Основы технологии керамики

Керамика и её классификация

Определение керамики

Термин керамика происходит от греческого слова ceramos, что означает глина, а ceramike - гончарное искусство. В настоящее время понятие «керамика» значительно шире, т.к. к керамике относят не только традиционные изделия из глины, но и изделия, полученные на основе тугоплавких неметаллических соединений не из глиносодержащих масс, а из чистых соединений берилия, циркония, магния, алюминия, титана, оксидов U₂O₃ (керамическое ядерное горючее) и др. Наиболее точное, на наш взгляд, определение керамики дано в энциклопедии «Неорганические материалы» (Киев: УСЭ, 1977. Т. 1 С. 232): «Керамические материалы, керамика -поликристаллические материалы, получаемые спеканием глин и их смесей с минеральными добавками, а также оксидов и других тугоплавких соединений».

Поясним это определение. Поликристаллические материалы необходимо понимать как многофазные, т.к. структура керамики состоит из трех видов фаз: кристаллической, стеклообразной и газовой.

Важнейшим признаком керамической технологии является спекание -обжиг при высокой температуре, в процессе которого формируется фазовый состав и структура керамики. Последняя часть определения отражает виды керамики - традиционной на основе глиносодержащих масс и современной технической керамики на основе различных оксидов и тугоплавких соединений.

Классификация керамики

В связи с широким разнообразием керамических материалов и изделий керамика классифицируется в зависимоси от структуры черепка, наличия глазури, условий изготовления и области применения.

По структуре черепка с учетом пористости, газо - и водопроницаемости керамика классифицируется на две группы:

• плотная - со спекшимся, плотным черепком (водопоглощение W<5%), имеющим блестящий раковистый излом, не пропускающим воду и газы; это фарфор, кислотостойкая керамика, некоторые виды технической керамики;

• пористая с непросвечивающим черепком (водопоглощение W>5%), прилипающим к языку и имеющим тусклый землистый излом, пропускающим воду и газы при отсутствии глазури; к этой группе керамики относятся фаянсовые изделия, кирпич, керамические блоки, облицовочная плитка и др.

В зависимости от зернистости черепка керамику делят на тонкую, имеющую тонкозернистую структуру, и грубую - с грубыми зернами структуры черепка.

Тонкая керамика- это фарфор, фаянс, майолика, плавленные огнеупоры, техническая керамика.

Грубая керамика - кирпич, канализационные грубы, некоторые виды огнеупоров.

Перечисленные виды керамики могут быть глазурованные и неглазурованные.

Керамические изделия классифицируют также по производственно-отраслевому признаку и областям применения. Согласно этой классификации различают следующие группы керамики:

• строительная керамика- изделия, предназначенные для кладки зданий и сооружений: стеновая керамика( кирпич, керамические камни, блоки), кровельная - черепица; облицовочная керамика - плитки для наружной и внутренней облицовки стен и полов; санитарно-техническая керамика -раковины, унитазы, канализационные трубы и др;

• огнеупорные материалы, огнеупоры( t_огн>1580 ) - изделия, применяемые для кладки промышленных печей, топок, аппаратов, работающих при высоких температурах, а также в качестве огнеприпаса при обжиге изделий и деталей различного назначения, в т.ч. фарфоровой и фаянсовой посуды, художественных изделий;

• химически стойкая керамика - изделия предназначенные для применения в агрессивных средах, стойкие к кислотам, щелочам, расплавам.

• тонкая керамика - хозяйственная и лабораторная фарфоровая и фаянсовая посуда, художественная, декоративная и другие виды изделий.

- техническая и специальная керамика - материалы и изделия со специфическими свойствами, применяемые в энергетике, авиационной ракетно-космической, атомной в электронно-вычислительной технике автомобилестроении, радиоэлектронике, электронике.

По своему практическому предназначению техническую керамику можно разделить на две группы:

• конструкционную - композитные материалы(композиты) для самолето - и ракетостроения, для двигателей внутреннего сгорания в автомобилестроении; огнеупорные оксидные материалы, подложки для микросхем ЭВМ и др;

• функциональную - сверхпроводящая керамика; полупроводниковые, пъезо-, сегнетоматериалы, керамическое ядерное горючее (U₂O₃) и др.