Dielektrikud Pooljuhid Ülijuhid Raadiotehniline keraamika mikroskeemide alused, kondensaatorite ja takistite korpused jne. Mitteoksiidikeraamika Karbiidikeraamika (MeC) (SiC, TiC, WC, Cr2C3) Nitriidikeraamika (MeN) (Si3N4, AlN, BN) Kaltsium karbiit Boriidikeraamika (MeB) (TiB2, ZrB2, WB2) Silitsiidikeraamika (MeSi) (MoSi2, WSi2) Ränikarbiidist vaht filtrid Oksiidikeraamika Al2O3-keraamika MgO-keraamika ZrO2-keraamika jt. Al2O3 Tsirkooniumoksiidist Sanitaartehnika tootmises kui võltsbriljandid veekindel materjal, elektriinseneerias kui isolaator, masinaehituses kui kulumiskindel materjal, keemiatööstuses kui korrosioonikindel materjal jne. Omadused Tehnokeraamika Tehnokeraamika positiivse-teks puudusteks on: omadusteks on: väike painde- ja tõmbe- suur kuumus- ja tugevus,
Konstruktsioonikeraamika Kuumuskindel keraamika Termokindel keraamika Kulumiskindel keraamika Antifriktsioonkeraamika Poorne keraamika Sitke keraamika Biokeraamika Tööriistakeraamika Ülikõva keraamika Lõikekeraamika Kermised Elektrokeraamika Dielektrikud Pooljuhid Ülijuhid Raadiotehniline keraamika Tehnokeraamika puudusteks on: väike painde- ja tõmbetugevus, suur haprus, Tehnokeraamika Oksiidkeraamika Al2O3-keraamika MgO-keraamika ZrO2-keraamika Al2O3-keraamika MgO-keraamika ZrO2-keraamika jt. Mitteoksiidkeraamika Karbiidikeraamika Nitriidikeraamika Boriidikeraamika Silitsiidikeraamika jt. Segakeraamika Oksinitriidikeraamika Oksikarbiidikeraamika jt. 5.1 Tehnokeraamika liigitus Tehnokeraamilisi materjale liigitatakse mitmeti. Enamtuntud on liigitamine keemilise koostise ja kasutusalade järgi. Keemilise koostise järgi jaotatakse tehnokeraamika kolme gruppi: oksiid-, mitteoksiid-
Kui kuid purunevad, deformeerub maatriks plastselt. Seega maatriksi deformeeritavus peab olema sama suur või suurem kui kiudude deformeeritavus (MA) (M maatriksi deformeeritavus; A armatuuri deformeeritavus). Komposiitmaterjali maatriksina kasutatakse metalle ja sulameid (alumiiniumi, magneesiumi, niklit, titaani jt), polümeersetest materjalidest termoreaktiive (epoksü-, polüester- ja fenoolvaike), keraamilistest materjalidest oksüüdkeraamikat (Al2O3, MgO, ZrO2) ja mitteoksüüdkeraamikat (boriide TiB2, ZrB2, nitriide Si3N4, AlN, BN ja silitsiide MoSi2). Maatriksi koostise järgi eristatakse komposiitmaterjale järgmiselt: - metallkomposiitmaterjalid (MKM), ka disepersioonarmeeritud komposiitmaterjalid ja pseudosulamid. - Plastkomposiitmaterjalid (PKM) - Keraamilised komposiitmaterjalid (KKM) - Süsinikkomposiitmaterjalid (SKM) c)Kermis Kermis on rasksulavate suure kõvadusega karbiidide, nitriidide, oksiidide, boriidide jt
