของ porcelains แข็งขั้นตอนการปรุงอาหารที่สองจะทำที่อุณหภูมิสูงกว่า: 1,400 ° C หรือมากกว่า

และถ้าจะตกแต่งให้ทำการตกแต่งที่กำหนดไว้แล้วนำเข้าเตาอบ แต่คราวนี้จะอยู่ที่ประมาณ 800 ° C

มีการใช้งานหลายอย่างในอุตสาหกรรมเพื่อสร้างวัตถุสำหรับใช้ในเชิงพาณิชย์ (เช่นเครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร) หรือสำหรับวัตถุเพื่อการใช้งานเฉพาะทางมากขึ้น (เช่นฉนวนในหม้อแปลงไฟฟ้า)

3- วัสดุทนไฟ

เป็นวัสดุที่ทนต่ออุณหภูมิสูงมาก (สูงถึง 3000 ° C) โดยไม่เสียรูปทรง เป็นดินเหนียวที่มีอลูมิเนียมออกไซด์เบริลเลียมทอเรียมและเซอร์โคเนียมเป็นสัดส่วนมาก

ปรุงสุกระหว่าง 1300 ถึง 1600 ° C และต้องทำให้เย็นลงเรื่อย ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวรอยแตกหรือความเครียดภายใน

มาตรฐานยุโรป DIN 51060 / ISO / R 836 กำหนดว่าวัสดุเป็นวัสดุทนไฟถ้าวัสดุอ่อนตัวลงด้วยอุณหภูมิต่ำสุด 1500 ° C

อิฐเป็นตัวอย่างของวัสดุประเภทนี้ซึ่งใช้ในการสร้างเตาอบ

4- แว่นตา

แว่นตาเป็นสารเหลวที่มีส่วนผสมของซิลิกอนซึ่งแข็งตัวในรูปแบบต่างๆเมื่อเย็นตัวลง

สารฟลักซ์ที่แตกต่างกันจะถูกเติมลงในฐานซิลิกอนตามประเภทของแก้วที่จะผลิต สารเหล่านั้นทำให้จุดหลอมเหลวต่ำลง

5- ซีเมนต์

เป็นวัสดุที่ประกอบด้วยหินปูนและแคลเซียมพื้นซึ่งจะแข็งตัวเมื่อผสมกับของเหลว (ควรเป็นน้ำ) และได้รับอนุญาตให้ตกตะกอน ในขณะที่เปียกสามารถขึ้นรูปได้ตามต้องการ

6- สารกัดกร่อน

เป็นแร่ที่มีอนุภาคแข็งมากและมีอลูมิเนียมออกไซด์และกากเพชรเป็นส่วนประกอบ

วัสดุเซรามิกพิเศษ

วัสดุเซรามิกมีความทนทานและแข็ง แต่ก็เปราะบางเช่นกันด้วยเหตุนี้วัสดุไฮบริดหรือคอมโพสิตจึงได้รับการพัฒนาด้วยเมทริกซ์โพลีเมอร์ไฟเบอร์กลาสหรือพลาสติก

วัสดุเซรามิกสามารถใช้ในการพัฒนาลูกผสมเหล่านี้ได้ วัสดุเหล่านี้ประกอบด้วยซิลิกอนไดออกไซด์อลูมิเนียมออกไซด์และโลหะบางชนิดเช่นโคบอลต์โครเมียมและเหล็ก

ใช้เทคนิคสองอย่างในการทำรายละเอียดของลูกผสมเหล่านี้:

ที่สังเคราะห์ขึ้น

เป็นเทคนิคในการบดอัดผงโลหะ

ทอด

ด้วยเทคนิคนี้โลหะผสมสามารถทำได้โดยการบีบอัดผงโลหะด้วยวัสดุเซรามิกในเตาไฟฟ้า

สิ่งที่เรียกว่าเซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต (CMC) จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้ สิ่งเหล่านี้สามารถระบุได้:

- คาร์ไบด์

เช่นทังสเตนไทเทเนียมซิลิกอนโครเมี่ยมโบรอนหรือซิลิคอนคาร์ไบด์เสริมคาร์บอน

- ไนไตรด์

เช่นซิลิกอนไททาเนียมเซรามิกออกซิไนไตรด์หรือไซลอน

-

เป็นวัสดุเซรามิกที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าหรือแม่เหล็ก

การใช้วัสดุเซรามิกหลัก 4 ประการ

1- ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

ในสาขานี้จำเป็นต้องมีส่วนประกอบที่มีน้ำหนักเบาซึ่งทนต่ออุณหภูมิสูงและความต้องการทางกล

2- ใน biomedicine

ในบริเวณนี้มีประโยชน์ในการทำกระดูกฟันรากฟันเทียมเป็นต้น

3- ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ในกรณีที่ใช้วัสดุเหล่านี้ในการผลิตเครื่องขยายสัญญาณเลเซอร์ไฟเบอร์ออปติกคอนเดนเซอร์เลนส์ฉนวนและอื่น ๆ

4- ในอุตสาหกรรมพลังงาน

เป็นที่ที่วัสดุเซรามิกสามารถส่งผลให้เกิดส่วนประกอบของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้เช่น

วัสดุเซรามิกที่โดดเด่นที่สุด 7 ชนิด

1- อลูมินา (Al2O3)

ใช้บรรจุโลหะหลอมเหลว

2- อลูมิเนียมไนไตรด์ (AIN)

ใช้เป็นวัสดุสำหรับวงจรรวมและใช้แทน AI203

3- โบรอนคาร์ไบด์ (B4C)

ใช้ทำเกราะนิวเคลียร์

4- ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)

ใช้เคลือบโลหะเนื่องจากทนต่อการเกิดออกซิเดชัน

5- ซิลิคอนไนไตรด์ (Si3N4)

ใช้ในการผลิตส่วนประกอบสำหรับเครื่องยนต์ยานยนต์และกังหันก๊าซ

6- ไทเทเนียมบอไรด์ (TiB2)

นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในการผลิตโล่

7- ยูเรเนีย (UO2)

ทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

อ้างอิง

1. Alarcón, Javier (s / f) เคมีวัสดุเซรามิก. กู้คืนจาก: uv.es
2. ถาม, เฟลิเป้ (2010) คุณสมบัติของเซรามิก สืบค้นจาก: constructorcivil.org
3. Lázaro, Jack (2014). โครงสร้างและคุณสมบัติของเซรามิกส์ ดึงมาจาก: prezi.com
4. มุสซีซูซาน (s / f) การปรุงอาหาร สืบค้นจาก: ceramicdictionary.com
5. นิตยสาร ARQHYS (2012) คุณสมบัติของเซรามิก สืบค้นจาก: arqhys.com
6. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีแห่งชาติ (2553). การจำแนกวัสดุเซรามิก สืบค้นจาก: Cienciamateriales.argentina-foro.com
7. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีแห่งชาติ (s / f) วัสดุเซรามิก. กู้คืนจาก: frm.utn.edu.ar
8. วิกิพีเดีย (s / f) วัสดุเซรามิก. สืบค้นจาก: es.wikipedia.org