Коронки из фарфора – лучший вариант для замещения зубов с точки зрения эстетики

Зубы – одна из самых крепких частей нашего организма, но, тем не менее, они не застрахованы от негативного воздействия пищи, которую мы кушаем, образа жизни, который мы ведем, экологии. Они вырастают дважды, в молочном и постоянном прикусе, и, если нам не удается сохранить их первоначальную форму, цвет, функциональность, то приходится изыскивать способы исправить ситуацию. Благо, сегодня технологии протезирования переживают свой расцвет, и восстановить поврежденные или разрушенные зубы не представляет проблемы. Сегодня все большим спросом, например, пользуются привлекательные фарфоровые коронки. Разберемся в особенностях этого материала и этапах изготовления конструкций на его основе детально.

Фарфор: особенности материала

Сегодня фарфор, впервые использованный в протезировании чуть более двух веков назад, считается самым востребованным материалом. Коронки из него по сути своей – керамический продукт без металлических примесей в составе. Изделие получают методом обработки керамической массы при высоких температурах. Сложность процесса изготовления фарфоровых конструкций обусловливает их высокие качества – износостойкость, точность прилегания, высокую эстетику. Они легко устанавливаются, гипоаллергенны, и служат своему обладателю много лет, сохраняя первоначальный цвет и форму.

Это интересно! Считается, что первые протезы с фарфоровой составляющей появились около трех столетий назад. Ортодонт Пьер Фошар точил коронки из прочной слоновой кости, дополнительно укрепляя их прослойкой из золота. А чтобы конструкция выглядела эстетично, верхнее покрытие он делал из тонкого слоя керамики – в тон рядом стоящим единицам. И только под занавес XIX века появилась технология обжига фарфоровой коронки на фольге из платины.

Важно понимать, что фарфор и керамика – фактически, это одно и тоже. Фарфор является разновидностью керамики, одним из ее наиболее качественных видов, поскольку имеет белоснежный цвет даже изнутри, т.е. в разрезе, а также высокие прочностные характеристики. Но в стоматологии нет как такового деления на «фарфор» и «керамику», поэтому коронки в принципе принято называть керамическими, даже несмотря на то, что и тут есть разновидности (прессованная керамика, обычная или даже с добавлением композита).

Показания и противопоказания

Фарфоровые конструкции станут отличным выбором во многих проблемных ситуациях. Вот список показаний к их установке:

• аллергия на пластик или металл: фарфоровые коронки имеют абсолютную совместимость с тканями полости рта, они гипоаллергенны,
• идеальная реставрация зоны улыбки: фарфор обладает превосходной светопроницаемостью и идеально повторяет природный оттенок эмали, что позволяет сделать протез очень эстетичным и скрыть его наличие от окружающих (на фоне соседних зубов выделяться он не будет),
• необходимость восстановить сильно разрушенные кариесом или другими стоматологическими заболеваниями зубы,
• необходимость восстановить зубы, на которых есть флюороз, гипоплазия, клиновидный дефект: к протезированию коронками в данном случае прибегают, если исправить дефект другими методами (например, отбеливанием) не представляется возможным,
• необходимость скорректировать форму и положение зуба: использоваться коронки могут только при незначительной кривизне или отклонении от нормы, в противном случае пациенту может быть рекомендовано ношение брекетов.

Следует также учитывать противопоказания к установке этих ортопедических изделий. В числе ограничений – серьезные аномалии прикуса, бруксизм, различные воспалительные процессы в полости рта в острой стадии. Сначала нужно устранить в кресле доктора имеющиеся проблемы, и только потом можно приступать к протезированию.

Виды фарфоровых коронок

Типы протезов из фарфора обусловлены местом их расположения в полости рта – спереди (фронтальная зона улыбки) или сбоку. Кроме того, такие протезы могут выполняться из различных видов материалов.

1. Из классической керамики

Такие коронки изготавливаются из классической керамики или фарфора. Отличаются высокой эстетикой, достаточно хорошей прочностью. Ставятся в основном на передние зубы, поскольку именно здесь максимально важен внешний вид, при этом нагрузка жевательная уменьшена до минимума – то есть сокращен риск поломки изделия.

2. Из прессованной керамики

Фактически, это силикат лития, который сегодня принято называть стеклокерамикой. В нем отсутствуют поры, поэтому эстетика готового изделия остается на столь же высоком уровне, но при этом прочностные характеристики вырастают в разы. К данной категории относятся материалы бренда IPS (e.max и Empress), которые сегодня популярнее всего на стоматологическом рынке.

На заметку! Очень часто к керамическим коронкам относят изделия из диоксида (или оксида) циркония. В отличие от циркония – это не металл, а просто элемент или материал, который совершенно некорректно называть керамикой. В целом что керамические или фарфоровые, что диоксид-циркониевые коронки составляют группу безметалловых изделий – это уже корректное название.

Преимущества и недостатки материала

Европейцы не случайно называют специальный стоматологический фарфор заменителем эмали. Протезы из него не только великолепно повторяют анатомические особенности и оттенок родных единиц, но они еще и гладкие, светопроницаемые, имеют зеркальный блеск. В точности, как и эмаль. Зубы из фарфора, если они действительно выполнены качественно, не отличить от родных. Поэтому материал часто выбирают для протезирования передних зубов – тех, что расположены и хорошо видны в «зоне улыбки».

Кроме того, они достаточно прочны и устойчивы к сколам, отлично сохраняют свой первоначальный оттенок даже под воздействием красящего пигмента из продуктов питания. При правильной установке и качественном уходе за полостью рта (регулярная гигиена, профессиональные чистки, отказ от совмещения горячей пищи с холодной) фарфоровые изделия будут радовать вас своим блеском, устойчивым оттенком и формой около 10-15 лет.

