Огнеупоры

Стекла

Технические керамики

Керамика, основные виды и область применения

Термин «керамики» охватывает широкий круг материалов, например кирпич, камень, стекло и огнеупорные материалы. Керамики формуются из комбинации одного или более метал­лов с неметаллическим элементом, таким как кислород, азот или углерод. Керамики обычно твердые и хрупкие, хорошие элект­рические и тепловые изоляторы, обладают высоким сопротивле­нием химическому воздействию. У них низкое сопротивление термическому удару, поскольку они имеют низкие теплопровод­ность и термическое расширение.

Керамики чаще всего кристаллической структуры, хотя возможны аморфные состояния. Если, например, кварц в рас­плавленном состоянии охладить очень медленно, то он крис­таллизуется в точке застывания. Однако если его охлаждать много быстрее, то его атомы не успевают расположиться в упо­рядоченном состоянии, как у кристалла, в связи с чем стекла характеризуются неупорядоченностью и неоднородностью внутреннего строения.

В основе обычных технических керамик — глинозем (окись алюминия), нитрид кремния, карбиды: бора, кремния, тантала, вольфрама и циркония. Из-за повышенной твердости, хорошей из-носо- и теплостойкости они, как правило, используются в качест­ве пластин для режущих инструментов. Они соединены с такими связующими металлами, как никель, кобальт, хром или молибден, в форме композитного материала. Большинство обычных форм — это вольфрамовый карбид, связанный с кобальтом, а большинство комплексных форм включает целый ряд карбидов с кобальтом.

Главной составной частью большинства стекол является пе­сок, т.е. керамический силикат. Обыкновенное оконное стекло сделано из смеси песка, известняка (углекислый кальций) и кальцинированной соды (углекислый натрий). Теплостойкие стекла, такие как пирекс, получены при замещении кальциниро­ванной соды окисью бора. Предел прочности при растяжении определяют эффективно по микроскопическим дефектам и тре­щинам на поверхности. Стекла имеют низкую пластичность, об­ладают хрупкостью, имеют низкое тепловое расширение и низ­кую теплопроводность, а из-за этого и плохое сопротивление термическому удару. Закалка повышает прочность и термостой­кость стекла. Стекла хорошие электрические изоляторы и стой­ки ко многим кислотам, растворителям и другим химикатам.

Это специальные материалы, применяемые в конструкциях, которые способны выдерживать высокие температуры. Основ­ные широко используемые огнеупорные материалы состоят из кремнезема и глинозема. Способность материала из этих компонентов выдер­живать высокие температуры (термин «огнеупоры» применяет­ся для описания этого качества) возрастает с увеличением окиси алюминия выше точки эвтектики.