komposiitmaterjalid. 4.Maatriksi järgi: Komposiitmaterjali põhimaterjaliks on reeglina maatriks, mis koos armatuuriga(sagedamini kiududena) võtab vastu koormuse. Kui kiud purunevad deformeerub maatriks plastselt. Komposiitmaterjali maatriksina kasutatakse metalle ja sulameid(Al, Mg, Ni, Ti) polümeersetest materjalidest termoreaktiive (epoksü-, polõester-, fenoolvaike), keraamilistest materjalidest oksüüdkeraamikat(Al2O3, MgO, ZrO2) ja mitteoksüüdkeraamikat ( boriide TiB2, ZrB2, nitriide Si3N4, AlN, BN ja silitsiide MoSi2) Liigitus: metall-,polümeer-,keraamilised- ja süsinikkomposiitmaterjalid. 5.Armatuuri järgi: dispersse armatuuriga,diskreetse kiudarmatuuriga, pideva kiudarmatuuriga KM 6.Kiudude valmistamine ja omadused: Niitkristallid: Niitkristallid on äratanud tähelepanu oma suure tugevusega, mida põhjustab kristallide defektivaba struktuur. Niitkristall on monokristall, milles aatomid moodustavad
heitgaasis oli palju vaba hapnikku, siis mootori silindrisse antud küttesegu oli lahja (palju õhku vähe kütust); kui aga vaba hapnikku oli vähe, siis ilmselt oli segu rikas (vähe õhku, palju kütust). λ-andur saadab elektrilise signaali küttesegu koostise kohta mootori arvutile, mis teeb sellest vajaliku järelduse: kui segu oli lahja, siis antakse pihustile korraldus rikastada segu ja vastupidi. λ-anduri ehitus ja töötamine: 1 - λ-andur, 1a – tsirkooniumoksiidist ZrO2 tuub, 1b – õhuke (5µm) plaatinakate, 1c – plaatinakattega siseelektrood koos välisõhu juurdepääsuga, 1d – pistik, 1e – soojenduselement, 1f - õhu juurdepääs, 1g – heitgaas λ-anduri tööpõhimõte: Anduri normaalne töötemperatuur on 300°C. Tsirkooniumoksiidist tuubil on omadus juhtida läbi hapniku ioone. Kui tuubi ümbritseb rikkast küttesegust moodustunud heitgaas, milles on vähe vaba hapnikku, siis hakkavad tuubi sisemusest,
Keevituspingeid ja nendest põhjustatud külm- ja kuumpragusid saab vältida liidetavaid toorikuid ette kuumutades või keeviskonstruktsiooni termilise järeltöötlemisega. Antud töös uuritav süsinikteras on küllaltki heade keevitatavuse omadustega. Lisamaterjalide põhimõtteline valik: TIG-keevitus on sulamatu elektrodiga kaarkeevitus, Kus elektroodiks võetakse kas puhtast Volframist või metalliksiididega legeeritud(ThO2, Y2O3,La2O3,ZrO2) volframvarrast. Kaitsegaasina võib kasutada MISON gaasi või teisi valdaval osal Argoonist koosnevaid segugaase vastavalt hinnale. Voolu liik: Ideaalseks vooluliigiks antud keevitusel on päripoolne alalisvool, sest ta tagab stabiilsema keevituskaare, kuid elektroodil eraldub suurem soojushulk.. TIG keevitus vajab püsivvooliallikat milleks sobib Keevitusalalditest trafot ja alalduselemente türistoride, dioodide või seleenalaldite näol
· Konstruktsioonikeraamika · Tööriistakeraamika · Elektrokeraamika 2.1 Oksiidikeraamika Oksiidkeraamika aluseks on oksiidid, mis esinevad looduses puhtal kujul või saadakse metallide kuumutamisel õhus vôi hapnikus. Oksiidid on kõrge sulamistemperatuuriga tehnokeraamikas kasutatakse kõige rohkem: Al2O3, MgO, ZrO2 , SiO2 , TiO2. 2.2 Mitteoksiidikeraamika 4 Mitteoksiidkeraamika aluseks on puhtad karbiidid,nitriidid, boriidid ja silitsiidid. Karbiidid on ehituselt ja oma füüsikaliste ja keemiliste omaduste poolest täiesti tavalised keemilised ühendid. Karbiide saadakse metallide või metallide oksiidide pulbrite karbidiseerimisega