А если вы давно мечтали о безупречной улыбке, то фарфоровые коронки – великолепный способ ее достичь. Установка происходит быстро, конструкции хорошо подходят аллергикам, которые могут реагировать на полимеры или металл. Изделия из прессованной керамики очень легкие, привыкание к ним происходит быстро.

Впрочем, есть у этого современного эстетичного материала свои минусы. Материал ввиду своей хрупкости не позволяет изготавливать мостовидные конструкции. Из него выполняют только исключительно одиночные реставрации. Да и само производство фарфоровых протезов обходится недешево, что влияет на конечную стоимость изделия. Особенно если выбор пал на современную прессованную керамику.

Интересно! Самые первые известные протезы, как свидетельствуют археологи, изготавливались предположительно из зубов волков и других диких животных. Артефакты были найдены в Мексике и датируются 2500 годом до нашей эры. Позже протезы делались из панцирей морских существ, их фиксировали в полости рта с помощью золотых колец. Вплоть до середины XVIII века протезы делались из слоновой кости, зубов разных животных.

Коронки из фарфора: процесс создания и установки

Процесс создания фарфоровых протезов достаточно трудоемкий. Он состоит из двух этапов.

1. Подготовительный этап

На этом этапе врач определяет состояние зуба, который необходимо будет восстановить. Также специалист проводит санацию полости рта, выполняет лечебные манипуляции. Следом врач приступает к работе с зубом, на который будет установлен протез из керамики. Из него желательно удалить нерв, чтобы защитить его от дальнейшего воспаления под коронкой.

Если от верхушки зуба ничего не осталось, закрепить коронку не получится – нужно сначала нарастить зуб. Для этого используются штифты или культевые вкладки (первый вариант – универсальный, второй – индивидуальный, лабораторный).
Если же коронка осталась, то есть придается форма конуса. Чистая керамика достаточно тонкая, поэтому живых тканей стачивается немного – с препарируемой единицы нужно будет снять слой твердой ткани, чтобы сформировать уступ шириной от 0,8 до 1,5 мм. Именно такая толщина стенок будущей коронки из фарфора обеспечивает прочность изделия. Препарированная верхушка становится похожей на цилиндр или усеченный конус.

Далее ортопед делает несколько оттисков или слепком – зоны протезирования и всей челюсти. И подбирает оттенок будущей искусственной единицы. Полученные данные будут отправлены в зуботехническую лабораторию, где и пройдет непосредственно изготовление протезной конструкции. Занять этот период до пары недель. В этот период времени врач установит на препарированный зуб защитную временную конструкцию из пластмассы.

2. Лабораторный этап

Техник, получив от ортопеда все данные, приступает к изготовлению коронки. Сначала на основе слепков отливается модель челюсти пациента. На конкретный зуб устанавливается колпачок из платиновой фольги, который заполняется фарфоровой массой. Далее происходит двойной обжиг изделия – внутри и снаружи. Заключительный этап – подгонка размера, придание формы, нужного оттенка и покрытие глазурью получившегося искусственного зуба, окончательный обжиг при очень высокой температуре – чуть меньше 1000°С.

На заметку! Некоторые материалы керамики (в основном это прессованная) обрабатываются при помощи фрезерования по технологии CAD/CAM. То есть сначала проводится сканирование полости рта или готовой модели челюсти, коронка создается в специальной программе, а затем вытачивается на роботизированном станке. Конечно, так получается дороже для пациента, зато точнее, а результат – более прогнозируемый.

Как проводится фиксация изделия

Готовое изделие обязательно проходит примерку. Врач оценивает, как протез вписывается в ряд по цвету, проверяет качество конструкции, определяет, не мешает ли она прикусу, не давит ли на соседний зуб, не травмирует ли слизистую. Если протез нуждается в корректировке, она проводится. Если все в полном порядке, можно переходить к установке искусственного зуба – и тут возможно два варианта:

1. фиксация на временный цемент: пациент ходит с новым искусственным зубом 2-3 недели. В этот период времени важно определить степень удобства изделия, отметить все возникающие ощущения и возможный дискомфорт. Если закрепить коронку сразу на постоянный клей, то поправить изделие уже не получится,
2. закрепление на постоянный цемент: если пациент не выражает жалоб, можно приступать к обработке коронки антисептиком и фиксации ее на культю. После этой процедуры конструкция считается несъемной, ее нельзя будет просто вытащить изо рта и провести корректировку.

Правила ухода для долгой служба протезов

Чтобы фарфоровые конструкции долго служили вам, важно относиться к ним бережно. Соблюдая нижеперечисленные предосторожности, вы продлите их жизнь:

• тщательно очищайте полость рта после каждого приема пищи – пользуйтесь ирригатором, ополаскивателем,
• не пользуйтесь зубной нитью и ершиками в области установленной коронки – ее можно повредить,
• раз в полгода проводите гигиеническую чистку в кресле стоматолога: кариес не угрожает искусственному зубу. Однако образующийся налет может пробраться под десневой край и разрушить корневую систему живого зуба,
• отдайте предпочтение не сильно твердой и не особенно жесткой пище: также избегайте употребления слишком горячей или слишком холодной пищи и напитков одновременно (подобные перепады температур могут негативно сказаться не только на эмали живых зубов, но и на любом искусственном материале),
• откажитесь от вредных привычек: не перекусывайте отреставрированными (впрочем, как и натуральными) зубами нити, не открывайте крышки, не грызите ногти.

Срок службы

Только тщательный уход за полостью рта и бережность к конструкциям может существенным образом продлить срок эксплуатации как зубов, так и протезов. Фарфор – высокоэстетичный материал, но отличается хрупкостью. Поэтому важно не создавать излишнее давление и нагрузку на восстановленный зуб. Это ведет к быстрой стираемости протеза и трещинам. Если вдруг появилось чувство, что изделие смещается во время пережевывания еды, это повод обратиться к врачу.

Сравнение фарфора с другими материалами

Чтобы понять, подходит вам стоматологический фарфор для протезирования или нет, посмотрите на его сравнение с другими материалами.

