Презентация Правдивцев ЮН

1.

Керамические материалы,
применяемый в
металлургии
Выполнил: Ю.Н. Правдивцев
Проверил: Е.А. Гусева

2.

Исторически под керамикой понимали изделия и
материалы, получаемые из глин и их смесей с минеральными
добавками.
По мере технического прогресса человечества, с
появлением и развитием промышленности среди керамических
материалов формируется класс технической керамики. Понятие
"керамика" начинает приобретать более широкое значение:
помимо традиционных материалов, изготавливаемых из глин, к
ней стали относить материалы, получаемые из чистых оксидов,
карбидов, нитридов и т.д.
2

3.

Керамические материалы
и изделия
Керамическими называют искусственные
каменные
материалы,
получаемые
высокотемпературным обжигом глин с
минеральными добавками.
3

4.

Керамические материалы
• Сырьем для изготовления керамических
материалов служат различные глинистые
горные породы.
• Глиной называют землистые минеральные
массы или обломочные горные породы,
способные с водой образовывать пластичное
тесто, по высыхании сохраняющее приданную
ему форму, а после обжига приобретающее
твердость камня.
4

5.

В состав глин входят различные оксиды (Аl20з, Si02,
Fe203, CaO, Na20, MgO и К2О), свободная и химически
связанная вода и органические примеси.
Основная формула глин Al2O3·nSiO2·mH2O.
Минералы, содержащиеся в глинах
Каолинит (Al2O3·2SiO2·2H2O)
Андалузит, дистен и силлиманит (Al2O3·SiO2)
Галлуазит (Al2O3·SiO2·H2O)
Гидраргиллит (Al2O3·3H2O)
Диаспор (Al2O3·H2O)
Корунд (Al2O3)
Монотермит (0,2[K2MgCa]·Al2O3·2SiO2·1,5H2O)
Монтмориллонит (MgO·Al2O3·3SiO2·1,5H2O)
Мусковит (K2O·Al2O3·6SiO2·2H2O)
Накрит (Al2O3·SiO2·2H2O)
Пирофиллит(Al2O3·4SiO2·H2O)
5

6.

Главное отличие керамической технологии от
технологии других материалов, состоит в том, что основной
компонент материала не доводится до плавления.
Классификация керамики по химическому составу:
1. Оксидная керамика. Данные материалы состоят из
чистых оксидов Al2O3, SiO2, ZrO2, MgO, CaO, BeO, ThO2, TiO2,
UO2, оксидов редко-земельныхметаллов, их механических
смесей (ZrO2-Al2O3 и др.), твердых растворов (ZrO2-Y2O3, ZrO2MgO и др.), химических соединений (муллит 3Al2O3 2SiO2 и
др.)
2. Безоксидная керамика. Этот класс составляют
материалы на основе карбидов, нитридов, боридов, силицидов,
фосфидов, арсенидов и халькогенидов (кроме оксидов)
переходных металлов и неметаллов III–VI групп периодической
системы. По кристаллической структуре данный вид керамики
образует два основных класса: металлокерамика и
6
неметаллическая керамика.

7.

Классификация керамики по назначению:
1. Строительная керамика.
2. Тонкая керамика.
3. Химически стойкая керамика.
4. Огнеупорная керамика.
5. Техническая керамика:
- Конструкционная керамика.
- Инструментальная керамика.
- Электрорадиотехническая керамика.
- Керамика с особыми свойствами.
7

8.

Оксидная керамика
Оксидная керамика служит названием для целого ряда отдельных
разновидностей промышленной керамики, которые объединяют некоторые
общие эксплуатационные и технические свойства. К их числу относятся весьма
высокие показатели электрического сопротивления, предел прочности на
сжатие, а также стойкость к длительному воздействию разнообразных кислых
сред.
К оксидной керамике относится собственно оксиды, алюмосиликаты,
керамика на основе олова, титанатов и шпиннельная керамика на основе
ферритов.
Из последний изготавливаются сердечники для катушек в устройствах
8
памяти, магнитопровода и другие детали.

9.

Безоксидная керамика
Металлокерамика, или порошковая металлургия - отрасль
технологии, занимающаяся производством металлических
порошков и деталей из них.
В настоящее время данная технология позволяет получать
высокоточные изделия из комбинации материалов, которые не
смешиваются в обычных условиях, причём эти изделия обладают
заранее заданными человеком свойствами (механическими,
магнитными)
9

10.

Применение металлокерамики
Порошковая металлургия находит широчайшее
применение для различных условий работы деталей
изделий.
Методами
порошковой
металлургии
изготовляют изделия, имеющие специальные свойства:
антифрикционные детали узлом трения приборов и
машин (втулки, вкладыши, опорные шайбы и т.д.),
конструкционные детали (шестерни, кулачки и др.),
фрикционные детали, инструментальные материалы
(резцы,
пластины
резцов,
сверла
и
др.),
электротехнические детали (контакты, магниты,
ферриты, электрощетки и др.) для электронной и
радиотехнической промышленности, композиционные
(жаропрочные и др.) материалы.
10

11.

Преимущества порошковой металлургии
Снижает затраты на дальнейшую механическую обработку, которая может
быть исключена или существенно уменьшена.
Получает готовое изделие точное по форме и размерам.
Обеспечивает высокое качество поверхности изделия.
Использует энерго и ресурсосберегающие технологии.
Уменьшает количество операций в технологической цепи изготовления
продукта.
Использует более чем 97% стартового сырья.
Реализует многие последующие сборочные этапы ещё на стадии спекания.
Позволяет получать изделия с уникальными свойствами, используя
многокомпонентные смеси, объединяя металлические и не металлические
компоненты.
Изделия
различной
пористости
(фильтры)
с
регулируемой
проницаемостью.
Получает более высокие экономические, технические и эксплуатационные
характеристики изделий по сравнению с традиционными технологиями.
Упрощает зачастую изготовление изделий сложной формы.
Обеспечивает прецизионное производство.
Соответствие размеров в серии изделий.
11

12.

Металлокерамические изделия
Для
получения
монолитного
изделия
исходные
порошкообразные массы состоят из двух или более порошков
различных металлов, один из которых обладает более высокой
температурой плавления. При высокотемпературной обработке
более легкоплавкие порошки плавятся и заполняют поры между
частицами тугоплавких металлов
12

13.

Для получения пористого изделия применяют
твёрдофазное спекание (без образования жидкой фазы)
частиц порошков металла, обладающих приблизительно
одинаковой температурой плавления. Количество пор
можно изменять в широких пределах: для изделий на
большие токи 10-15%; для изделий на небольшие токи
2-5%, этого достигают повторным прессованием с
последующей термообработкой – отжигом (обжиг).
13

14.

Пористые
материалы
включают
антифрикционные
материалы, фильтры, фрикционные материалы, пористые
материалы специального назначения.
Разновидностью антифрикционных материалов являются
многослойные материалы, основным из которых считается
трехслойный материал, состоящий из стальной ленты с медноникелевым и баббитовым слоями.
Фильтры необходимы в медицине, в установках для очистки
воды, улавливания пыли, при очистке топлива и т.д.
Фрикционные материалы, обладают высоким и стабильным
коэффициентом трения, высокой прирабатываемостью и
теплопроводностью, у которых практически отсутствует заедание
и свариваемость при высоких температурах.
К пористым материалам специального назначения относятся
«потеющие», битуминированное пористое железо, пористые
снарядные пояски, пористые электроды.
14

15.

Спасибо за внимание!