Properti Bahan Keramik, Jenis, Penggunaan, Karakteristik



itu bahan keramik mereka tersusun dari padatan anorganik, logam atau lainnya, yang telah mengalami panas. Dasarnya biasanya tanah liat, tetapi ada berbagai jenis dengan komposisi yang berbeda.

Tanah liat biasa adalah pasta keramik. Tanah liat merah juga merupakan jenis bahan keramik yang memiliki aluminium silikat di antara komponen-komponennya. Bahan-bahan ini dibentuk oleh campuran fase kristal dan / atau vitreous.

Jika mereka didasari dengan kristal tunggal, mereka monofasik. Mereka polikristalin ketika mereka dibentuk oleh banyak kristal.

Struktur kristal dari bahan keramik tergantung pada nilai muatan listrik ion dan ukuran relatif kation dan anion..

Semakin besar jumlah anion yang berbatasan dengan kation pusat, semakin stabil padatan yang dihasilkan.

Bahan keramik dapat ditemukan dalam bentuk padat padat, serat, bubuk halus atau film.

Asal usul kata tembikar ditemukan dalam kata Yunani keramikos, yang artinya "benda terbakar".

Pengolahan

Pengolahan bahan keramik tergantung pada jenis bahan yang dimaksudkan untuk diperoleh. Namun, memproduksi bahan keramik biasanya membutuhkan proses berikut:

1- Pencampuran dan penggilingan bahan baku

Ini adalah proses di mana bahan baku disatukan dan upaya dilakukan untuk menyeragamkan ukuran dan distribusinya.

2- Konformasi

Dalam fase ini bentuk dan konsistensi diberikan kepada massa yang dicapai dengan bahan baku. Dengan cara ini densitas campuran ditingkatkan, meningkatkan sifat mekanisnya.

3- Pencetakan

Ini adalah proses dimana representasi atau gambar (dalam dimensi ketiga) dari objek nyata dibuat. Untuk membentuk umumnya salah satu dari proses ini dilakukan:

Ditekan

Bahan baku ditekan di dalam cetakan. Pengepresan kering sering digunakan untuk membuat produk refraktori dan komponen keramik elektronik. Teknik ini memungkinkan untuk memproduksi beberapa potong dengan cepat.

Moulding dalam barbonit

Ini adalah teknik yang memungkinkan untuk menghasilkan ratusan kali bentuk yang sama tanpa kesalahan atau deformasi.

Ekstrusi

Ini adalah proses di mana bahan didorong atau diekstraksi melalui cetakan. Ini digunakan untuk menghasilkan objek dengan penampang yang jelas dan tetap.

4- Pengeringan

Ini adalah proses yang terdiri dalam mengendalikan penguapan air dan kontraksi yang dihasilkannya dalam potongan.

Ini adalah fase kritis dari proses karena tergantung pada bagian yang mempertahankan bentuknya.

5- Memasak

Dari fase ini Anda mendapatkan "kue bolu". Dalam proses ini komposisi kimia tanah liat diubah sehingga rapuh tetapi keropos terhadap air.

Pada fase ini panas harus naik perlahan sampai suhu 600 ºC tercapai. Setelah fase pertama ini adalah dekorasi yang dibuat, ketika mereka ingin membuat.

Penting untuk memastikan bahwa potongan-potongan dipisahkan di dalam oven untuk menghindari deformasi.

Properti

Meskipun sifat-sifat bahan ini sangat tergantung pada komposisi mereka, mereka umumnya memiliki sifat-sifat berikut:

  • Struktur kristal Namun, ada juga bahan yang tidak memiliki struktur ini atau hanya memilikinya di sektor-sektor tertentu.
  • Mereka memiliki kepadatan sekitar 2g / cm3.
  • Ini berkaitan dengan bahan dengan sifat isolasi listrik dan panas.
  • Mereka memiliki koefisien ekspansi yang rendah.
  • Mereka memiliki titik leleh yang tinggi.
  • Mereka biasanya tahan air.
  • Kami tidak mudah terbakar atau teroksidasi.
  • Mereka keras, tetapi rapuh dan ringan pada saat bersamaan.
  • Mereka tahan terhadap kompresi, keausan, dan korosi.
  • Mereka memiliki radang dingin, atau kemampuan untuk menahan suhu rendah tanpa kerusakan.
  • Mereka memiliki stabilitas kimia.
  • Mereka membutuhkan porositas tertentu.