· (põhjus, miks Hf avastati alles 1923) · · Elektronkonfiguratsioon · elementide aatomite väline elektronkiht : s2 · eelviimane elektronkiht, d-alatase : d2 · üldiselt : (n - 1)d2ns2 n - perioodi nr · elementide o-a. ühendites II - IV (kõige tavalisem IV) · Ti-l ka kuni -I · · Aatomiraadiused ebatavaliselt lähedased, · eriti Zr-l ja Hf-l (lantanoidne kontraktsioon; selgitatud lantanoidide juures) · · Oksiidid EO2 - rasklahustuvad · reas TiO2 ZrO2 HfO2 aluselised omadused suurenevad · · Lihtainete tihedus muutub väga järsult · Ti - kergmetall, rasksulav - väga "väärtuslik" kombinatsioon · Hf - raskmetall (suur erinevus ka Zr-ga võrreldes) 6. Molübdaadid omadused ja kasutamine · tavaliselt keerul struktuuriga ühendid · Eri tüüpi molübdaadid võivad üksteiseks üle minna · sõltuvalt keskkonna pH-st · Tuntud ka kaksikmolübdaadid (kaks erinevat katiooni ühendis),
heitgaasis oli palju vaba hapnikku, siis mootori silindrisse antud küttesegu oli lahja (palju õhku vähe kütust); kui aga vaba hapnikku oli vähe, siis ilmselt oli segu rikas (vähe õhku, palju kütust). -andur saadab elektrilise signaali küttesegu koostise kohta mootori arvutile, mis teeb sellest vajaliku järelduse: kui segu oli lahja, siis antakse pihustile korraldus rikastada segu ja vastupidi. -anduri ehitus ja töötamine: 1 - -andur, 1a tsirkooniumoksiidist ZrO2 tuub, 1b õhuke (5m) plaatinakate, 1c plaatinakattega siseelektrood koos välisõhu juurdepääsuga, 1d pistik, 1e soojenduselement, 1f - õhu juurdepääs, 1g heitgaas -anduri tööpõhimõte: Anduri normaalne töötemperatuur on 300C. Tsirkooniumoksiidist tuubil on omadus juhtida läbi hapniku ioone. Kui tuubi ümbritseb rikkast küttesegust moodustunud heitgaas, milles on vähe vaba hapnikku,
sumbolid ja nende nominaalsisaldus (täisarv %) (ehk siis 12% Sn-i ja 1% N-i) 11)liig.plastid, temp toime jargi Temperatuurile reagerimise järgi liigitakse plastid kahte gruppi: · termoplastid(polüetüleen (PE), polüpropuleen (PP), polüvinüülkloriid (PVC), polüstüreen (PS), polükarbonaat (PC), polüamiidid (PA) jt); · termoreaktiivid(epoksüplastid (EP), fenoplast (PF), aminoplastid). 12)oksiidkeraamika koostisest Oksiidkeramika aluseks on oksiidid Al2O3, MgO, ZrO2, SiO2,TiO2, BeO jt. Oksiidid on kõrge sulamistemperatuuriga, suure kuumuspüsivusega, kuid väikese termokindlusega. II variant: 1)Ruumkeskendatud kuupvõre tähis, k-arv, võreelemendikohtatulevate aatomite arv(baas). K8, k=8, n=1+1/8*8=2 2)Sisendustardlahuse kristallivõre(lahustajakomponendi A kristallivõre on K8). Milline on kristallivõre baas? 3)FD kuju komponentide täieliku lahustuvuse korral, faasid selle kõikides alades ja nende tähistus ja sisu
