Material cerâmico: propriedades, tecnologia de produção, aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

A primeira cerâmica apareceu muito antes de as pessoas aprenderem a fundir metal. Os potes e jarros antigos que os arqueólogos encontram até hoje são a prova disso. Vale ress altar que o material cerâmico possui propriedades únicas que o tornam simplesmente indispensável em algumas áreas. Vamos dar uma olhada nas características da cerâmica com você, falar sobre sua produção e características.

Informações gerais

Obtenha produtos cerâmicos sinterizando argila e misturando com aditivos orgânicos. Às vezes, óxidos de compostos inorgânicos são usados. Os primeiros produtos desse tipo apareceram há 5.000 anos. Durante este tempo, a tecnologia de produção melhorou significativamente e hoje os produtos cerâmicos de alta resistência estão disponíveis para nós. São utilizados na construção para revestimento de fachadas, pisos, paredes, etc.

Existem cerâmicas com caco denso e poroso. A principal diferença entre os dois é que o fragmento denso é à prova d'água. São produtos de porcelanato, pisos, etc. Porososcaco - telhas, pedra cerâmica, tubos de drenagem e muito mais.

Histórico de ocorrência

A palavra "cerâmica" em grego significa "argila". Naturalmente, algum tipo de mistura era usado para fazer qualquer produto. Os materiais necessários foram adicionados a ele, dependendo do que precisava ser obtido no final. No início, à mão, e um pouco mais tarde em uma máquina especial, uma forma especial foi dada a um produto de argila. Posteriormente, os produtos cerâmicos são queimados em fornos a altas temperaturas.

Muitos países usaram suas próprias tecnologias de produção. Isso se aplica à cerâmica, pintura e vitrificação. O Egito é considerado o primeiro estado que alcançou um desenvolvimento significativo dessa indústria. Foi a produção de cerâmica lá que se estabeleceu em primeiro lugar. Os produtos eram feitos de argila áspera e mal misturada, mas depois a tecnologia melhorou. Hoje, são encontrados tijolos de barro amarelo que supostamente foram usados na construção das pirâmides de Memphis.

O advento da porcelana

Jade é usado na China há muito tempo. Era bonito, mas bastante frágil e difícil de manusear. Depois de muitos anos de busca, uma solução foi encontrada. A porcelana é mais fácil de fabricar. No entanto, mesmo aqui havia nuances. Por exemplo, mica e tsvaoka, que foram encontradas em "pedras de porcelana", foram moídas em um pó fino e armazenadas por mais de 10 anos. Isso foi feito para tornar o material o mais flexível possível. PrimeiroOs produtos de porcelana na China eram vasos altos e alongados. Eles tinham uma superfície polida e uma cor azul ou verde escura. Estes últimos foram os mais valorizados.

Hoje acredita-se que a China é o estado onde a porcelana foi mais amplamente distribuída. Isso é verdade, embora fosse popular na Europa, mas apareceu lá mais tarde, e sua produção se desenvolveu por mais tempo.

Principais tipos de cerâmica

Atualmente, os produtos de argila possuem uma ampla classificação. Assim, os itens de cerâmica podem ser divididos em dois grupos principais:

• cerâmica não vidrada (terracota e cerâmica);
• vidrado (majólica, faiança, porcelana, argila refratária).

Terracotta - do italiano "terra cozida". Os produtos são feitos de argila colorida e têm uma estrutura porosa. A terracota é usada para fazer vasos, pratos, além de brinquedos e azulejos.

Olaria A olaria é mais difícil de processar. Para torná-lo à prova d'água, é necessário polimento. Além disso, o produto é sujeito a coloração. Para fazer isso, é deixado em um forno quente em fumaça até esfriar completamente. Hoje, muitos tipos de cerâmica, em particular a cerâmica, são extremamente populares. É usado na vida cotidiana para armazenar leite, materiais a granel ou como decoração.

Quanto ao segundo tipo - cerâmica vidrada, porcelana e faiança são os mais populares aqui. O primeiro é mais caro e trabalhoso na produção, o segundo é prático e barato. Diferem entre si pelo facto de os produtos de porcelana conteremmenos argila e mais aditivos especiais. Além disso, a porcelana é translúcida à luz, ao contrário da faiança.

Sobre os refratários

Produtos feitos de misturas de argila são refratários. Dependendo da finalidade, eles podem suportar temperaturas de 1.300 a 2.000 graus Celsius e até mais altas. Um forno especial para queima de cerâmica é usado. Os materiais refratários são os mais utilizados no processo metalúrgico. Lá eles são usados para projetar altos-fornos e unidades.

É bastante lógico dizer que com o aumento da temperatura, a resistência do refratário não se perde, mas, ao contrário, aumenta. Isto é conseguido devido à presença de óxidos refratários, silicatos e boretos na composição. Eles são usados em quase todos os lugares onde ocorrem processos de alta temperatura. Muitas vezes eles são encontrados moldados, ou seja, na forma de um produto específico, por exemplo, um tijolo. Raramente, é necessário usar refratários não moldados em forma de pó.