Отличия от пластмассы

Протезы из полимеров проще поддаются обработке, да и установка их проводится легче. Однако пластмассовые коронки лишены таких достоинств изделий из фарфора, как высокая эстетика, твердость и сохранение изначальной формы, оттенка и прозрачности. Кроме того, они пористые, поэтому не сохраняют цвет долго – их можно рассматривать только как временный вариант восстановления дефектов зубного ряда.

Отличия от металлокерамики

Изделия с присутствием примесей металла могут вызвать аллергию и окислиться со временем под воздействием слюны. Этого недостатка лишен несколько более дорогой и в разы более эстетичный стоматологический фарфор. Сочетание металлокерамических материалов подходит для протезирования жевательных единиц, а вот в зоне улыбки при определенном освещении будет в

Что лучше выбрать металлокерамику или цирконий

Содержимое

Восстановление недостающих зубов – процесс трудоемкий и довольно дорогостоящий. К тому же, вариантов масса и выбрать подходящий без соответствующих знаний проблематично. Зачастую пациентам предстоит выбрать коронку на зуб из циркония или металлокерамики, так как именно эти варианты применяются чаще других.

Какие коронки используются?

• Пластмассовые коронки – временный вариант. Они не имеют достаточной прочности и эстетических качеств, быстро изнашиваются, меняют цвет, покрываются налетом.
• Керамика – вариант для случаев, когда эстетика главенствует над прочностью. Применяются только для передних зубов. За счет отсутствия металла коронки почти неотличимы от натуральных зубов, но при этом имеют невысокую прочность.
• Металлокерамика – коронки с металлической основой, покрытые слоем гипоаллергенной керамической массы. Они универсальны, достаточно эстетичны, но не лишены недостатков. Среди них возможность потемнения десен на стыке с коронкой (в силу химических реакций), а также просвечивание металла через слой керамики. Из металлокерамики изготавливаются коронки на любые зубы, мосты.
• Коронки на основе диоксида циркония. Это высокотехнологические системы, которые являются одновременно прочными и эстетичными. Такие искусственные зубы имеют хороший уровень прозрачности, за счет чего выглядят очень натурально. Применяются эти коронки для любых зубов, мостов.

В основном для протезирования в «Стоматологии Удивительных Цен» применяются металлокерамика или диоксид циркония. Оба варианта прочны, имеют хорошие показатели эстетики, при грамотном уходе служат долго. Однако это не значит, что мы работаем шаблонами – для каждого конкретного случая подбирается решение, в наибольшей степени отвечающее требованиям прочности, эстетики и бюджета пациента.

Сравнение циркония и металлокерамики

Чтобы разобраться в том, чем отличается металлокерамика от циркония, приведем сравнительную таблицу:

Анализируя данные, представленные в таблице, можно сказать, что металлокерамика лучше циркония только по ценовому показателю. Действительно, стоимость восстановления зубов в полости рта, особенно большого количества – в циркониевом варианте будет стоить ощутимо дороже. Однако если ориентироваться не только на цену, цирконий заметно выигрывает.

• Долговечность
  В сравнении срока службы циркония и металлокерамики, номинально можно говорить о том, что первый материал прослужит в два раза дольше. На практике этот показатель выше, и при правильном уходе за ротовой полостью циркониевые мосты и коронки служат своим владельцам всю жизнь.
• Гипоаллергенность
  Цирконий не содержит металлических включений, а значит, спектр его применения более широк. В частности, такие протезы можно устанавливать «проблемным» категориям пациентов, в том числе с аллергией на неблагородные металлы. Сразу оговоримся, что керамика на золоте также подходит для аллергиков, но ее показатели прочности ниже, чем у диоксидо-циркониевых ортопедических конструкций.
• Точность протеза
  Тот факт, что металлокерамический протез изготавливается зубными техниками, определяет вероятность (хоть и минимальную) погрешностей, которые проявятся в неплотном прилегании конструкции, и как следствие – в низком уровне комфорта, натирании слизистой и длительном привыкании. В случае с цирконием человеческий фактор полностью исключен. Вначале ротовая полость сканируется специальным сканером, далее полученная цифровая модель загружается в программу фрезеровального станка. В результате мост или коронка из циркония абсолютно точно соответствует анатомическим особенностям зубного ряда.
• Безопасность
  Установка коронки призвана восстановить разрушенную часть зуба и способствовать продлению его рабочего ресурса. Но к сожалению, не всегда случается именно так. Бывают ситуации, когда сильно обточенный под протез зуб становится следующим кандидатом на удаление. Особенно, если при подготовке к протезированию из него пришлось удалить нерв. Металлокерамическая коронка состоит из двух слоев – первый металлический, имеет серый оттенок, поэтому керамика на него накладывается довольно толстым слоем для перекрытия серого оттенка. В связи с этим требуется снять большой слой эмали, и нередко депульпировать зуб. Конструкционные особенности циркония определяют необходимость снятия совсем тонкого эмалевого слоя, и в 99% случае не требуют удаления нерва.
• Комфорт
  Казалось бы, и металлокерамика и цирконий имеют верхний керамический слой, который отличается идеальной гладкостью. Но циркониевый протез имеет гораздо меньший вес. Пациенты, которым металлокерамические мосты были после изнашивания заменены циркониевыми, отмечают удивительную легкость и высокий комфорт новой конструкции.

Как выбрать материал для зубного протеза?

Отличия металлокерамики от циркония определяют зону, в которой коронки будут установлены. Если протезирование будет производиться на жевательных зубах и пациент при этом не настроен тратить слишком много, коронки из металлокерамики станут превосходным прочным вариантом.

Если же речь о передних зубах, стоит обратить внимание на циркониевые протезы. В зоне улыбки важны не только коронки, но и состояние десен. Как видно из таблицы, одно из отличий металлокерамики от циркония заключается в возможности нежелательных реакций металла с тканями, потемнение десны. А это крайне нежелательно во фронтальной зоне зубного ряда.

