7.4. Структура керамики.

По строению черепка керамика делится на две группы: с пористой структурой — кирпич, черепица, архитектурно-отделочная керамика, и со сплошной камневидной структурой. Изделия из керамики могут быть неглазурованными и глазурованными (покрыты тонким слоем легкоплавкого стекла).

Керамика является многофазовой системой, в которой могут присутствовать кристаллическая, стекловидная и газовая фазы.

Кристаллическая фаза представляет определенные химические соединения, твердые растворы, сочетание нескольких фаз и твёрдых растворов. Кристаллическая фаза составляет основу керамики и определяет значение механической прочности, термостойкости и других ее основных свойств.

Стекловидная фаза находится в керамике в виде стекла, связывающего кристаллическую фазу. Обычно керамика содержит до 10 % стеклофазы, которая снижает механическую прочность и ухудшает тепловые показатели. Однако стеклообразующие компоненты облегчают технологию изготовления изделий.

Газовая фаза заполняет поры керамики, по этой фазе керамику подразделяют на плотную, без открытых пор, и пористую. Наличие даже закрытых пор снижает механическую прочность керамики.

7.5. Свойства керамики.

Удельный вес керамических материалов, имеющих пористое строение (кирпич, строительный фаянс), находится в пределах от 2,5 до 2,65 г/см³, а материалов, имеющих плотное строение — от 2,7 до 2,8 г/см³ (клинкер, фарфор). В пустотелых кирпичах объемный вес составляет от 0,7 г/см³ до 1,9 г/см³.

Пористость колеблется в широких пределах: практически от 0,0% для фарфора, до 60 - 80% для легкого кирпича и керамзита. Пористость кирпича глиняного обыкновенного 20 - 40%.

Водопоглощение керамических материалов и изделий может колебаться от 0,0% для твердого фарфора до 60 - 70% для легковесного кирпича.

Водопроницаемость, как показатель свойств имеет большое значение для кровельной черепицы, санитарно-строительных, посуды и других керамических материалов.

Газопроницаемость — способность материала пропускать (или не пропускать) газ. Это свойство в большей мере относится к пористой керамике, предназначенной для очистки газов и воздуха от пыли и других механических примесей. Она должна иметь пористость в пределах 30 - 50% с равномерно распределенными порами диаметром 70 - 200мк, высокую проницаемость.

Огнеупорность — способность материала противостоять, не расплавляясь, действию высоких температур. Характеризуемые этим показателем материалы подразделяются на легкоплавкие (менее 1350°С), тугоплавкие (1350-1580°С), огнеупорные (от 1770 до 2000°С) и высшей степени огнеупорности (выше 2000°С).

Термостойкость — свойство материала не растрескиваться при резких и многократных изменениях температуры.

Морозостойкость — способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать требуемое по условиям долговечности число циклов попеременного замораживания и оттаивания. Материал считается морозостойким, если он после испытания по заданному режиму не утратил своей прочности или снизил ее не более чем на 25 % и потерял в весе не более 5 %. Для повышения морозостойкости существенное значение имеют однородность керамического изделия, в котором количество трещин должно быть минимальным.

Электрическая прочность — это способность керамического материала или изделия выдержать действия приложенного к нему электрического напряжения. За пределом этой способности происходит пробой. Наибольшее напряжение, при котором осуществляется пробой, называется пробивным (пробойным) напряжением и количественно определяет электрическую прочность материала или изделия (например, керамического изолятора).

Химическая стойкость — способность материала в течение длительного времени сопротивляться действию химически активных веществ — кислот, щелочей, агрессивных газов, солей. Химически стойкие материалы должны обладать достаточной механической прочностью, газонепроницаемостью и термостойкостью.

Химически стойкая керамика, работающая при отрицательных температурах, должна быть достаточно морозостойкой и выдерживать 25-кратное замораживание и оттаивание.