Wybrane przykłady zastosowania materiałów ceramicznych Prof. dr hab. Krzysztof Szamałek Sekretarz naukowy ICiMB

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wybrane przykłady zastosowania materiałów ceramicznych Prof. dr hab. Krzysztof Szamałek Sekretarz naukowy ICiMB"

Dominik Olszewski
8 lat temu
Przeglądów:

1 Wybrane przykłady zastosowania materiałów ceramicznych Prof. dr hab. Krzysztof Szamałek Sekretarz naukowy ICiMB Projekt współfinansowany z Europejskiego Funduszu Społecznego i Budżetu Państwa

2 Rozwój wykorzystania materiałów ceramicznych Wypalona glina wyroby z okresu mezolitu Użytkowe i ozdobne wyroby ceramiczne okres neolitu, 10 tys. lat temu Porcelana Chiny 1200 lat temu Spieczone gliny ze szkliwem bogatym w SnO2 (majolika, fajans) Persja 700 lat temu Porcelana w Europie 1709 Bottger Miśnia Ceramika Wedgwood Anglia XVIII w.

lat temu Porcelana Chiny 1200 lat temu Spieczone gliny ze szkliwem bogatym w SnO2

3 Rozwój wykorzystania materiałów ceramicznych Wypalona glina wyroby z okresu mezolitu Użytkowe i ozdobne wyroby ceramiczne okres neolitu, 10 tys. lat temu Porcelana Chiny 1200 lat temu Spieczone gliny ze szkliwem bogatym w SnO2 (majolika, fajans) Persja 700 lat temu Porcelana w Europie 1709 Bottger Miśnia Ceramika Wedgwood Anglia XVIII w.

4 Materiały ceramiczne Materiały zaawansowane (w tym ceramika techniczna); duża grupa tworzyw o zróżnicowanym składzie chemicznym i specyficznych właściwościach. Materiały ogniotrwałe wysoka odporność tworzywa na działanie T i chemicznie agresywnego środowiska (elementy konstrukcyjne i izolacyjne). Ceramika sanitarna Płytki ceramiczne Ceramika szlachetna Szkło (płaskie, opakowania szklane, szkło specjalne)

Materiały ogniotrwałe wysoka odporność tworzywa na działanie T i chemicznie agresywnego środowiska

5 Rozwinięte w końcowych dekadach XX wieku materiały ceramiczne drugiej generacji otrzymuje się głównie z syntetycznych surowców o wysokiej czystości co uwypukla unikalne własności substancji nieorganiczno-niemetalicznych (ceramicznych). Te zaawansowane materiały ceramiczne wytwarza się w różnej postaci (lite kształtki, cienkie warstwy, włókna) przy pomocy szerokiej gamy makro-, mikrotechnologii i nanotechnologii. zastosowania nowoczesnych tworzyw ceramicznych (ceramik): -Ceramika oparta na złożonych tlenkach (tlenki o strukturze perowskitu, takie jak tytanian baru BaTiO3, PZT (tytanian-cyrkonian ołowiu [Pb(ZryTi1-y)O3] oraz PZLT tytanian ołowiowo-lantanowy (PbLa)(Zr Ti)03., który otrzymuje się z PZT wbudowując do jego struktury atomy lantanu (La). Także ferryt bizmutu, BiFeO3, czy niobiany [LiNbO3, (Na,K)NbO3] Wg R.Pampuch

Te zaawansowane materiały ceramiczne wytwarza się w różnej postaci (lite kształtki, cienkie warstwy, włókna) przy pomocy szerokiej gamy makro-, mikrotechnologii i nanotechnologii.

6 -elektrolity stałe - roztwory stałe dwu- lub trójwartościowych kationów, takich jak Ca i Y, w ZrO2 (ZrO2:Ca i ZrO2:Y). Ogniwa paliwowe -Ceramiczne nadprzewodniki wysokotemperaturowe (tlenki itrowo-barowo-miedziowe, YBa2Cu3O7-y. tlenek barowoołowiowo-strontowo-wapniowo-miedziowy [(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10] czy tlenek rtęciowo-barowowapniowo-miedziowy. Praktyczne wykorzystanie ceramicznych nadprzewodników wysokotemperaturowych w zakresie przesyłu energii elektrycznej. -Półprzewodniki ceramiczne - fosfoarsenek galu (GaAs1-yPy), fosforek galu (GaP), azotek galu (GaN), praktyczne zastosowanie przede wszystkim w zakresie wykorzystania absorpcji i emisji światła, luminescencja (arsenek galu GaAs emituje światło czerwone, fosforek galu (GaP) - światło zielone, zaś domieszkowany indem azotek galu, GaN:In - światło niebieskie) diody, lasery.

tlenek barowoołowiowo-strontowo-wapniowo-miedziowy [(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10] czy tlenek rtęciowo-barowowapniowo-miedziowy.

7 -Ceramika węglikowa i azotkowa węglik krzemu (SiC), azotek krzemu (Si3N4) i sialony (materiały oparte o skład pierwiastkowy Si-Al-O-N). Materiały o wysokiej twardości i wytrzymałości mechanicznej oraz Trwałości termicznej. Węglik tytanowokrzemowy Ti3SiC2, wykazuje zarówno własności typowe dla materiałów metalicznych, jak i dla materiałów ceramicznych.

Materiały o wysokiej twardości i wytrzymałości mechanicznej oraz Trwałości termicznej.

8 Ceramika węglikowa i azotkowa Wg R.Pampuch

10 - Ceramiczne materiały porowate Wg R.Pampuch

11 -Kompozyty ceramiczne Wg R.Pampuch

-Dewitryfikacja szkła i włókna optyczne -przełomowe innowacje w zakresie wykorzystania szkła : ceramizacja szkła oraz wytwarzanie ze szkła włókien optycznych jako światłowodów.

12 -Dewitryfikacja szkła i włókna optyczne -przełomowe innowacje w zakresie wykorzystania szkła : ceramizacja szkła oraz wytwarzanie ze szkła włókien optycznych jako światłowodów. Ceramizacja szkła polega na uformowaniu najpierw ze szkła odpowiednich kształtek, które są następnie przekształcane przez częściową krystalizację szkła - w dewitryfikaty, w których drobnokrystaliczne ziarna są spajane przez nie wykrystalizowane pozostałe części szkła. Dzięki tej budowie własności dewitryfikatów są zbliżone do ceramiki: mają większą od szkła wytrzymałość mechaniczną, wytrzymałość na przebicie i odporność na gwałtowne zmiany temperatury. (kopułki osłon anten radiolokacyjnych samolotów) w gospodarstwie domowym (płytki kuchenne, naczynia do gotowania i pieczenia, talerze, filiżanki). Wg R.Pampuch

drobnokrystaliczne ziarna są spajane przez nie wykrystalizowane pozostałe części szkła.

13 Inżynieria materiałowa zwłaszcza w zakresie tworzyw ceramicznych odmieni oblicze cywilizacji technicznej XXI wieku. Będziemy świadkami przemian i osiągnięć jakich dotychczas świat nie widział. Otworzą się nowe perspektywy wytwarzania i zastosowania materiałów. To otworzy przed nami Kosmos. Dzisiejsi studenci to jutrzejsi żeglarze kosmiczni i pierwsi osadnicy.

Będziemy świadkami przemian i osiągnięć jakich dotychczas świat nie widział.

Podobne dokumenty

Wykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Wykład XIV: Właściwości optyczne JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych Treść wykładu: Treść wykładu: 1. Wiadomości wstępne: a) Załamanie