omadustega (tugevus, löögisitkus), mis on teinud nad konkurentsivõimelisteks ja mõningates olukordades (kõrged temperatuurid, agressiivsed keskkonnad) asendamatuteks materjalideks. Keraamika Tehnokeraamika Tehnokeraamika kasutus Oksiidkeraamika Konstruktsioonikeraamika · Al2O3-keraamika · Kuumuskindel keraamika · MgO-keraamika · Termokindel keraamika · ZrO2-keraamika · Kulumiskindel keraamika · Al2O3-keraamika · Antifriktsioonkeraamika · MgO-keraamika · Poorne keraamika · ZrO2-keraamika jt. · "Sitke" keraamika Mitteoksiidkeraamika · Biokeraamika · Karbiidikeraamika Tööriistakeraamika · Nitriidikeraamika · Ülikõva keraamika
WL10 0,90-1,2 La2O3 must lõikamine Lantaan WL20 1,80-2,20 La2O3 sinine lõikamine Lantaan WC20 1,80-2,20 CeO2 hall keevitus Tseerium 8 W --------------- roheline keevitus puhas volfram WZ4 0,30-0,50 ZrO2 pruun keevitus lõikamine tsirkoonium WZ8 0,70-0,90 ZrO2 valge keevitus lõikamine tsirkoonium WT10 0,90-1,20 ThO2 kollane keevitus Toorium WT20 1,80-2,20 ThO2 punane keevitus Toorium WT30 2,80-3,20 ThO2 violetne keevitus Toorium WT40 3,80-4,20 ThO2 oranz keevitus Toorium WS -- tuleviku elektrood, mis ei oma radioaktiivseid lisandeid. W -- puhas volfram elektrood:
10. CC-CuSn12N1 Täht C vase baasil materjal: CC-valadina. CuSn12N1 sulamite korral legeerivate elementide sümbolid ja nende nominaalsisalds ( Täisarv % ) 11. liigitage Plastid, temp toime järgi Temperatuurile reageerimise järgi liigitatakse plastid kahte gruppi: Termoplastid (PE polüetüleen, PP polüpropuleen, PS polüstüreen...) ja termoreaktiivid (EP epoksüplastid, fenoplast (PF), aminoplastid..) 12. oksiidkeraamika koostisest Oksiidkeraamika aluseks on oksiidid Al2O3, MgO, ZrO2, SiO2,TiO2, BeO Oksiidid on kõrge sulamistemperatuuriga, suure kuumuspüsivusega, kuid väikese termokindlusega. 2.variant 1. ruumkesendatud kuupvõre tähis, k-arv, baas? Tähis K8, baas=1+8*1/8=2 2. Sisendustardlahuse kristallivõre (lahustaja komponendi A kristallivõre on K8)milline on kristallivõre baas?A=2, B=6*1/2=3 n=2+3=5 3.FD kuju komponentide täieliku lahustuvuse korral, faasid selle kõikides alades ja nende tähistus ja sisu? 4.Loetlege keemilised ühendid Fe-C sulameis
Al2O3-keraamika (Sanitaartehnika tootmises kui veekindel materjal, elektriinseneerias kui isolaator, masinaehituses kui kulumiskindel materjal, keemiatööstuses kui korrosioonikindel materjal jne.) MgO-keraamika (Hea niiskuse absorbent, mida paljud raamatukogud kasutavad niiskus kahjustusega raamatute taastamiseks; üks tooraine tsemendi valmistamisel, kui lisada liialt MgO ´d võib tsement liiga paisuda ) ZrO2-keraamika jt. (Hambakliinikutes proteeside ja uute hammaste tegemisel) Oksiidkeraamika aluseks on oksiidid, mis esinevad looduses puhtal kujul või saadakse metallide kuumutamisel õhus vôi hapnikus. Oksiidid on kõrge sulamistemperatuuriga Segakeraamika jaguneb: Oksinitriidikeraamika Oksikarbiidikeraamika jt. Segakeraamika aluseks on kahe või enama rasksulava ühendi segu. Tüüpilisteks segakeraamika esindajateks on karbonitriidid, oksinitriidid jne.