Какие протезы лучше

Отвечая на вопрос, какие протезы лучше – металлокерамические или циркониевые, важно понимать, какие аспекты протезирования являются для приоритетными для конкретного пациента. Если необходимо быстро восстановить зубы, и забыть об их нехватке на 10-15 лет – металлокерамика – великолепный вариант. К тому же такие ортопедические конструкции изготавливают практически в каждой стоматологии, остается просто выбрать подходящий по цене вариант, как например, в Стоматологии Удивительных Цен.

Если же требования более высоки, и пациент мечтает получить красивые, очень прочные протезы, и минимизировать травматичность процесса, есть смысл остановить свой выбор на цирконии. Тем более, что у нас циркониевые коронки и мосты можно поставить по разумной цене.

Керамические или металлокерамические коронки, что лучше?

Современная стоматология использует различные материалы для восстановления формы и функциональности зубов. Самые популярные среди них – керамика и металлокерамика. Что установить – керамические коронки или металлокерамические, что лучше, надежнее и эстетичнее?

Металлокерамика

Металлокерамика — оптимальное соотношение цена-качество.

Металлокерамические коронки – самые доступные, а потому и самые популярные. Основной принцип их конструкции понятен из названия: на каркас из металла (чаще всего сплав хрома с кобальтом или никелем) наносится слой керамики. Толщина металлической основы составляет не более 0,5 мм, а общая толщина зуба – не более 2 мм. Керамика наносится по слоям, каждый из которых обжигается в печи, благодаря чему связь между ней и металлом становится очень прочной. В завершение работы на изделие наносится глазурь.

Обычно металлокерамические коронки устанавливаются в следующих случаях:

• значительное (больше половины) разрушение зуба;
• при установке мостовидных протезов;
• при наличии штифтов;
• если необходимо устранить дефект в жевательном отделе.

Преимуществ у такой технологии немало:

1. Невысокая стоимость по сравнению с керамическими изделиями.
2. Высокая прочность, в связи с чем металлокерамика ставится на жевательные зубы.
3. Продолжительный срок службы (до 10 лет).
4. Если появится небольшой дефект (трещина или скол), коронка подлежит ремонту.
5. Обеспечение равномерной жевательной нагрузки.

Однако у металлокерамических изделий есть и недостатки. Главный из них невысокая эстетичность: они не способны пропускать свет, а потому металл может просвечивать, особенно ободок на стыке с десной. Со временем может потемнеть и десна, если металл будет окисляться.

Важно! Имеет смысл пройти диагностику перед окончанием гарантийного срока, установленного клиникой. Даже если пациента ничего не беспокоит, могут быть обнаружены небольшие дефекты или начинающиеся под коронкой воспалительные процессы. В пределах гарантийного срока клиника будет обязана устранить их бесплатно.

Керамика

Керамика не вызывает аллергии.

Из керамики сегодня производятся не только коронки, но и другие изделия, предназначенные для корректировки формы зубов – например, виниры. Чаще всего для производства используется оксид циркония, который отличается высокой прочностью и эстетичностью. Среди преимуществ таких изделий:

1. Полная идентичность цвету и фактуре зубов благодаря возможности пропускать свет.
2. Абсолютная безопасность, гипоаллергенность.
3. Надежность, поэтому керамические коронки используются как для передних зубов, так и для жевательной группы.

Главный недостаток – высокая стоимость, которая объясняется сложностью изготовления. Керамические коронки изготавливаются одним из следующих методов:

• Прессованное литье, при котором фарфор наносится послойно.
• Гальванопластика, с помощью которой изготавливается каркас под керамику.
• CAD/CAM – компьютерное моделирование, предполагающее, что протез изготавливается на основе трехмерной модели, созданной по компьютерному снимку, причем саму коронку делает станок, также подключенный к компьютеру. Эта система довольно дорогая, но удобная тем, что большинство манипуляций можно провести за один визит.

Выводы

Чтобы подвести итоги, представим свойства керамики и металлокерамики в виде таблицы.

Параметр	Керамика	Металлокерамика
Стоимость (в долларах)	От 200	От 70
Обточка	Чаще всего обточка незначительна	Требует значительной обточки
Возможность аллергических реакций	Исключены	Возможны, если есть аллергия на металл
Эстетичность	Не отличается от других зубов	Металл может просвечивать сквозь керамику
Место установки	Преимущественно передние зубы, но могут быть установлены и на жевательные	Чаще всего только жевательные области
Требования к уходу	Рекомендован особо тщательный уход с использованием неабразивных паст и ополаскивателей.	Специфические требования отсутствуют, достаточно обычной гигиены
Срок службы	Более 15 лет (коронки из оксида циркония)	От 10 лет

Таким образом, керамические коронки по разным показателям, в том числе по отзывам пациентов, превосходят металлокерамику. Исключение составляет лишь такой критерий, как стоимость: их цена в 3-4 раза выше.

Источники:

1. Копейкин В.Н. Ортопедическая стоматология. Москва, 2001.
2. Специализированные сайты отзывов потребителей.

Глава 16 Обработка керамики и керметов — Промышленное машиностроение 2500 с Бревиком в Университете штата Огайо Продолжить с Google

Чтобы войти через Google, пожалуйста, включите всплывающие окна

Продолжить с Facebook

Чтобы войти через Google, пожалуйста, включите всплывающие окна

или

У вас нет аккаунта? Зарегистрироваться

Продолжить с Google

Чтобы зарегистрироваться в Google, пожалуйста, включите всплывающие окна

Продолжить с Facebook

Чтобы зарегистрироваться в Google, пожалуйста, включите всплывающие окна

или

Зарегистрируйтесь по электронной почте

Зарегистрируйтесь через Google или Facebook

или

Имя

Электронная почта

Пароль

День рождения

?

