Nauka o materiálu. Přednáška č.12 Keramické materiály a anorganická nekovová skla

Podobné dokumenty
Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.12 1.část: Neželezné kovy a jejich slitiny

Nauka o materiálu. Přednáška č.14 Kompozity

Keramika spolu s dřevem, kostmi, kůží a kameny patřila mezi první materiály, které pravěký člověk zpracovával.

Základy materiálového inženýrství. Křehké materiály Katedra materiálu, Strojní fakulta Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2010

Hlavní skupina. Změna charakteristik. Označení Obráběný materiál Příklad užití a podmínky užití

8. Třískové obrábění

Keramika spolu s dřevem, kostmi, kůží a kameny patřila mezi první materiály, které pravěký člověk zpracovával.

Keramika. Technická univerzita v Liberci Nekovové materiály, 5. MI Doc. Ing. K. Daďourek 2008

Křehké materiály. Technická univerzita v Liberci Nekovové materiály, 5. MI Doc. Ing. Karel Daďourek, 2008

Definice keramiky, její varianty, objasnění pojmů tradiční a pokročilá keramika, příklady Keramika je definována jako anorganické nekovové nebo

MMC kompozity s kovovou matricí

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Vývoj - grafické znázornění

Prášková metalurgie. 1 Postup výroby slinutých materiálů. 1.1 Výroba kovových prášků. 1.2 Lisování pórovitého výlisku

Řezné materiály www. www t. u t n u g n a g loy o. y c. z c

Cihlářské výrobky - technologie výroby

Pracovní diagram vláken

VÝROBKY PRÁŠKOVÉ METALURGIE

Keramická technologie

Další poznatky o kovových materiálech pro konstruování

Okruhy otázek ke zkoušce

Polotovary vyráběné práškovou metalurgií

PMC - kompozity s plastovou matricí

Druhy vláken. Technická univerzita v Liberci Kompozitní materiály, 5. MI Doc. Ing. Karel Daďourek 2008

158,39 Kč 130,90 Kč bez DPH

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Sostružnické nože- učební materiál

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

OBRÁBĚNÍ ŽÁRUVZDORNÝCH KERAMICKÝCH MATERIÁLŮ FRÉZOVÁNÍM

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.1 Konstrukční materiály

Požadavky na technické materiály

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

Druhy vláken. Nanokompozity

1 Moderní nástrojové materiály

JČU-ZF, KATEDRA KRAJINNÉHO MANAGEMENTU STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK)

Číslo a název klíčové aktivity: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Nauka o materiálu. Přednáška č.5 Základy lomové mechaniky

STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK) KERAMIKA

Keramika. 1) Keramika jako nejstarší konstrukční materiál

Kysličníková skla. Technická univerzita v Liberci Nekovové materiály, 5. MI Doc. Ing. K. Daďourek 2008

ZPRÁVA Z PRŮMYSLOVÉ PRAXE

Nauka o materiálu. Přednáška č.11 Neželezné kovy a jejich slitiny

Karbid křemíku, bílý korund a hnědý korund

LOGO. Struktura a vlastnosti pevných látek

Kalení Pomocí laserového paprsku je možné rychle a kvalitně tepelně zušlechtit povrch materiálu až do hloubek v jednotkách milimetrů.

PRÁŠKOVÁ METALURGIE. Progresivní technologie s velkou úsporou kovové substance a energie

Minule vazebné síly v látkách

18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.

18MTY-keramika a sklo, beton

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. Japonsko, Kajima Corp., PVA-ECC (Engineered Cementitious Composites)ohybová zkouška

9. Neoxidová keramika

Triely. Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Zlín

STUDIE OBRÁBĚNÍ KERAMICKÝCH MATERIÁLŮ BROUŠENÍM

Kapitola 3.6 Charakterizace keramiky a skla POVRCHOVÉ VLASTNOSTI. Jaroslav Krucký, PMB 22

Vlastnosti a zkoušení materiálu. Přednáška č.13 Část 1: Polymery

A U T O R : I N G. J A N N O Ž I Č K A S O Š A S O U Č E S K Á L Í P A V Y _ 3 2 _ I N O V A C E _ _ N E K O V O V É T E C H N I C K É M A T

7.7. Netvarové žáromateriály

3. Zdravotnická keramika

Konstrukce řezné části nástrojů

ZKOUŠKY MECHANICKÝCH. Mechanické zkoušky statické a dynamické

OTĚRUVZDORNÉ POVLAKY VYTVÁŘENÉ METODAMI ŽÁROVÉHO NÁSTŘIKU

Základní požadavky: mechanické a fyzikální vlastnosti materiálu

Katedra materiálu.