Klasifikasi

1- tembikar merah

Ini adalah jenis tanah liat yang paling melimpah. Ini memiliki warna kemerahan yang disebabkan oleh keberadaan oksida besi.

Ketika dimasak, itu terdiri dari aluminat dan silikat. Ini adalah yang paling sedikit diproses. Jika rusak, hasilnya adalah bumi yang kemerahan. Ini permeabel terhadap gas, cairan dan lemak.

Tanah liat ini biasa digunakan untuk batu bata dan lantai. Temperatur pemasakannya berkisar dari 700 hingga 1000 ° C, dan dapat ditutup dengan timah oksida untuk mendapatkan pecah belah yang sangat panas. Ubin Italia dan Inggris dibuat dengan berbagai jenis tanah liat.

2- Keramik putih

Ini adalah bahan yang lebih murni, itu sebabnya mereka tidak memiliki bintik-bintik. Granulometrinya lebih terkontrol dan biasanya diglasir pada permukaan luarnya untuk meningkatkan impermeabilitasnya.

Ini digunakan dalam pembuatan saniter dan peralatan makan. Dalam grup ini masukkan:

Porselen

Ini adalah bahan yang terbuat dari kaolin, sejenis tanah liat yang sangat murni yang ditambahkan feldspar dan kuarsa atau batu api.

Memasak bahan ini dilakukan dalam dua fase: pada fase pertama dimasak pada 1000 atau 1300 ° C; dan pada fase kedua bisa mencapai 1800 ° C.

Porselen bisa lunak atau keras. Dalam hal lunak, pada fase pertama pemasakan mencapai 1000 ° C.

Kemudian dikeluarkan dari oven untuk menerapkan enamel. Dan kemudian kembali ke oven untuk fase kedua di mana suhu minimum 1250 ° C diterapkan.

Dalam kasus porselen keras, fase pemasakan kedua dilakukan pada suhu yang lebih tinggi: 1400 ° C atau lebih.

Dan jika itu akan menghiasi, dekorasi didefinisikan dan masuk ke dalam oven, tetapi kali ini pada 800 ° C.

Ini memiliki beberapa kegunaan dalam industri untuk menguraikan objek penggunaan komersial (peralatan makan, misalnya), atau untuk objek yang lebih khusus digunakan (sebagai isolator dalam transformer).

3- Tahan Api

Ini adalah bahan yang dapat menahan suhu sangat tinggi (hingga 3000 ° C) tanpa merusak bentuk. Mereka adalah lempung yang memiliki proporsi besar aluminium oksida, berilium, thorium dan zirkonium.

Mereka dimasak antara 1300 dan 1600 ° C, dan harus didinginkan secara progresif untuk menghindari kesalahan, retakan atau tekanan internal.

Standar Eropa DIN 51060 / ISO / R 836 menyatakan bahwa suatu bahan tahan api jika melunak dengan suhu minimum 1500 ° C.

Batu bata adalah contoh dari jenis bahan ini, yang digunakan untuk pembuatan oven.

4- Kacamata

Kacamata adalah zat cair dengan dasar silikon, yang mengeras dengan berbagai bentuk ketika didinginkan.

Fluks yang berbeda ditambahkan ke dasar silikon, sesuai dengan jenis kaca yang akan diproduksi. Zat ini menurunkan titik leleh.