Чтобы зарегистрироваться, вам должно быть не менее 13 лет.Другие люди не увидят твой день рождения.

Месяц январь февраль марш апрель май июнь июль августейший сентябрь октября ноябрь Декабрь

День 12345678910111213141516171819202122232425262728293031

Год

зарегистрироваться ,

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Керамика — название некоторых материалов, которые образуются при использовании тепла. Слово керамика происходит от греческого слова κεραμικός ( keramikos ). Химически это неорганическое соединение атомов металла, неметалла или металлоида, удерживаемых вместе химическими связями.

До 1950-х годов или около того наиболее важными были традиционные глины, сделанные из глиняной посуды, кирпича, плитки и т. П., А также цемента и стекла.Глиняная керамика описана в статье о керамике. Композитный материал из керамики и металла известен как металлокерамика.

Слово керамика может быть прилагательным, а также может использоваться как существительное для обозначения керамического материала или продукта керамического производства. Керамика также может использоваться как существительное в единственном числе, относящееся к искусству изготовления изделий из керамических материалов. Технология изготовления и использования керамических материалов является частью области керамического машиностроения.

Многие керамические материалы на основе глины являются твердыми, пористыми и ломкими. Изучение и разработка керамики включает методы, позволяющие справиться с этими характеристиками, подчеркнуть сильные стороны материалов и исследовать новые области применения. ^[1]

Моделирование космического челнока снаружи, так как он нагревается до более чем 1500 ° C во время повторного входа в атмосферу Земли

Для удобства керамические изделия обычно делятся на четыре сектора, и они показаны ниже с некоторыми примерами:

• Конструкционная , включая кирпич, трубы, напольную и кровельную плитку
• Огнеупоры , такие как футеровка печи, газовые пожарные излучатели, тигли для производства стали и стекла
• Whiteware , включая посуду, настенную плитку, предметы декоративного искусства и сантехнику
• Техническая керамика также известна как инженерная, передовая, специальная и в Японии тонкая керамика.К таким элементам относятся плитки, используемые в программе «Спейс шаттл», сопла газовых горелок, пуленепробиваемые жилеты, гранулы из оксида урана для ядерного топлива, биомедицинские имплантаты, лопасти турбины реактивного двигателя и носовые конусы ракет. Часто сырье не включает глины.

Примеры керамики [изменить | изменить источник]

Классификация технической керамики [изменить | изменить источник]

Техническая керамика

также может быть разделена на три категории материалов:

Каждый из этих классов может развивать уникальные свойства материала.

Механические свойства [изменить | изменить источник]

Керамические материалы обычно представляют собой ионные или ковалентно связанные материалы и могут быть кристаллическими или аморфными. Материал, удерживаемый вместе любым типом связи, будет иметь тенденцию к растрескиванию (разрушению) до того, как произойдет какая-либо пластическая деформация, что приводит к плохой вязкости в этих материалах. Кроме того, поскольку эти материалы имеют тенденцию иметь много пор, поры и другие микроскопические дефекты действуют как концентраторы напряжений, дополнительно снижая ударную вязкость и уменьшая прочность на растяжение.Они в совокупности приводят к катастрофическим разрушениям, в отличие от обычно более мягких режимов разрушения металлов.

Эти материалы демонстрируют пластическую деформацию. Однако из-за жесткой структуры кристаллических материалов существует очень мало доступных систем скольжения для перемещения дислокаций, и поэтому они деформируются очень медленно. В случае некристаллических (стеклообразных) материалов вязкий поток является основным источником пластической деформации и также очень медленный. Из-за этого это игнорируется во многих применениях керамических материалов.

Электрические свойства [изменить | изменить источник]

Полупроводники [изменить | изменить источник]

Есть ряд керамики, которые являются полупроводниками. Большинство из них представляют собой оксиды переходных металлов, которые представляют собой полупроводники II-VI, такие как оксид цинка.

В то время как говорят о создании синих светодиодов из оксида цинка, керамистов больше всего интересуют электрические свойства, которые демонстрируют эффекты границы зерен. Одним из наиболее широко используемых из них является варистор.

Полупроводниковая керамика также используется в качестве датчиков газа.Когда различные газы пропускаются через поликристаллическую керамику, ее электрическое сопротивление изменяется. При настройке на возможные газовые смеси могут быть изготовлены очень дешевые устройства.

Сверхпроводимость [изменить | изменить источник]

При некоторых условиях, таких как чрезвычайно низкая температура, некоторые керамики демонстрируют сверхпроводимость. Точная причина этого неизвестна, но существует два основных семейства сверхпроводящих керамик.

Сегнетоэлектричество и его родственники [изменить | изменить источник]

Пьезоэлектричество, связь между электрическим и механическим откликом, демонстрируется большим количеством керамических материалов, включая кварц, используемый для измерения времени в часах и другой электронике.Такие устройства превращают электричество в механические движения и обратно, образуя устойчивый генератор.

Пьезоэлектрический эффект обычно сильнее в материалах, которые также показывают пироэлектричество, и все пироэлектрические материалы также являются пьезоэлектрическими. Эти материалы могут быть использованы для преобразования тепловой, механической и / или электрической энергии; например, после синтеза в печи пироэлектрический кристалл, остуженный без приложенного напряжения, обычно создает статический заряд в тысячи вольт.Такие материалы используются в датчиках движения, где крошечного повышения температуры от теплого тела, попадающего в комнату, достаточно для создания измеримого напряжения в кристалле.

В свою очередь, пироэлектричество наиболее ярко проявляется в материалах, которые также проявляют сегнетоэлектрический эффект, в котором стабильный электрический диполь может быть ориентирован или обращен путем наложения электростатического поля. Пироэлектричество также является необходимым следствием сегнетоэлектричества. Это может быть использовано для хранения информации в сегнетоэлектрических конденсаторах, элементах сегнетоэлектрического ОЗУ.

