Неметаллические конструкционные материалы Полимеры (пластмассы) Керамика Стекла (аморфные материалы)

Керамика: состав Кристаллическая фаза – основа керамики Аморфная (стекловидная) фаза – связка Газовая фаза в порах керамики КЕРАМИКА Оксидная керамикаБескислородная керамика на основе на основе Al 2 O 3 ZrO 2 SiC Si 3 N 4 и других оксидов Керамико-металлические материалы

Керамика: свойства Высокая твердость и износостойкость Высокие рабочие температуры (до 3500 °С) Химическая стойкость Диэлектрики Теплоизоляторы Малая трудоемкость переработки (изделие и материал создаются одновременно; не нужно упрочнение и отделочные операции) Малая плотность

Керамика: основные недостатки Хрупкость (очень низкая ударная вязкость, в 40 раз ниже, чем у металлов) оксидная – не выдерживает резких перепадов температуры бескислородная – можно получать только горячим прессованием (технологические трудности)

Схема Микроструктура (фото) Кристаллическая фаза – желтые, коричневые, белые, голубые зерна; аморфная фаза - фиолетовая; поры – черные Структура керамики всегда многофазна Структура керамики

Применение керамики: строительная керамика – кирпич, черепица Этим зданиям в Амстердаме уже более 400 лет

Применение керамики: древнейшие строительные сооружения – пирамиды Великие пирамиды в Гизе: XXVI в. до н.э. Пирамида Хафры и и Великий Сфинкс

Применение керамики: техническая корундовая керамика Сопла горелок Нитеводители, барабаны (детали ткацкой промышленности) Сантехнические детали Фильеры для волочения проволоки Детали машин

«Вязкая» керамика на основе ZrO 2 : напряжение у вершины растущей трещины вызывает фазовое превращение; новая фаза с бóльшим удельным объемом тормозит рост трещины

Вязкость разрушения К 1С характеризует локальное повышение растягивающих напряжений у вершины трещины при переходе ее от стабильной к нестабильной стадии роста., МПа·м 1/2. Для керамических материалов вязкость разрушения определяют по величине самой длинной трещины, образовавшейся в ходе испытаний твердости по методу Виккерса.

Строительная керамика Кирпич, керамические плитки – это отформованная и обожжённая глина, состав: водные алюмосиликаты Al 2 (Si 2 O 5 )(OH) 4 и примеси Цемент – смесь известняка CaO, диоксида кремния SiO 2 и оксида алюминия Al 2 O 3. Отвердевает при смешивании с водой. Бетон – композиционный материал из песка и камней, связанных отвердевшим цементом. Соотношение песка и гравия 60:40.

Строительная керамика Прочностная характеристика бетона – марка по прочности на одноосное сжатие: Разрушение бетона при сжатии РастяжениеСжатие

Схема пространственной сетки стекла Расположение тетраэдров в кварцевом стекле Структура стекла

Строительные стекла: оконные Художественные изделия из стекла Применение стекла

Технические стекла: изоляторы ЛЭП Применение стекла

Кристаллические стекла - ситаллы Схема кристаллизации стекла Технология получения ситаллов из доменных шлаков

Процесс перехода стекла в ситалл × 7500 (размер зерен 1-2 мкм) Кристаллические стекла - ситаллы