Cerâmica em construção

A vantagem dos materiais cerâmicos é que seus estoques são praticamente ilimitados. Junto com a facilidade de produção e alta durabilidade de tal produto, hoje é indispensável na construção civil. Se pegarmos materiais de parede, o tijolo de barro ocupa a posição de liderança aqui.

O mesmo vale para os revestimentos cerâmicos, que, apesar da aparência de polímeros, não perdem espaço. Ainda é usado para equipar salas com alta umidade e temperatura. Entre os materiais de revestimentoargila expandida fica em primeiro lugar.

Nos últimos anos, a produção de blocos e tijolos cerâmicos vazados aumentou 4%. Sua produção requer mudanças mínimas nas fábricas e fábricas de tijolos, enquanto os custos compensam no primeiro ano de vendas. No exterior, a cerâmica oca há muito ocupa uma posição de liderança e é vendida muito melhor do que os tijolos comuns.

Materiais cerâmicos especiais

Tais produtos incluem tubulações sanitárias e de esgoto. Os primeiros são divididos em três grandes grupos:

• de faiança dura (fragmento poroso);
• praça sanitária (fragmento sinterizado);
• semi-porcelana (fragmento meio cozido).

Os principais requisitos para louças sanitárias são resistência a danos mecânicos, resistência ao calor. A receita deve ser seguida na ordem estrita, o mesmo se aplica à tecnologia. Apenas um forno de cerâmica profissional e matérias-primas de alta qualidade são usadas. Os produtos sanitários incluem pias, vasos sanitários, banheiras, radiadores, etc. Uma maneira segura de verificar a qualidade de um produto é bater levemente na caixa. O som deve ser claro e livre de chocalhos. Isso indica queima na temperatura correta e sem rachaduras.

Quanto aos canos de esgoto, eles devem ter um caco sinterizado denso. Os tubos cerâmicos são produzidos com um diâmetro de 150-600 mm. Geralmente esm altado por dentro e por fora. Tais produtos são caracterizados alta resistência a ambientes agressivos e correntes elétricas parasitas. Eles têm preços moderados, tornando-os mais acessíveis.

Propriedades físicas e químicas da cerâmica

Como mencionado acima, todos os produtos podem ser divididos em dois grandes grupos: densos e porosos. Denso tem um coeficiente de absorção de água inferior a 5%, poroso - 5% ou mais. O último grupo inclui os seguintes produtos: tijolos de barro (porosos e vazados), pedras de parede ocas, telhas de revestimento, telhas. Produtos cerâmicos densos - tijolos rodoviários e ladrilhos. Tanto a cerâmica porosa quanto a densa são encontradas na indústria sanitária.

Falando em propriedades físicas e químicas, é impossível não notar a principal desvantagem da cerâmica. Consiste em maior fragilidade em comparação com outros materiais. No entanto, a alta disponibilidade e versatilidade fazem deste material um dos mais populares em muitas indústrias e até mesmo na vida cotidiana. As tecnologias modernas permitem obter uma superfície lisa imediatamente após a queima. Se você deseja obter uma determinada cor, adicione óxidos de ferro ou cob alto.

Características da microestrutura

Quando aquecida, a cerâmica gradualmente se torna líquida. Distingue-se por um grande número de compostos simples e complexos. No resfriamento, ocorre a cristalização. Manifesta-se na precipitação de cristais puros, que aumentam de tamanho. Quando a massa endurece, ela se forma na estruturamicroconglomerado. Nela, os grãos de mulita são cimentados por uma massa endurecida. Vale a pena prestar atenção que os átomos de oxigênio formam uma espécie de matriz. Ele contém pequenos átomos de metal que são substituídos nos vazios entre eles. Consequentemente, as ligações iônicas predominam na microestrutura e as ligações um pouco menos covalentes. A estabilidade e estabilidade química são alcançadas através da presença de compostos químicos fortes e duráveis.

Como mencionado acima, o uso de materiais cerâmicos é limitado. Isso se deve ao fato de que os cristais são imperfeitos. As redes cristalinas têm muitos defeitos: poros de tamanho atômico, deformações, etc. Tudo isso prejudica significativamente a resistência. No entanto, existem algumas nuances aqui. Por exemplo, se a tecnologia for observada durante a fabricação de um determinado tipo de cerâmica, é bem possível obter bons resultados de resistência. Para isso, é extremamente importante observar o regime de temperatura e a duração da queima do produto.

Características e propriedades da argila

A argila é uma rocha sedimentar que, independente da composição e estrutura, quando misturada com água, forma um material plástico. Após o disparo - um corpo de pedra. Geralmente a mistura é densa, composta principalmente de aluminossilicatos. Muitas vezes, rochas como quartzo, feldspato, piritas de enxofre, bem como hidróxidos e carbonatos de compostos de cálcio, magnésio e titânio também são encontrados em argilas.