Materiály. Produkty

Polokovy. Polokovy

Keramika. Heterogenní hmota obsahující krystalické složky a póry, příp. skelnou fázi

VLIV MIKROSTRUKTURY SLINUTÝCH KARBIDŮ NA ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ A STROJNÍCH SOUČÁSTÍ

Vláknobetony. Ing. Milena Pavlíková, Ph.D. K123, D ,

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

Houževnatost. i. Základní pojmy (tranzitní lomové chování ocelí, teplotní závislost pevnostních vlastností, fraktografie) ii.

Experimentální zjišťování charakteristik kompozitových materiálů a dílů

VYSOKOVÝKONOVÉ LASEROVÉ ROBOTIZOVANÉ PRACOVIŠTĚ

ROHOŽE Z KERAMICKÝCH VLÁKEN FIBRATEC

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

Glass temperature history

2. Kamenina kamenina hrubá kamenina jemná

Tříbodový závěs traktoru z nekovového materiálu

Anorganická pojiva, cementy, malty

Alexandra Kloužková 1 Martina Mrázová 2 Martina Kohoutková 2 Vladimír Šatava 2

CMC kompozity s keramickou matricí

Analýza PIN-on-DISC. Ing. Jiří Hájek Dr. Ing. Antonín Kříž ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Výroba skla a keramiky Ing. Miroslav Richter, Ph.D., EUR ING

LETECKÉ MATERIÁLY. Úvod do předmětu

má největší úběr z LAPI řady. Vhodný na odstraňování švů po lisovacích formách, hrubé práce v různých radiusech atp.

Dalibor Vojtěch, Pavel Novák ml., Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

KOMPLEXNÍ VZDĚLÁVÁNÍ KATEDRA STROJNÍ SPŠSE a VOŠ LIBEREC

Co by mohl (budoucí) lékař vědět o materiálech tkáňových výztuží či náhrad. 20. března 2012

ŘEZNÉ MATERIÁLY. SLO/UMT1 Zdeněk Baďura

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.9 Plasticita a creep

Letoxit PR 220 Verze: 18. ledna 2012 Letoxit EM 315, EM 316, EM 317

Konstrukční lepidla. Pro náročné požadavky. Proč používat konstrukční lepidla Henkel? Lepení:

Odolnost teplotním šokům při vysokých teplotách

Nástrojové materiály.

TERMOMECHANICKÉ VLASTNOSTI

Sklo chemické složení, vlastnosti, druhy skel a jejich použití

KONVENČNÍ FRÉZOVÁNÍ Zdeněk Zelinka

Zkouška rázem v ohybu. Autor cvičení: prof. RNDr. B. Vlach, CSc; Ing. Petr Langer. Jméno: St. skupina: Datum cvičení:

Střelečské písky se těží od roku Lokalita Střeleč se nalézá 12 km severozápadně od Jičína u obce Hrdoňovice.

Zkoušení fyzikálně-mechanických vlastností materiálů a výrobků pro automobilový průmysl

Porušení hornin. J. Pruška MH 7. přednáška 1

Transkript:

Nauka o materiálu Přednáška č.12 Keramické materiály a anorganická nekovová skla

Úvod Keramika a nekovová skla jsou ve srovnání s kovy velmi křehké. Jejich pevnost v tahu je nízká a finálnímu lomu nepředchází prakticky žádná deformace. Pevnost v tlaku je však až 15x vyšší než tahová pevnost a u technické keramiky tedy o řád vyšší, než pevnost v tahu u nezpevněných kovů. Ve srovnání s kovy jsou jen velmi málo odolné působení koncentrátorů napětí (defekty, trhliny, póry, ). Z konstrukčního hlediska vykazuje konstrukční keramika ve srovnání s kovy vysokou tuhost a vynikající odolnost proti opotřebení, a to i při vysokých provozních teplotách a tlacích. 2

