Теоретична частина. Технологія виготовлення керамічних виробів полягає у формуванні їх із вихідних порошкоподібних матеріалів різними ме­тодами й спіканні (випалюванням) для

Технологія виготовлення керамічних виробів полягає у формуванні їх із вихідних порошкоподібних матеріалів різними ме­тодами й спіканні (випалюванням) для надання каменеподібного стану. Керамічні вироби широко застосовуються в металургійній, машинобудівній, радіотехнічній та інших галузях промисловості. В металургійній промисловості як вогнетривкі футерувальні ма­теріали застосовують динасові, високоглиноземисті, шамотні, магнезіальні й вуглецеві вогнетриви.

Кераміку з чистих оксидів (алюмінію, берилію, магнію, кальцію, хрому, діоксиду цирконію та ін.) широко застосовують у різних галузях промисловості. Такі вироби мають високі температуру плавлення (понад 2000 °С), корозійну й термічну стійкість і діелектричні властивості.

Кераміка з оксиду алюмінію {корундова) має високу міцність, яка зберігається за високих температур, хімічно стійка, відмінний діелектрик. Вироби з неї широко використовують у різних галузях техніки: різці, що працюють за великих швидкос­тей різання, калібри, фільєри для протягування сталевого дроту, деталі високотемпературних печей, підшипники пічних кон­веєрів, деталі насосів, запальні свічки в двигунах внутрішнього згоряння. Кераміку зі щільною структурою використовують як вакуумну, з пористою — як термоізоляційний матеріал. У корундових тиглях виплавляють різні метали, оксиди, шлаки. Корундо­вий матеріал мікроліт (ЦМ-332) має значно кращі властивості, ніж інші інструментальні матеріали: його густина — до 3960 кг/м³, твердість — HRA 92...93 і червоностійкість — до 1200 °С. З мікроліту виготовляють різцеві пластинки, фільєри, насадки, сопла, матриці тощо.

Кераміка з оксиду цирконію слабокислотної або інертної природи має низький коефіцієнт теплопровідності. Рекомендовані температури застосування — 2000...2200 °С. Її використовують для виготовлення вогнетривких тиглів для виплавляння металів і сплавів, як теплову ізоляцію печей, апаратів і реакторів, як покриття металів для захисту їх від дії температур.

Кераміка з оксидів магнію й кальцію стійка проти дії основних шлаків різних металів, у тому числі й лужних. її термічна стійкість низька. Оксид магнію за високих температур леткий, а оксид кальцію здатний до гідратації навіть на повітрі. З такої ке­раміки виготовляють тиглі; крім того, MgO застосовують для футерування печей, пірометричної апаратури тощо.

Кераміка з оксиду берилію характеризується високою теплопровідністю, що забезпечує їй високу термостійкість. Міцнісні властивості матеріалу невисокі. Оксид берилію має здатність розсіювати іонізуюче випромінювання, має високий коефіцієнт сповільнення теплових нейтронів. Застосовується для виготов­лення тиглів для виплавляння деяких чистих металів, як вакуумна кераміка в ядерних реакторах.

Кераміка з оксидів торію й урану має високу температуру плавлення, але характеризується високою густиною й радіоактивністю. Ці види кераміки використовуються для виготовлення тиглів для виплавляння родію, іридію та інших металів, у конструкціях електропечей (Th0₂), для тепловидільних елементів в енергетичних реакторах (U0₂).

Безкиснева кераміка — це тугоплавкі сполуки металів із вуглецем (МеС) — карбіди, з бором (МеВ) — бориди, з азотом (MeN) — нітриди, з кремнієм (MeSi) — силіциди, із сіркою (MeS) — сульфіди. Ці сполуки характеризуються високими вогнетривкістю (2500...3500 °С), твердістю (досягає твердості алмазу) й зносостійкістю в агресивних середовищах. Матеріали мають високу крихкість. Опір окисненню (окалиностійкість) карбідів і боридів стано­вить приблизно 900... 1000 °С. Силіциди здатні витримувати темпе­ратуру 1300...1700 °С.

Із карбідів широко застосовуються карбід кремнію — карбо-корунд (SiC). Він має високі жаростійкість (1500... 1600 °С), кис­лотостійкість, твердість і нестійкий у лужних середовищах. Ви­користовується як нагрівальні стержні, захисні покриття графіту, абразив.

Бориди мають металеві властивості; їхня електропровідність дуже висока. Вони кислото- й зносостійкі, тверді.

Нітриди є неметалевими високотермостійкими матеріала­ми, мають низькі тепло- й електропровідність. За звичайної температури це ізолятори, а за високих — напівпровідники. З підвищенням температури коефіцієнт лінійного розширення й теплоємність підвищуються. Твердість і міцність нітридів менші, ніж карбідів і боридів. У вакуумі за високих температур вони розпадаються, стійкі проти окиснення й дії металевих розплавів.

Силіциди відрізняються від карбідів і боридів напівпровідниковими властивостями, окалиностійкістю, вони стійкі проти дії кис­лот і лугів. їх можна застосовувати за температури 1300... 1700 °С. Наприклад, зі спеченого силіциду молібдену (MoSi₂) виготовля­ють лопатки газових турбін, соплові вкладиші двигунів; його ви­користовують як твердий мастильний матеріал для підшипників, захисних покриттів тугоплавких металів від високотемпературно­го окиснення.

Із сульфідів найширше застосовується дисульфід молібдену (MoS₂), що має високі антифрикційні властивості. Його використовують як сухий вакуумостійкий мастильний матеріал. Ро­бочі температури на повітрі — від -150 до 435 °С, у вакуумі — до 1100 °С, в інертному середовищі — до 1540 °С.

Хід роботи:

1. Опрацювати теоретичний матеріал.
2. Виконати завдання:

- заповнити таблицю.

1. Зробити висновки.

Поиск по сайту: