Transcript Kerámiák

ELŐGYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁK
KERÁMIÁK
Kerámia
nemfémes szervetlen anyag
Kerámiákra
általában jellemző
-nagy ridegség, kis
alakíthatóság
-közepes, ill. nagy kötési
energia
-közepes, ill. nagy szilárdság
és olvadási hőmérséklet
-jó korrózióállóság
Kerámiák fő csoportjai:
-oxidkerámiák
-nemoxid(os) kerámiák
Oxidkerámiák áttekintése (alkotók szerint)
Nemoxidkerámiák áttekintése (alkotók szerint)
Kerámia anyagok csoportosítása
• Gyártás szerint:
Olvasztás (üveggyártás)
Hidrát kötés (cement)
Nedves formázás
(agyag árúk)
Porkohászat (műszaki
kerámiák)
Eredet szerint
Természetes anyagok
(pl. gránit, bazalt,…)
Mesterséges kerámiák
(pl. SiC)
Szerkezet szerint:
Amorf (pl. üveg)
Kristályos (pl. bórnitrid)
Vegyes
Kerámiák
termékcsoportjai
A kerámiák
fontossága a
mindennapi és
a műszaki élet
szempontjából
Üveggyártás olvasztással
Az üveggyártás alapanyagai:
– üvegképzők: kvarchomok (SiO2), bór-trioxid (B2O3),
foszfor-pentoxid (P2O5), berillium-fluorid (BeF2)
– folyósítók: nátrium-oxid (Na2O), kalcium-oxid (CaO)
– stabilizátorok: alkáliföldfém karbonátok vagy -oxidok
– hulladék üveg
Síküveggyártás
Húzott üveg: gépi úton történő
síklappá húzás, sima síküveg,
tükör, ablak, ipari üvegtáblák
3…10 mm vastagságig, max.
3000 x (1400…4000) mm
Hengerelt síküveg:
lehet nyers, mintás felületű,
nem átlátszó, csak áttetsző,
bordás síküvegmerevítőbordák által
megnövelt mechanikai
szilárdságú
Üvegpalack gyártás
adagejtés
előalakító forma
átfordítása
adag elhelyezkedés + lefúvás
fúvóformába
helyezés
palackfúvás
visszafúvás
elkészült
palack
Alakos üvegtermékek gyártása
Üvegcsövek gyártása:
üvegolvadékból forgó
szerszámmal, a képlékeny
üveg húzási sebessége
szabályozza az átmérőt és
falvastagságot
Centrifugál – öntés:
nagyobb méretű forgásszimmetrikus termékek
gyártására, viszkózus
üvegmasszát centrifugális
erő “alakítja”
Alakos üvegtermékek gyártása
Üvegöntés és sajtolás: öntő vagy sajtolóformába
behelyezik az olvadt alapanyagot vagy üvegmasszát majd
kialakítják a végső alakot
Különleges üvegek gyártása
Optikai szál (kábel)
Fénysugár vezetésére
szolgáló üvegszálak,
amelyeket kisebb optikai
sűrűségű üveganyag borít.
Előállításkor a kisebb törésmutatójú üvegcsőbe vezetett
nagy törésmutatójú üvegrudat együttesen hozzák lágy
állapotba, majd szállá húzzák.
Üvegkerámiák
Amorf üvegmátrix hőkezelésével állítják elő, részben
polikristályos szerkezeti anyagok. Először üvegolvadékból
préselés, fúvás, hengerlés vagy öntés útján alkatrészeket
készítenek, majd a darabokat hőkezelik, amelynek során
csíraképzők (TiO2, ZrO2) hatására kristályok képződnek.
Előnyök:
-különleges optikai és elektromos
tulajdonságok,
-kis hőtágulás (termikus
méretállandóság)
-hősokk-állóság
Hidrátkerámiák előállítása
Cement – építőipari kötőanyag. Vízfelvétellel kristályos
hidrátokat alkot. Hidrátkerámiák – természetes
oxidkerámiákból (kő, kavics, homok) víz jelenlétében
“összecementezés” által keletkeznek.