Keramické materiály Keramické materiály jsou anorganické nekovové polykrystalické látky, které se vyrábějí z práškových surovin a zpevňují se žárovým slinováním. Dělí se v zásadě na dvě základní skupiny: technická keramika, skelná (porézní) keramika. Technická keramika - anorganické nekovové materiály na bázi: oxidu kovů (oxidická keramika), nitridů, karbidů a boridů (neoxidická keramika) + diamant. Skelná keramika - vyrábí se z přírodních silikátových surovin, cihlářské hlíny a nebo kaolínu. Patří zde: kamenina, porcelán, šamot, cihlářské zboží Do anorganických nekovových skel patří ty materiály vyráběné tavením směsí oxidů, jejichž základní složku tvoří SiO 2. 3

Keramické materiály Polykrystalická struktura keramických materiálů není zcela kompaktní a na rozdíl od kovů obsahuje póry a mikrotrhliny, které jsou důsledkem technologie jejich výroby. Statická pevnost v tahu keramiky a skel není vysoká a v nejlepším případě, dosahuje jen asi poloviny statické pevnosti v tahu kovových materiálů. Pevnost keramiky v tlaku je však 10 15 násobně vyšší než v tahu. Hlavní příčinou této skutečnosti je to, že zatímco při tahovém namáhání se mikrotrhliny a jiné defekty struktury šíří v keramice a sklech nestabilně, kolmo na směr působícího napětí, při tlakovém namáhání se tyto defekty šíří stabilně ve směru působícího tlaku. Modul pružnosti keramických materiálů je obecně vyšší než u kovů. 4

Keramické materiály Velkým nedostatkem keramických materiálů a skel je jejich nízká houževnatost. Malá schopnost plastické deformace polykrystalické keramiky dává předpoklady formování jen velmi malé plastické zóny před čelem trhliny, která nedostatečně brání v jejím šíření. Lomová houževnatost keramických materiálů je proto velmi nízká. 5

Technická keramika Výchozí surovinou pro výrobu keramiky jsou jemné prášky, s velikostí částic menší než 1 µm. Výrobní postupy: sintrováním, izostatickým lisováním za vysokých teplot, slinováním taveninou, reakčním slinováním. Technická keramika oxidická keramika: MgO, ZrO 2, Al 2 O 3, MgAl 2 O 4, Y 2 O 3, CeO 2, atd. neoxidická keramika: WC, SiC, TiC, B 6 C, Si 3 N 4, AlN, TiN, TiB 2, atd. Nejběžnějším typem oxidické keramiky je slinutý Al 2 O 3 (korund). Řezné a obráběcí nástroje. 6

Skelná keramika Skelné nebo také porézní keramika, mezi kterou patří porcelán, kamenina a cihlářské zboží, se vyrábí z cihlářských hlín, jílů a nebo kaolínu, jejichž základem jsou hydratované hlinitokřemičitany ve formě písků. Mletím těchto surovin a jejich mísením s vodou se získá snadno tvarovatelná hmota, která se po vysušení vypaluje v pecích při teplotách v rozmezí od 800 do 1200 C. Protože skelná keramika je po vypálení velmi porézní, chrání se její povrch u některých výrobku tenkou vrstvu glazury nízkotavitelného skla. Přispívá to rovněž ke zvyšování nejen jejich pevnosti, ale zároveň se mírně zvyšuje i jich houževnatost. Hustota je silně závislá na poréznosti a pohybuje se v rozmezí 2300 až 2500 kg m -3. Modul pružnosti se pohybuje v rozmezí 65 až 72 GPa. 7

Skelná keramika Pevnost v ohybu je okolo 45 MPa a pevnost v tlaku cca 350 MPa. Houževnatost skelné keramiky je nízká a v nejlepším případě dosahuje jen asi 1 Mpa m 1/2. Použití ve stavebnictví, spotřební zboží, elektrotechnický průmysl (izolátory). 8

Anorganická nekovová skla a skelně krystalické materiály Anorganická nekovová skla se vyrábějí tavením směsí oxidů, z nichž hlavní složku tvoří SiO 2. Vlastnosti skel a skelně krystalických materiálů jsou ve srovnání s technickou keramikou až na tepelnou vodivost horší. Modul pružnosti cca 65 až 74 GPa. Pevnost v ohybu 50 až 70 MPa. Pevnost v tlaku 1000 až 1200 MPa. Houževnatost velmi nízká, nižší než 1 MPa m 1/2. Běžná sodná skla nachází uplatnění v nejrůznějších výrobnách spotřebních předmětů a ve výrobě obalového a tabulového skla. Stejně pro skelně krystalické materiály. Velmi široké uplatnění ve stavebnictví. 9