Наиболее распространенными такими материалами являются титанат цирконата свинца и титанат бария. Помимо упомянутых выше применений, их сильный пьезоэлектрический отклик используется в конструкции высокочастотных громкоговорителей, преобразователей для сонара и исполнительных механизмов для атомной силы и сканирующих туннельных микроскопов.

Положительный тепловой коэффициент [изменить | изменить источник]

Повышение температуры может вызвать внезапную изоляцию границ зерен в некоторых полупроводниковых керамических материалах, в основном в смесях титанатов тяжелых металлов.Критическая температура перехода может регулироваться в широком диапазоне с помощью изменений химического состава. В таких материалах ток будет проходить через материал, пока джоулево нагревание не доведет его до температуры перехода, и в этот момент цепь будет разорвана и ток прекратится. Такая керамика используется в качестве саморегулируемых нагревательных элементов, например, в контурах размораживания заднего стекла автомобилей.

При температуре перехода диэлектрическая характеристика материала становится теоретически бесконечной.Хотя отсутствие контроля температуры исключает любое практическое использование материала вблизи его критической температуры, диэлектрический эффект остается исключительно сильным даже при гораздо более высоких температурах. Именно по этой причине титанаты с критическими температурами намного ниже комнатной стали стали синонимами «керамики» в контексте керамических конденсаторов.

Некристаллическая керамика: Некристаллическая керамика, будучи стеклами, имеет тенденцию образовываться из расплавов. Стекло формуют, когда оно полностью расплавлено, отливкой или в состоянии, похожем на ириски, с помощью таких методов, как выдувание в форму.Если более поздние термообработки приводят к тому, что этот класс становится частично кристаллическим, полученный материал известен как стеклокерамика.

Кристаллическая керамика: Кристаллические керамические материалы не поддаются большому диапазону обработки. Методы борьбы с ними, как правило, попадают в одну из двух категорий — либо изготавливают керамику в нужной форме, путем реакции на месте, либо «формуют» порошки в желаемую форму, а затем спекают, образуя твердое тело. Керамические методы формования включают формование вручную (иногда включая процесс вращения, называемый «бросание»), литье с проскальзыванием, отливка ленты (используется для изготовления очень тонких керамических конденсаторов и т. Д.), литье под давлением, сухое прессование и другие варианты. (См. Также Керамические методы формирования. Детали этих процессов описаны в двух книгах, перечисленных ниже.) Несколько методов используют гибрид между двумя подходами.

Производство на месте [изменить | изменить источник]

Наиболее распространенное использование этого метода в производстве цемента и бетона. Здесь обезвоженные порошки смешиваются с водой. Это запускает реакции гидратации, которые приводят к образованию длинных взаимосвязанных кристаллов вокруг агрегатов.Со временем это приводит к твердой керамике.

Самая большая проблема этого метода заключается в том, что большинство реакций настолько быстрые, что хорошее перемешивание невозможно, что, как правило, препятствует крупномасштабному строительству. Однако мелкомасштабные системы могут быть изготовлены методами осаждения, когда различные материалы вводятся над подложкой, и они реагируют и образуют керамику на подложке. Это заимствует методы из полупроводниковой промышленности, такие как химическое осаждение из паровой фазы, и очень полезно для покрытий.

Они, как правило, производят очень плотную керамику, но делают это медленно.

Методы спекания [изменить | изменить источник]

Принципы методов спекания просты. Когда грубо скрепленный объект (называемый «зеленым телом») изготовлен, его запекают в печи, где диффузионные процессы вызывают усадку зеленого тела. Поры в объекте закрываются, в результате чего получается более плотный и сильный продукт. Обжиг производится при температуре ниже температуры плавления керамики.Практически всегда остается некоторая пористость, но реальным преимуществом этого метода является то, что зеленое тело можно получить любым способом, который только можно себе представить, и при этом спекать его. Это делает его очень универсальным маршрутом.

Существуют тысячи возможных усовершенствований этого процесса. Некоторые из наиболее распространенных включают в себя нажатие на зеленое тело для ускорения процесса уплотнения и сокращения необходимого времени спекания. Иногда органические связующие вещества, такие как поливиниловый спирт, добавляются для скрепления зеленого тела; они выгорают во время обжига (при 200–350 ° C).Иногда органические смазки добавляются во время прессования для увеличения уплотнения. Нередко их объединяют, добавляют в порошок связующие и смазочные материалы, а затем нажимают. (Формулирование этих органических химических добавок само по себе является искусством. Это особенно важно при изготовлении керамики с высокими эксплуатационными характеристиками, такой как те, которые используются миллиардами для электроники, в конденсаторах, индукторах, датчиках и т. Д. Специализированные составы, наиболее часто используемые по электронике подробно изложены в книге «Лента Литье» Р.Э. Мистлер и др., Амер. Керамика Соц. [Westerville, Ohio], 2000.) Всесторонняя книга на эту тему для применения в механике и электронике — «Органические добавки и обработка керамики», Д. Дж. Шейнфилд, Kluwer Publishers [Бостон], 1996.

Вместо порошка можно использовать взвесь, а затем отлить в желаемую форму, высушить и затем спекать. Действительно, традиционная керамика выполняется с помощью этого метода, с использованием пластиковой смеси, обработанной руками.

Если смесь различных материалов используется вместе в керамике, температура спекания иногда выше температуры плавления одного второстепенного компонента — жидкой фазы спекания.Это приводит к более короткому времени спекания по сравнению с твердотельным спеканием.

• Некоторые ножи керамические. Керамическое лезвие ножа будет оставаться острым гораздо дольше, чем сталь, хотя оно более хрупкое и его можно сломать, уронив на твердую поверхность.

• Керамика, такая как глинозем и карбид бора, использовалась в бронежилете для отражения пуль. Подобный материал используется для защиты кабины некоторых военных самолетов из-за небольшого веса материала.

