Керамические материалы презентация

Керамические материалы Керамические материалы один из самых древних конструкционных материалов, использовавшихся в производстве: 1. Посуды, украшений: 2. В строительстве Посуда и украшения: Гончарная керамика, стекло, фарфор, фаянс, майолика, терракота

Керамические материалы в строительстве

Керамические материалы в строительстве 3. Черепица Достоинства керамики в строительстве: износостойкость значительная долговечность, декоративность многих видов керамики, распространенность в природе сырьевых материалов.

Керамические материалы Керамические материалы достаточно сложны как по химическому составу, так и по структуре. По химическому составу – это оксиды, карбиды, нитриды, бориды, сульфиды или их смесь. По структуре в их составе всегда есть: 1. кристаллическая составляющая; 2. аморфная (стекло-фаза); 3. газовая составляющая (поры в керамике, определяющие ее теплоизоляционные свойства и химические свойства)

Керамические материалы.

Свойства и применение керамических материалов

Виды керамических материалов

Виды керамических материалов

Виды керамических материалов

Химическое сопротивление керамических материалов Одно из достоинств керамических материалов – это высокая их коррозионная стойкость. Но эта стойкость конечно не является абсолютной и при взаимодействии с различными жидкими и газообразными средами, особенно при повышенных температурах керамика разрушается. Отличие любой керамики даже самой плотной от металлов в том, что в керамике всегда присутствуют поры, в которые и проникают активные жидкости и газы, вступая в химические реакции с составляющими керамики. Если сравнить коэффициент водопроницаемости металлов с самой плотной керамикой (стеклами) при 20 С: Металл - 10-17 - 10-14 Неорганическое стекло - 10-14 - 10-10

Химическое сопротивление керамических материалов Поэтому в отличие от металлов взаимодействие активных веществ с керамикой идет не только на поверхности, но, в основном, и внутри керамики. И поэтому величина пор и транспортные процессы доставки реагента и отвода продуктов взаимодействия здесь приобретают первостепенное значение. Устойчивость керамики прежде всего будет определятся химической устойчивостью соединений входящих в состав керамики и структурой керамики, т.е. ее плотностью и величиной пор. Если основой керамического материала является кислотообразующий диоксид кремния SiO2, то такой материал будет обладать высокой химической стойкостью к действию кислот, в том числе концентрированных.

Химическое сопротивление керамических материалов Исключение составляет плавиковая кислота активно разрушающая диоксид кремния: SiO2 + НF SiF4 + 2H2O Ряд материалов, содержащих SiO2 , разрушается при воздействии на них кремнефтористоводородной и фосфорной кислоты, но это взаимодействие имеет место при высоких температурах и протекает с меньшей скоростью. Как кислотный оксид SiO2 более активно взаимодействует со щелочами SiO2 + 2NaOН Na2SiO3 + H2O Na2SiO3 достаточно хорошо растворима в воде, что делает невозможным замедление во времени реакции взаимодействия.

Химическое сопротивление керамических материалов В керамических материалах всегда присутствуют силикаты: соединения оксид металла-оксид кремния. Химическая стойкость силикатов растет в ряду: Ме2О SiO2 МеО SiO2 Ме2О3 SiO2 Исходя из активности силикатообразующих оксидов силикаты группы МеО SiO2 располагают по степени возрастания их химической стойкости в следующий ряд: PbО SiO2 BaО SiO2 CaО SiO2 MgО SiO2 ZnО SiO2 FeО SiO2 МnО SiO2

Химическое сопротивление керамических материалов Керамические материалы к воде обычно устойчивы. Но поскольку все они пористые материалы и способны в той или иной мере поглощать воду, поэтому применительно к строительной керамике (керамический и дорожный кирпичи, плитки облицовочные и дорожные) вводится понятие морозостойкости – т.е. способности керамического материала выдерживать циклы замораживания оттаивания в насыщенном водой состоянии. Морозостойкость зависит прежде всего от величины пор и от их открытости или закрытости, т.е. соединяются они друг с другом или разделены слоем керамики. Закрытость или открытость пор влияет на водопоглощение керамического материала, а, сл-но, и на его морозостойкость.

Взаимодействие керамических материалов с газами Газы, выделяющиеся при проведении различных процессов в металлургии, химии, нефтехимии, ядерной энергетике при повышенных температурах и давлениях оказывают на керамические материалы разрушающее воздействие. К таким газам относятся: пары воды, оксиды углерода, водород, углеводороды, хлор, сероводород. Сильнейшее агрессивное действие оказывает монооксид углерода СО. Под его воздействием восстанавливаются оксиды, входящие в состав, керамичеcкого материала и выделяется сажистый углерод, который создает большие распирающие усилия в порах огнеупора. Меn0m +СО Меn0m-1 + СО2 2СО СО2 + С

Взаимодействие керамических материалов с газами Сажистый углерод кроме того может взаимодействовать с составляющими керамики, например муллитом (3Al2О3 2SiO2) 3Al2О3 2SiO2 + С 3Al2О3 + 2SiO + 2СО Монооксид кремния SiO также приводит к растрескиванию керамического материала. Углеводороды, метан, этан и природный газ как и СО могут способствовать выделению сажистого углерода. Наиболее устойчивы к действию СО и углеводородов являются высокоглиноземистые огнеупоры. В среде водорода восстанавливаются многие оксиды ТiO2 MgO, SiO2 и др.

Взаимодействие керамических материалов с газами Например, муллит водород разлагает с образованием корунда и летучего моноксида кремния: 3Al2О3 2SiO2 + 2Н2 3Al2О3 + 2SiO + 2Н2О Хлор разрушает многие огнеупоры, так как с большинством тугоплавких оксидов дает легкоплавкие или летучие соединения, плавление или испарение которых вызывает снижение прочности материала. К действию водорода и хлора более устойчивы высокоглиноземистые (с содержанием Al2О3 85% и более) корундовые огнеупоры.