Формирование структуры керамики методом прессования

Керамические порошки представляют собой трехфазную.' систему, состоящую из твердой минеральной части, жидкой фазы — воды и воздуха. Для получения высокоплотного спреЫ сованного полуфабриката из пластичных масс целесообразно использовать порошки типа монофракционных с выбором; конечного давления, обеспечивающего полное устранение* расположенных между частицами свободных промежутков за счет пластической деформации частиц.

Начало прессования керамического порошка сопровождается его уплотнением за счет смещения частиц относительно друг друга и их сближения. Это является первой стадией уплотнения. При этом происходит частичное удаление воздуха из системы.

Следующая (вторая) стадия уплотнения характеризуется; пластической необратимой деформацией частиц. При этом увеличивается контактная поверхность между частицами. Одновременно с этим уплотнение каждой элементарной частицы сопровождается выжиманием влаги из ее глубинных слоев на контактную поверхность частицы. Оба эти фактора обусловливают возрастание сцепления между частицами. Вода вместе с содержащимися в ней глинистыми коллоидами цементирует крупные частицы прессовки, а с увеличением контактной поверхности возрастает эффект такой цементации. В этой стадии уплотнения может иметь место защемление и упругое сжатие воздуха, который- не успел удалиться из порошка.

В третьей стадии уплотнения наступает упругая деформация частиц. Такие деформации наиболее вероятны для тонких удлиненных частиц в виде игл и пластинок, которые могут изгибаться по схеме зажатой консоли или балки, опирающейся на две опоры.

Последняя стадия уплотнения сопровождается хрупким разрушением частиц, при котором прессовка получает наибольшее уплотнение и наибольшее сцепление вследствие сильного дальнейшего развития контактной поверхности.

Применение

Из керамики и на ее основе получают множество интересных по своему строению, химическому составу и структуре материалов, так как керамика и ее исходные материалы обладают исключительными свойствами и способностями.

Сырье из которого производится керамика обладает ярко выраженными пьезоэлектрическими свойствами, так пьезоэлектрическими материалами являются некоторые монокристаллы (кварц, дигидрофосфаты калия и аммония, сульфат лития), а также поликристаллические твердые растворы после поляризации в электрическом поле (пьезокерамика).

Особый вид керамики относится к сегнетоэлектрикам — веществам обладающим в определенном интервале температур самопроизвольной (в отсутствие электрического поля) электрической поляризацией, сильно зависящей от внешних условий. К сегнетоэлектрикам относятся сегнетова соль, тита-нат бария (ВаТЮ₃), дигидрофосфаты калия (КН_гР0₄) и аммония, ниобат лития (LiNbO_s) и др. Известно несколько сотен сегнетоэлектриков, в том числе сегнетокерамика. Применяются сегнетоэлектрики главным образом как пьезоэлектрические преобразователи в детекторах электромагнитных излучений, а»-'^акже в различных конденсаторах.

В качестве теплоизоляционного материала применяется пенокерамика — керамический материал ячеистой структуры, который изготовляют сушкой с последующим обжигом керамической пеномассы.

Также своими полезными свойствами всем известна металлокерамика — продукт порошковой металлургии, рассмотренная подробнее выше.

Химический состав клинкера, как главного компонента цементов

Клинкер представляет собой зернистый материл, полученный обжигом до спекания (при 1540°С) сырьевой смеси, состоящей в основном из углекислого кальция (известняки различного вида) и алюмосиликатов (глины, мергеля, доменного шлака и др.).

Химический состав клинкера выражают содержанием оксидов (% по массе). Главными являются: СаО — 63—66%, SiO_a — 21—24%, А1₂0₃ — 4—8% и Fe₂0₃ — 2—4%, суммарное количество которых составляет 95—97%. В небольших количествах в виде различных соединений могут входить MgO, SiO_s, Na₂0, К₂0, ТЮ₂, Сг₂О_э и P₂O_s. В процессе обжига, доводимого до спекания, главные оксиды образуют силикаты, алюминаты и алюмоферрит кальция в виде минералов кристаллической структуры, а некоторая часть их входит в стекловидную фазу.