Керамика

Керамика

Керамика (ceramic), материал, получаемый спеканием неорганич., неметал. в-в. К. — один из трех осн. классов конструкционных материалов, к к-рым относятся также металлы (металлы и металлообработка) и пластики. Кроме традиционных, выполненных из глины гончарных изделий этот класс включает кирпич, цемент, бетон, стекло, плитку (плитка керамическая) и совр. керамич. материалы, такие, как оксид алюминия и карбид кремния. Общие св-ва К. — жесткость, ломкость и термостойкость. Мн. виды К. являются диэлектриками, обладают также и др. электрич. св-вами (электрокерамические материалы). К. получают из материалов с очень высокими темп-рами плавления, обычно из смеси твердых тонкоизмельченных порошков. Гончарные изделия делаются из глины — природной взвеси тонкого керамич. порошка в воде, образующейся при выветривании горных пород. Глину можно лепить, придавая ей нужную форму, или смешивать с водой до образования взвеси, по консистенции близкой к эмульсии (жидкий р-р). Такой р-р заливают в гипсовые матрицы для формирования изделий сложной формы; вода из р-ра поглощается гипсом. Для того чтобы изделие сохранило форму, его обжигают в печи. С техн. К. работают так же, как с глиной. Глина и исходные материалы образуют прочные твердые изделия благодаря тому, что в последних имеются небольшие кол-ва компонентов с низкими темп-рами плавления, к-рые плавятся во время обжига и связывают между собой остальные в-ва,. Таким легкоплавким компонентом может служить небольшое кол-во силикатного стекла. Доступность глины, (в частности обжиг ее при низких темп-pax) определила развитие гончарного иск-ва. Кит. глина и глина для фарфора (каолин) содержат мало стекла, поэтому для их обработки требуются высокие темп-ры. В рез-те получается намного более тонкий, почти просвечивающий материал. Техн. К. спекается при очень высоких темп-pax, поэтому она достаточно дорога. Иногда исходные материалы не имеют легкоплавкой фазы. В подобных случаях необходимо применять такие методы, как горячее изо-статическое прессование, при к-ром для получения твердого материала из порошка высокие темп-ры сочетаются с высоким изостатическим (равномерным) давлением. В наст, время К. не имеет широкого распространения, т.к. из нее очень трудно изготовить крупные изделия. Для обработки твердых керамических материалов требуются алмазные инструменты. К. применяется в условиях воздействия высоких темп-р (напр., в реактивных и дизельных двигателях) и в изделиях, подвергаемых сильному износу и с длительным сроком службы (напр., искусственные тазобедренные суставы и зубные протезы). Гл. недостаток керамич. материалов — хрупкость и снижение прочности при появлении мелких трещин. Новые керамич. материалы, напр, диоксид циркония и композитные материалы с керамич. матрицей, обладают повышенной вязкостью.

Изделия из технической керамики, выпускаемые японской компанией «Тошиба», долговечны и устойчивы к действию высоких температур и большинства химических веществ.