• Керамические шарики можно использовать для замены стали в шарикоподшипниках. Их высокая твердость делает их трижды дольше. Они также меньше деформируются под нагрузкой, что означает, что они меньше соприкасаются со стенками подшипника и могут катиться быстрее. В приложениях с очень высокой скоростью тепло от трения во время прокатки может вызвать проблемы для металлических подшипников; проблемы, которые сводятся к использованию керамики. Керамика также более химически стойкая и может использоваться во влажных средах, где стальные подшипники будут ржаветь.Основным недостатком использования керамики является высокая стоимость.

• В начале 1980-х годов Toyota исследовала адиабатический керамический двигатель, который может работать при температуре более 6000 ° F (3300 ° C). Керамические двигатели не требуют системы охлаждения и, следовательно, позволяют значительно снизить вес и, следовательно, повысить эффективность использования топлива. Топливная эффективность более горячего двигателя также выше по теореме Карно. В металлическом двигателе большая часть энергии, выделяемой топливом, должна рассеиваться как отработанное тепло, чтобы не расплавить металлические части.Несмотря на все эти желательные свойства, такие двигатели не производятся, поскольку изготовление керамических деталей с необходимой точностью и долговечностью затруднено. Несовершенство керамики приводит к появлению трещин, которые могут разрушить двигатель, возможно, в результате взрыва. Массовое производство невозможно с современными технологиями.

• Керамические детали для газотурбинных двигателей могут быть практичными. В настоящее время даже лезвия из современных металлических сплавов, используемых в горячей секции двигателя, требуют охлаждения и тщательного ограничения рабочих температур.Турбинные двигатели, изготовленные из керамики, могут работать более эффективно, предоставляя самолетам большую дальность полета и полезную нагрузку для определенного количества топлива.

• Биокерамика включает зубные имплантаты и синтетические кости. Гидроксиапатит, природный минеральный компонент кости, был получен синтетическим путем из ряда биологических и химических источников и может быть преобразован в керамические материалы. Ортопедические имплантаты, изготовленные из этих материалов, легко связываются с костью и другими тканями тела без отторжения или воспалительных реакций.В связи с этим они представляют большой интерес для каркасов для доставки генов и тканевой инженерии. Большинство гидроксиапатитовых керамик являются очень пористыми и испытывают недостаток в механической прочности и используются для покрытия металлических ортопедических устройств, чтобы помочь в формировании связи с костью или в качестве наполнителей костей. Они также используются в качестве наполнителей для ортопедических пластиковых винтов, чтобы помочь уменьшить воспаление и увеличить поглощение этих пластиковых материалов. Ведется работа по изготовлению прочных, полностью плотных нанокристаллических гидроксиапатитовых керамических материалов для ортопедических грузонесущих устройств, заменяющих инородные металлические и пластиковые ортопедические материалы синтетическим, но встречающимся в природе, костным минералом.В конечном итоге эти керамические материалы могут быть использованы в качестве заменителей костей или с включением белковых коллагенов, синтетических костей.

• Высокотехнологичная керамика используется в корпусах часов. Материал ценится за его легкий вес, устойчивость к царапинам, долговечность и гладкость на ощупь. IWC — один из брендов, положивших начало использованию керамики в часовом деле. ^[2]

,

PPT — Лекция № 7 ОБРАБОТКА КЕРАМИКИ И КЕРМЕТОВ Презентация PowerPoint

Лекция № 7 ОБРАБОТКА КЕРАМИКИ И КЕРМЕТОВ • Обработка традиционной керамики • Обработка новой керамики • Обработка металлокерамики • Вопросы дизайна изделия

Керамика и ее обработка • Керамические материалы делятся на три категории: • Традиционная керамика — обработка частиц • Новая керамика — обработка частиц • Стекла — обработка затвердевания • Процессы твердых частиц для традиционной и новой керамики, а также некоторых композитных материалов рассматриваются в этом наборе слайдов • Процессы затвердевания стекол описаны в главе 12 «Набор слайдов»

Обзор обработки керамики • Традиционная керамика изготавливается из минералов, встречающихся в природе • Изделия: керамика, фарфор, кирпич и цемент • Новая керамика изготавливается из синтетических материалов производится сырье я тожее. Глинозем (Al2O3), нитрид углерода-бора (CBN), карбид титана (TiC), карбид вольфрама (WC) • Продукция: режущие инструменты, искусственные кости, ядерное топливо, подложки для электронных схем • Исходным материалом для этих продуктов является порошок

Обзор обработки керамики • Для традиционной керамики • Порошки смешиваются с водой, чтобы связать их вместе и достичь надлежащей консистенции для формования • Для новой керамики • Вещества, отличные от воды, используются в качестве связующих при формовании • После формования зеленая часть обжигают ( спеченный) • Функция такая же, как в PM — для осуществления твердотельной реакции, которая связывает частицы в твердую массу

Обзор обработки для традиционной керамики • Состояние порошков и детали во время (1) подготовки сырья , (2) формование, (3) сушка и (4) обжиг

Подготовка сырья в традиционной керамике Обработка • Большая часть процесса формования Для традиционной керамики исходный материал должен быть пластиковой пастой. • Эта паста состоит из тонких керамических порошков, смешанных с водой. • Исходный керамический материал обычно встречается в природе в виде скальных комков. • Цель этапа подготовки состоит в том, чтобы уменьшить скальные комки. в порошок

измельчение Уменьшение размера частиц при обработке керамики за счет использования механической энергии в различных формах, таких как удар, сжатие и истирание • Методы измельчения наиболее эффективны для хрупких материалов, таких как цемент и металлические руды • Два основных типа операции измельчения: • измельчение • измельчение

измельчение Уменьшение крупных комков из шахты до меньших размеров для последующего дальнейшего измельчения • Может потребоваться несколько этапов (например,г., первичное дробление, вторичное дробление) • Степень снижения на каждой стадии в диапазоне от 3 до 6 • Измельчение минералов осуществляется путем • Сжатия по жестким поверхностям или • Ударов по поверхностям

