Ceramika, materiały ceramiczne, ich właściwości, funkcje i zastosowanie, Prezentacje z Materials Physics

Pobierz Ceramika, materiały ceramiczne, ich właściwości, funkcje i zastosowanie i więcej Prezentacje w PDF z Materials Physics tylko na Docsity! Ceramika nowoczesna Dr inż. Hanna Smoleńska Katedra Inżynierii Materiałowej i Spajania, Wydział Mechaniczny, Politechnika Gdańska Materiały edukacyjne do użytku wewnętrznego 26000 B.C. glina z tłuszczem mamucin i popiołem z kości daje tworzywo z którego można robić żaroodporne naczynia! HISTORIA CERAMIKI 50 BC. -50A D- Rzym -szkło optyczne (soczewki, lustra), szyby, wydmuchiwanie wyrobów szklannych EA 600 AD. Porcelana - pietwrszy kompozyt ceramiczny. Używana wszędzie od zastawy stołowej do izolatorów 5 | 6DO0 B.C. wypalane naczynia do celów użytkowych i atystycznych Grecja 400 B.C. Egipt. wynalazek szkła - glazura szklana(krzemionka) na powierzchni spieku krzemionkowego. Powłoki stosuje się do dzisiaj! 26,000 B.C.- PRESENT 18703 materiały ogniotrwałe - surowiec: wapień i MO -są stosowane od ściań budynków do wyłożeń pieców metalurgicznych + Uproszczona klasyfikacja materiałów ceramicznych ka materiały węglowe, grafit materiały ogniotrwałe GD ceramika siĘ" gS elektrotechniczna materiały budowlane porcelana stołowa, porcelit, fajans materiały ścierne elementy (>) narzędzia skrawające konstrukcyjne wg K.G. Budinskiego (L.A. Dobrzański) Funkcje, właściwości i zastosowania technicznej ceramiki szlachetnej (wg Ministerstwa Handlu i Biura Przemysłu Ceramicznego Japonii) (D.R. Jonson, R.B. Schulz) (4 Główne typy oraz ogólny opis materiałów ceramicznych i węglowych (+-) am twardość, wytrzymałość i odporność na ścieranie zależna od udziału osnowy kobaltowej; wolframu stosowane na narzędzia skrawające i matryce z ta nie tak ciągliwe jak węgliki wolframu; nikiel i molibden stosowane jako lepiszcze; Ż stosowane na narzędzia skrawające ARA wysokotemperaturowa wytrzymałość i odporność na ścieranie; stosowane w turbinach cieplnych i jako ścierniwo boru o regularnej druga najtwardsza znana substancja po diamencie; i sieci przestrzennej stosowany jako ścierniwo i na narzędzia skrawające tytanu stosowane jako pokrycia ze względu na dużą odporność na ścieranie, o złotym kolorze krzemu wysoka odporność na pełzanie i udary cieplne, stosowany w turbinach cieplnych wysoka twardość, umiarkowana wytrzymałość; 2 aluminium najpowszechniej stosowane na narzędzia skrawające, izolatory elektryczne i cieplne E wysoka wytrzymałość i ciągliwość, rozszerzalność cieplna zbliżona do żeliwa, cyrkonu odpowiednie na elementy turbin cieplnych Sialony łączy cechy azotku krzemu i tlenku aluminium: stosowany na narzędzia skrawające i jako materiał żaroodporny Ca REJE zawierają tlenki, węgliki i azotki oraz metalową osnowę; zastosowania wysokotemperaturowe, a niektóre na narzędzia skrawające K il żarowytrzymała; kwarc wykazuje efekt piezoelektryczny; silikaty, zawierające różne tlenki, są stosowane na wysokotemperaturowe elementy zawierają nie mniej niż 50% krzemionki; struktura bezpostaciowa; liczne typy o zróżnicowanych własnościach mechanicznych i fizycznych (porównaj tabl. 8.16) zawiera w strukturze bardzo drobne kryształy; bardzo dobra odporność na udary cieplne i żarowytrzymałość Grafit krystaliczna postać węgla; wysoka przewodność elektryczna i cieplna, dobra odporność na udary