palju vaba hapnikku, siis mootori silindrisse antud küttesegu oli lahja (palju õhku vähe kütust); kui aga vaba hapnikku oli vähe, siis ilmselt oli segu rikas (vähe õhku, palju kütust). -andur saadab elektrilise signaali küttesegu koostise kohta mootori arvutile, mis teeb sellest vajaliku järelduse: kui segu oli lahja, siis antakse pihustile korraldus rikastada segu ja vastupidi. -anduri ehitus ja töötamine 1 - -andur, 1a tsirkooniumoksiidist ZrO2 tuub, 1b õhuke (5µm) plaatinakate, 1c plaatinakattega siseelektrood koos välisõhu juurdepääsuga, 1d pistik, 1e soojenduselement, 1f - õhu juurdepääs, 1g heitgaas -anduri tööpõhimõte: Anduri normaalne töötemperatuur on 300°C. Tsirkooniumoksiidist tuubil on omadus juhtida läbi hapniku ioone. Kui tuubi ümbritseb rikkast küttesegust moodustunud heitgaas, milles on vähe vaba hapnikku, siis
Üldiselt kasutatakse ringja või ovaalse ristlõikega toodete valmistamiseks. 8.Tehnokeraamika, klaaskeraamika Tehnokeraamika liigitus koostise (oksiid-, mitteoksiid-, segakeraamika) ja kasutusotstarbe järgi. Tehnokeraamilisi materjale liigitatakse mitmeti. Enam kasutamist on leidnud liigitamine keemilise koostise ja kasutusalade järgi. Keemilise koostise järgi jaotatakse tehnokeraamika kolme gruppi: a)Oksiidkeraamika -Al2O3 -MgO -ZrO2 -SiO2... b)Mitteoksiidkeraamika - karbiidid - nitriidid - boriidid - silitsiidid c)Segakeraamika - oksiidnitriidid - oksiidboriidid jt. Kasutusalade järgi tehnokeraamika liigitus: a)Konstruktsioonikeraamika Kuumuskindel Kuumustugev Termokindel Kulumiskindel Antifriktsioon… b)Instrumentaalkeraamika Ülikõva Lõike c)Elektrokeraamika Dielektrikud Pooljuhid Ülijuhid
Oksiidkeraamika aluseks on oksiidid, mis esinevad ekstrusioon, kuumpressimine jt). looduses puhtal kujul või saadakse metallide Pressvormis pressimine on levinumaid kuumutamisel õhus vôi hapnikus. Oksiidid on kõrge vormimisviise. Kuna keraamilised pulbrid on kõvad sulamistemperatuuriga; tehnokeraamikas kasutatakse ja haprad, siis lisatakse pressimise hõlbustamiseks enim Al2O3, MgO, ZrO2 , SiO2 , TiO2. enne pressimist kleepaineid e. plastifikaatoreid. Mitteoksiidkeraamika Paagutamine Mitteoksiidkeraamika aluseks on puhtad karbiidid, Tehnokeraamikat on raske paagutada, sest nitriidid, boriidid ja silitsiidid. materjalide tihendamiseks vajalikud difusiooniprotsessid Karbiidid on struktuurilt ja füüsikalis-keemiliste on raskendatud. Seepärast kasutatakse
Tehnokeraamika all mõeldakse rasksulavate ühen- dite baasil saadud tööriista- ja eriomadustega konst- ruksioonimaterjale. Sellega eristatakse tehnokeraa- Tehnokeraamika mika ehituskeraamikast (tellised, põrandaplaadid, Oksiidkeraamika drenaazitorud jt) ja tarbekeraamikast (fajanss-, · Al2O3-keraamika portselan- savinõud jt). · MgO-keraamika Keraamika on vanim konstruktsioonimaterjal · ZrO2-keraamika (põletatud savist tellised), mida inimkond hakkas · Al2O3-keraamika valmistama looduslikust toorainest. Tehnokeraamika · MgO-keraamika algab 1930. aastaist, kui Saksamaal püüti kasutada · ZrO2-keraamika jt. keraamikat (Al2O3) terase puhastreimisel. Keraa- Mitteoksiidkeraamika mika väikese tugevuse ja suure hapruse tõttu ei · Karbiidikeraamika leidnud ta laiemat kasutamist