Cementgyártás: a portlandcement nyersanyaga a mészkő és
az agyag (+ egyéb ásványok). Fő fázisai:
előkészítés: őrlés, keverés
kiégetés: 1300…1500 oC-on, forgó kemencében hevítik, a
keverék részben megolvad, összevegyül, zsugorodásig
égetik, majd hirtelen lehűtik  ez a klinkerképződés
(vízmentes ásványkristályok)
aprítás: klinker porrá őrlése  ez a cement (portlandcement)
Felhasználás: a cement vízzel keverve megköt
Habarcs és beton
Beton-hídszerkezetek
Betonok -ridegség, alacsony húzószilárdság
jellemzői -nagy nyomószilárdság
-rugalmassági modulus nem konstans
-kúszás (tartós igénybevétel hatására)
-hőtágulási együttható (töltőanyagok által meghatározott)
-hőállóság (korlátozott, magas hőmérséklet hatására
kalcinálódás lép fel, megszűnik a kötés)
Égetett agyagkerámiák előállítása
Az agyagkerámiák gyártási folyamatának fő szakaszai:
- agyagkitermelés (agyagásványok:
kaolinit Al2O3. 2SiO2.2H2O,
földpát, kvarc, elszíneződését oxidok okozzák)
- agyag előkészítés (pl. ha “kövér”-magas agyagtartalmú,
akkor “soványítóanyagokat” adnak hozzá-homokot; ha túl
“kövér” nagy a zsugorodása, égetéskor görbül, vetemedik,
“sovány” alacsony szilárdságú )
- agyagkeverék-képzés
- formázás (víz hozzáadásával), kézi vagy gépi formázás
- szárítás (előmelegített levegő)
- égetés (távozik a nedvesség, szilárdságnövekedés)
- mázzal való bevonás
Építészeti kerámiák- tégla,cserép gyártása
• Agyag előkészítés,
homogenizálás
• Sajtolás megfelelő
szelvényméretre, menet
közben darabolás
• Szárítás meleg levegővel
(a kémiailag nem kötött
víz távozása)
• Égetés 920…1000 Co-on
(kerámia kötés létrejötte)
Tűzálló anyagok- téglák gyártása
Építészeti kerámiák- burkolólapok gyártása
• Alapanyag: agyag,
dolomit- és mészkő liszt,
tört lapok
• Feldolgozás:
– Keverés és őrlés
– Présgépen formára sajtolás
nedves állapotban
– Szárítás 2%
nedvességtartalomra
– Égetés 1035…1060 Co-on
– Mázzal bevonás, égetés
930…950 Co-on
Porcelángyártás
• Alapanyag: kaolin (pl. 50%) +
kvarc + földpát (KAlSi3O8),
• Feldolgozás:
– Keverés és őrlés, híg iszap
képzése
– Szűrősajtón víztelenítés
– Formázás öntéssel, sajtolással,
korongozással
– Első égetés 900 oC-on
– Mázzal bevonás, égetés 1400
Co-on
Szennyeződésmentes,
fehér (áttetsző), tömör, pórus
nélküli kerámiák
Műszaki
kerámiák
-szerszámkerámiák
-szerkezeti kerámiák
Al2O3
MgO
ZrO2
AlN
BN
Si3N4
B 4C
SiC
TiC
Műszaki kerámiák gyártása
A gyártás folyamatának fő lépései:
Por előkészítés (őrlés, keverés,
homogenizálás)
Formázás (ún. nyersdarab készítése)
Sajtolás (hidegsajtolás, melegsajtolás)
Zsugorító izzítás (szinterelés)
Végső megmunkálás
A leggyakoribb
formázási eljárások
A formázási eljárás
kiválasztásának
szempontjai
Szinterkerámia-gyártás
a) koaxiális sajtolással b) izosztatikus sajtolással
Extrudált
termékek
Szilícium-nitrid alkatrészek
Kerámia-perselyek
Hidegsajtolt termékek
Kerámia forgácsolószerszámok
Műszaki kerámiákból (nem oxidos) készült termékek
Egyatomos kerámiák – karbonalapú kerámiák
Felhasznált irodalom
[1] Bagyinszki Gyula, Kovács Mihály: Gépipari
alapanyagok és félkész gyártmányok – gyártásismeret,
Tankönyvmester kiadó, Budapest, 2003
[2] Bagyinszki Gyula: Termelési folyamatok-kerámiák,
BMF-BGK, Budapest, oktatási segédlet (Power Point
bemutatók), 2007
[3] Czinege Imre: Gyártási folyamatok-kerámiák, SZE,
Győr, oktatási segédlet (Power Point bemutatók), 2002
[4] Réger Mihály: Anyagtudomány I - kerámiák, BMFBGK, Budapest, oktatási segédlet (Power Point
bemutatók), 2006