cieplne jedna z najtwardszych znanych substancji ”, dostępny jako monokryształ lub w postaci polikrysta- licznej; stosowany na narzędzia skrawające i ścierniwo, a także na matryce do ciągnienia cienkich drutów Szkła Ceramika szklana (L.A. Dobrzański) Diament Elementy maszyn w przemyśle tekstylnym ETZ. (K0) A s ze [| 0% (www.ceramtec.com/de) life) ZrO, (TZP) e staw biodrowy Biolox forte (99,7% ALO.) + staw kolanowy Biolox forte (99,7% ALO.) Surface of a metal ball head — Surface of a BIOLOXGforte ball head (www.ceramtec.com/de) e przykłady zastosowań ceramiki SiC F -mały współczynnik tarcia oraz wysoka przewodność cieplna > łożyska ślizgowe oraz toczne, pierścienie ślizgowe i oporowe (www.ceramtec.com/de) (www.sbb.co.kr) (www.ceramtec.cz) + ceramiczne łożyska toczne (hybrydowe oraz całkowicie ceramiczne) (2 - większa sztywność, | - mniejszy ciężar, - niższy moment tarcia (mniej ciepła, większa prędkość, łatwiejsze smarowanie), - większa trwałość (szczególnie w trudnych warunkach) hybryda (kulki AO, ) Ez ECM 19 - mniejsza rozszerzalność cieplna (mniejsze luzy), - odporność na korozję, kulki Si,N, bieżnie różne www.sbb.co.kr - kulki wykonywane są również z TiC oraz SiC e małe turbiny oraz łopatki http://statusreports-atp.nist.gov www.advancedceramics.org A 16 blade silicon nitride turbine wheel for use in smail turbogenerators. Near net-shape turbine wheelsłor use in commercial or military jet engine starters. e ceramiczne elementy w silnikach spalinowych (-+) Firma Typ silnika _ | Materiałceramiczny | Elementy silnika SLN pierścienie tłokowe, wkładki tulejowe, zawory, walki rozrządu, 1.6L4 | ieryijci > SIC popychacze, wirniki. dmuchawy Isuzu L8L4Diesel a 05 wkładki kanałów wydechowych, wkładki tulejowe, pierścienie tłokowe, LN, zawory, wirnik dmuchawy Mazda 30LV6 DOHC Si5N; wkładki kanałów wydechowych, wkładki tulejowe, pierścienie tłokowe, 2,014 DOHC SIN, zawory, wirnik dmuchawy, czop tłokowy, zawory wlotowe Nissan | Feazer Consept Si,N, wirniki turbin. zawory wlotowe i wylotowe CAX 2,0L4 : Si,N, zawory wlotowe Toyota ź : ; ; 3 SDA HrDIIB Ś kompozyt komory spalania, wirniki turbin, łopatki turbin, regeneratory i inne spalinowa reakcyjna | ceramiczny (L.A. Dobrzański) Czołg PT - 91 Twardy, w czołgu tym użyto ochrony pancerza z warstwami ceramicznymi CAWA - 1,2 (Nie tylko rodzaj i grubość płyty ceramicznej ma istotny wpływ na jej zdolność ochronną, ale i to, czy jest monolitem, czy składa się z kilku oddzielnych płytek. Kilka płytek ceramicznych, stykających się ze sobą, stanowi moduł ochronny mniej skuteczny niż jedna płyta ceramiczna o łącznej grubości tych płytek). SCHEMAT KONSTRUKCJI PANCERZA CZOŁGU Funkcja — Uniwersalny pancerz ceramiczny Lekki pancerz ceramiczny ———— 2 dowolna wysoka Odporność „kar RE ; TiSIC, SiC 3 2 ALO, kompozyty ALO, ceramiczne B,C na bazie TiB. SIN, a lubŹró2 PO SH | odchyleni „| pękanie | | osłabieniej Gł wo | na większe a | stępienie pochłanianie fragmenty E: p” | pocisku energi || pocisku ź |"E Materiały ceramiczne stosowane w mikroelektronice mają wyjątkowe znaczenie, ich wartość stanowi ok. 80% ogólnej wartości produkowanych obecnie materiałów ceramicznych. W szerokim zakresie są wykorzystywane ceramiczne materiały półprzewodnikowe, są z nich wytwarzane m.in.: diody, fotodiody, tranzystory, lasery, baterie słoneczne. Wielowarstwowe struktury mikroelektroniki