kontsentratsioon, temperatuur, segamine, nõu pinna karedus jne. Selleks et saada suuri kristalle, peab esialgseid kristalli keskmeid (kristallisatsiooni tsentreid) olema vähe, vastasel juhul saadakse hulk väikesi kristalle. Osakeste õigeks orienteerumiseks peab olema väike ka kristallisatsiooni kiirus. Niitkristallid ehk whiskersid tekivad siis, kui kristallid kasvavad ainult ühes suunas. Moodustuvad metallidest, süsinikust, oksiididest (Al2O3, ZrO2), karbiididest, nitriididest ning nende diameeter 0,5-5 mm, pikkus 0,5-5 mm, ebatavaliselt kõrge mehhaanilise tugevusega. Tekib sulami pinnale mikrotilk, mille pinnal on tohutu hulk keemiliselt aktiivseid punkte pinnale sattuvate erinevate ainete osakeste, aatomite ja molekulide adsorptsiooniks. See tähendab, et iga tilgakesega kokkupuutuv molekul viibib pinnal molekulaarsete protsesside mõistes piisava aja, mis viib tilgakeses kristallisatsioonilise
koormuse ümberjaotumise armatuuri elementide (kiudude) vahel. Kui kiud purunevad, deformeerub maatriks plastselt. Siit järeldub, et maatriksi deformeeritavus peab olema sama suur või suurem kui kiudude deformeeritavus. Komposiitmaterjali maatriksina kasutatakse metalle ja sulameid (alumiiniumi, magneesiumi, niklit, titaani jt.), polümeersetest materjalidest termoreaktiive (epoksü-, polüester- ja fenoolvaike), keraamilistest materjalidest oksüüd- (Al2O3, MgO, ZrO2) ja mitteoksüüdkeraamikat (boriide TiB2, ZrB2, nitriide Si3N4, AlN, BN, silitsiide MoSi2 jt.). Maatriksi koostise järgi liigitatakse komposiitmaterjale järgmiselt: - metallkomposiitmaterjalid (MKM), sh ka dispersioonarmeeritud komposiitmaterjalid ja pseudosulamid, - plastkomposiitmaterjalid (PKM), - keraamilised komposiitmaterjalid (KKM), - süsinikkomposiitmaterjalid (SKM). Metallkomposiitmaterjalid Metallkomposiitmaterjalides (MKM) kasutatakse maatriksina kõige sagedamini alumiiniumi,
Samas ei saa kasutada ahjude ehitamiseks. Silikaatdetailid on tugevuselt võrreldavad betoonist detailidega ning sageli odavamad. Võrreldes betooniga ei saa neid valada, vaid tuleb valmistada vormide sees autoklaavis. Niitkristallid? Niitkristallid (whiskers), on väga peenikesed, monokristallid, tekivad siis, kui kristallid kasvavad ainult ühes suunas. Moodustuvad metallidest, süsinikust, oksiididest (Al2O3, ZrO2), karbiididest, nitriididest ning nende diameeter 0,5-5 mm, pikkus 0,5-5 mm, Tavamaterjalidest on nad 100-1000x tugevamad (massiividest), on peaaegu lähedal sellele, mis on teoreetiliselt välja arvutatud ehk suht ideaalsed. Enne süsiniknanotorude avastamist, olid need kõige tugevamad materjalid. Kasutatakse VLS (vapour-liquid-solid) meetodit, mis põhineb ühedimensionaalse struktuuri, nt nanotraadi tekkel aurufaasist eraldumisel. Suurt rakendust pole
Material Kõvadus Purunemis- v = 50 m/s v=200 m /s HV sitkus, MPam a=22,5o a=90o a=22,5o a=90o 95%Al2O3 1960 5 20 130 700 2500 99,5%Al2O3 1960 5 25 100 360 600 ZrO2 1120 14 6 48 360 1880 ZrO2-Y3 1330 8 0,8 1,2 30 68 SiC 2100 5,2 1,5 8,9 22 150 Si3N4 2000 6,3 0,17 0,37 1,1 7
Kütuseks on gaaside H 2, CO ja CO2 segu, mis saadakse maagaasi või ka kivisöe gaasi reformimisel. Ei kasutata kallist katalüsaatorit. Kõrge töötemperatuuri tõttu on võimalik kütuseelemendi sisene kütuse reformimine. Seega kasutab kütuseelement osaliselt ka ise vabanevat soojust. SOFC (solid oxide fuel cell) tahke oksiid elektrolüüdiga kütuse element. Elektrolüüdiks on tahke keraamiline materjal ütrium oksiidiga stabiliseeritud tsirkooniumoksiid (Y2O3 ZrO2). Kütuseks kasutatakse H2 ja CO segu, mis saadakse hüdrokarbonaatide kütuseelemendi välise reformimisega. Kütuseelement on kasutatav suure võimsusega (mitukümmend megavatti) energeetilise seadmena. Süsteemist saab kõrgetemperatuurilist jääksoojust, mida võib kasutada elektrienergia tootmiseks gaasi või aurutsüklis või ka soojusvarustuseks. Joonis 6.63. Sula karbonaat (MCFC, vasakul) ja tahke oksiid (SOFC) elektrolüüdiga kütuseelementide põhimõttelised skeemid
annaabi.ee 