Os caulins são as argilas mais puras conhecidas atualmente. Quase inteiramente composto de caulinita. Depois de assado obterCor branca. A plasticidade necessária para o processamento é alcançada devido à presença de grãos finos de matéria argilosa (0,005 mm) na estrutura. Naturalmente, quanto mais tal substância na composição, maior a plasticidade e vice-versa.

As principais propriedades cerâmicas das argilas incluem:

• plasticidade - deformação sem quebrar a integridade;
• conectividade;
• encolhimento do ar e do fogo;
• resistência ao fogo.

Hoje, são utilizados diversos aditivos diluentes e enriquecedores, que permitem alterar as propriedades do material em uma direção ou outra. Isso faz com que os produtos cerâmicos se tornem ainda mais procurados e acessíveis.

Esquema tecnológico de produção

Características dos materiais cerâmicos indicam a possibilidade de utilização de argilas em diversas indústrias. Isso fez com que houvesse uma grande demanda e, consequentemente, a oferta aumentasse. As plantas de produção na maioria dos casos funcionam de acordo com o mesmo padrão:

• extração de matéria prima;
• preparação;
• modelagem e secagem;
• torração e lançamento do produto.

Para minimizar os custos, as fábricas geralmente são construídas nas imediações do depósito de argila. A mineração é realizada de forma aberta, ou seja, com uma escavadeira. O próximo passo é preparar a massa. As matérias-primas são enriquecidas, trituradas e misturadas até obter uma massa homogênea. A formação do futuro produto cerâmico é realizada por métodos úmidos e secos. No primeiro caso, a massa é umedecida até 25% e no segundo - não mais que 12%.

No passado, a secagem natural era muito usada. No entanto, o resultado dependeu em grande parte do clima. Portanto, com chuva ou frio, a planta fica parada. Portanto, secadores especiais (gás) são usados. O passo mais crítico é o disparo. É extremamente importante estar em conformidade com a tecnologia, que é bastante complexa. Muito também depende do resfriamento da cerâmica. Uma queda acentuada de temperatura não é permitida, o que pode levar a uma curvatura do plano. Só então você pode vender materiais cerâmicos. A tecnologia de produção, como você pode ver, não é simples, consiste em várias etapas. Cada um deles deve ser seguido. Se isso não acontecer, então nas prateleiras da loja podemos encontrar o casamento.

Um pouco sobre as desvantagens da cerâmica

Como já mencionado, a composição dos materiais cerâmicos não é a ideal. Em particular, isso afeta a resistência do produto de argila. Qualquer dano mecânico pode se manifestar como um chip, rachadura, etc. Esta é a principal desvantagem. Mas há outros fatores que dificultam a ampla divulgação do material que estamos considerando. Um deles é o alto custo. Por exemplo, telhas cerâmicas para o telhado de uma casa de campo são uma excelente solução do ponto de vista estético, mas esse prazer será muito caro.

Ao mesmo tempo, sua aparência não durará mais de 5 anos com os devidos cuidados. No futuro, ocorre o desbotamento, o aparecimento de musgo na superfície etc. Junto com isso, a fragilidade e a fragilidade levam ao fato de que qualquerdanos mecânicos podem causar vazamentos no telhado, e poucas pessoas vão gostar. Obviamente, o material cerâmico moderno parece muito impressionante, o que é alcançado devido à ampla textura de cores e ao acabamento de alta qualidade. Mas ainda é caro, o que muitas vezes faz pensar na adequação de tal escolha.

Resumir

Consideramos as propriedades básicas dos materiais cerâmicos. Com base em todos os itens acima, podemos concluir que tais produtos possuem alguma singularidade. Está no fato de que, na ausência de danos mecânicos, eles durarão muito, muito tempo. Além disso, o material cerâmico para fundição de metal líquido em fábricas também é indispensável, pois pode suportar altas temperaturas.

Na vida cotidiana, a cerâmica é muito útil. Pratos especiais para cozinhar no forno, embora tenham mudado de aparência ao longo dos anos, ainda são feitos desse material. A porcelana, apesar de seu alto custo, tem uma aparência elegante e é simplesmente agradável aos olhos. Isso também se aplica à louça de barro, que, se executada corretamente, é difícil de distinguir da porcelana.

Em qualquer caso, deve-se usar material cerâmico. Isso se deve principalmente às grandes reservas de argila natural. Há realmente muito, e a cada ano mais e mais novas pedreiras para a extração desse recurso natural estão sendo desenvolvidas. O segundo fator importante é a compatibilidade ambiental. Antes, as pessoas não tinham a oportunidadeuse quaisquer aditivos prejudiciais para melhorar as características de resistência do produto. Hoje a situação mudou, embora não muito criticamente. As telhas cerâmicas, ao contrário dos materiais sintéticos, não são prejudiciais à saúde. Isso também se aplica aos pratos de cerâmica, que, comparados ao plástico, especialmente se este for aquecido, não fazem mal algum.