5- Semen

Ini adalah bahan yang terdiri dari batu kapur dan kalsium tanah, yang menjadi kaku setelah dicampur dengan cairan (lebih disukai air), dan dibiarkan berdiri. Saat basah, dapat dicetak sesuai bentuk yang diinginkan.

6- Abrasives

Mereka adalah mineral dengan partikel yang sangat keras dan memiliki aluminium oksida dan pasta berlian, di antara komponen-komponennya.

Bahan keramik khusus

Bahan keramik keras dan tangguh tetapi juga rapuh, sehingga mereka telah mengembangkan bahan hibrida atau komposit dengan matriks fiberglass atau polimer plastik.

Bahan keramik dapat digunakan untuk mengembangkan hibrida ini. Ini adalah bahan yang terdiri dari silikon dioksida, aluminium oksida dan beberapa logam seperti kobalt, kromium dan besi.

Dalam elaborasi hibrida ini dua teknik yang digunakan:

Disintesis

Ini adalah teknik serbuk logam yang dipadatkan.

Frit

Dengan teknik ini, paduan dicapai dengan mengompresi bubuk logam bersama dengan bahan keramik dalam oven listrik.

Dalam kategori ini datang yang disebut keramik matriks komposit (CMC). Di antara ini dapat dicantumkan:

- Karbida

Seperti tungsten, titanium, silikon, kromium, boron atau silikon karbida yang diperkuat karbon.

- Nitrides

Seperti silikon, titanium, oxyinitride keramik atau sialon.

- Keramik oksida 

Seperti alumina dan zirkonia.

- Elektroceramik

Mereka adalah bahan keramik dengan sifat listrik atau magnetik.

4 penggunaan utama bahan keramik

1- Dalam industri dirgantara

Di bidang ini, komponen ringan dengan ketahanan terhadap suhu tinggi dan persyaratan mekanis diperlukan.

2- Dalam biomedis

Di daerah ini mereka berguna untuk persiapan tulang, gigi, implan, dll..

3 - dalam elektronik

Di mana bahan-bahan ini digunakan untuk pembuatan amplifier laser, serat optik, kapasitor, lensa, isolator, antara lain.

4- Dalam industri energi

Di sinilah bahan keramik dapat menghasilkan komponen bahan bakar nuklir, misalnya.

7 bahan keramik paling luar biasa

1- Alumina (Al2O3)

Ini digunakan untuk mengandung logam cair.

2- Aluminium nitrida (AIN)

Ini digunakan sebagai bahan untuk sirkuit terpadu dan sebagai pengganti AI203.

3- Boron carbide (B4C)

Ini digunakan untuk memproduksi perisai nuklir.

4- Silikon Karbida (SiC)

Ini digunakan untuk melapisi logam, karena tahan terhadap oksidasi.

5- Silicon nitride (Si3N4)

Mereka digunakan dalam pembuatan komponen mesin otomotif dan turbin gas.

6- Titanium Boride (TiB2)

Itu juga berpartisipasi dalam pembuatan baju besi.

7- Urania (UO2)

Berfungsi sebagai bahan bakar untuk reaktor nuklir.

Referensi

  1. Alarcón, Javier (s / f). Kimia bahan keramik. Dipulihkan dari: uv.es
  2. Q., Felipe (2010). Sifat keramik. Diperoleh dari: constructorcivil.org
  3. Lázaro, Jack (2014). Struktur dan sifat keramik. Diperoleh dari: prezi.com
  4. Mussi, Susan (s / f). Memasak Diperoleh dari: ceramicdictionary.com
  5. Majalah ARQHYS (2012). Sifat keramik. Diperoleh dari: arqhys.com
  6. Universitas Teknologi Nasional (2010). Klasifikasi bahan keramik. Diperoleh dari: cienciamateriales.argentina-foro.com
  7. Universitas Teknologi Nasional (s / f). Bahan keramik Diperoleh dari: frm.utn.edu.ar
  8. Wikipedia (s / f). Bahan keramik Diperoleh dari: en.wikipedia.org