Щековая дробилка • Большие челюстные переключатели вперед и назад для дробления комков на твердую жесткую поверхность

валковая дробилка • Керамические комки сжимаются между вращающимися валками

шлифование В контексте измельчения, под измельчением понимается уменьшение мелких деталей после дробление до мелкого порошка. • Достигается путем истирания, удара и / или уплотнения с помощью твердых сред, таких как шарики или валки. • Примеры измельчения: • шаровая мельница • валковая мельница • ударное измельчение

шаровая мельница • смешанные твердые сферы с запасом вращаются в большом цилиндрическом контейнере • Смесь переносится вверх в контейнере во время вращения, а затем сбрасывается под действием силы тяжести до совершенства h шлифовальное действие

RollerMill • Запас сжимается на плоском горизонтальном столе с помощью роликов, наезжающих на поверхность стола

Основные ингредиенты керамической пасты • Глина • Химия = водные силикаты алюминия • Обычно основной ингредиент, потому что идеальных формообразующих характеристик при смешивании с водой • Вода • Создает глинисто-водную смесь с хорошей пластичностью для придания формы

Дополнительные ингредиенты керамической пасты • Непластичное сырье • Такие как глинозем и диоксид кремния • Цель состоит в том, чтобы уменьшить усадку в сушке и обжиге, но также снижает пластичность во время формования • Другие ингредиенты • Такие, как флюсы, которые плавятся (превращаются в стекло) во время обжига и способствуют спеканию • Смачивающие агенты для улучшения смешивания ингредиентов

Процессы формования • Литье слипом • Глина водная смесь представляет собой суспензию • методы пластического формования • глина пластичная • полусухая прессование • глина влажная, но имеет низкую пластичность • сухое прессование • глина в основном сухая (менее 5% воды) и не обладает пластичностью

Влияние содержания воды в процессах формования

Slip Casting Суспензия керамических порошков в воде, называемая слипом, заливается в пористую штукатурку парижской формы. • Вода из смеси впитывается в штукатурку, образуя твердый слой глины на поверхности формы. • Состав скольжения составляет от 25% до 40%. вода • Два основных варианта: • Дренажная отливка — литейная форма переворачивается для слива избыточного проскальзывания после образования полутвердого слоя • Сплошная отливка — достаточно времени, чтобы все тело стало твердым

Дренажное литье • (1) Слип заливается в полость пресс-формы, (2) вода впитывается в гипсовую форму, образуя твердый слой, (3) выливается избыточное скольжение и (4) часть удаляется из пресс-формы

Обзор формования пластмасс 9 0005 • Исходная смесь должна иметь пластическую консистенцию. • Состав от 15% до 25% воды. • Разнообразие ручных и механизированных методов. • Ручные методы используют глину с большим количеством воды, потому что она легче формируется. • Механизированные методы обычно используют глину с меньшим количеством воды, поэтому исходная глина жестче

Методы формования пластика • Ручное моделирование (ручной метод) • Перемешивание (механизированный метод) • Прессование пластика (механизированный метод) • Экструзия (механизированный метод)

Ручное моделирование Изготовление керамического изделия путем манипулирование пластиковой глиной в нужной геометрии • Ручное формование — форма или форма используется для определения частей геометрии детали • Ручная метание на гончарном круге • Гончарный круг — круглый стол, который вращается на вертикальном шпинделе • Изделия круглого поперечного сечения могут быть сформирован, бросая и формируя глину, иногда используя форму, чтобы обеспечить внутреннюю форму

Jiggering 9 0005 • (1) мокрый глиняный слизень помещают на выпуклую форму; (2) ватин; и (3) инструмент джиггера придает конечную форму изделия.

Пластиковое прессование Процесс формования, при котором глина из пластичной глины прессуется между верхней и нижней формами. • Формы изготавливаются из пористого материала, поэтому при создании вакуума на на задних частях половинок формы из глины удаляется влага. • Затем открываются участки формы с использованием положительного давления воздуха для предотвращения прилипания детали в форме. • Преимущества: более высокая производительность, чем при работе с джиггером, и не ограничивается радиально-симметричными деталями.

Экструзия Сжатие глины через отверстие в матрице для получения длинных сечений однородного поперечного сечения, которые затем нарезаются до требуемой длины куска. • В оборудовании используется винтовой механизм, помогающий смешивать глину и проталкивать ее через отверстие в матрице. • Продукты: пустотелые. кирпичи, фасонные плитки, дренажные трубы, трубки и изоляторы • Также используется для изготовления стартовых пробок для отжима и прессования пластмасс

900 04 Полусухое прессование • (1) Влажный порошок осажден в полости матрицы, (2) пресс под высоким давлением и (3) открытые секции матрицы и выталкивание деталей

Сухое прессование • Последовательность процессов аналогична полу- сухое прессование • За исключением того, что содержание воды в исходной смеси составляет <5% • Умирает из закаленной инструментальной стали или цементированного карбида для снижения износа из-за абразивной сухой глины • Не происходит усадка при сушке • Время сушки исключается и достигается хорошая точность в конечном продукте • Продукция: плитка для ванной, электрические изоляторы, огнеупорный кирпич и другие простые геометрические формы.

Объем глины противСодержание воды • Вода играет важную роль в большинстве традиционных процессов формования керамики. • После этого она не имеет смысла и должна быть удалена из глиняного куска перед обжигом. • Усадка — это проблема во время сушки, потому что вода придает объем части, и объем уменьшается при удалении

Объем глины против содержания воды • Объем глины как функция содержания воды • Показанное здесь соотношение типично • Оно варьируется для разных составов глины

Сушка Процесс сушки происходит в два этапа. • Этап 1 — скорость сушки является высокой, так как вода испаряется с поверхности в окружающий воздух, а вода изнутри мигрирует за счет капиллярного воздействия на поверхность, чтобы заменить ее • Это происходит при объемной усадке с риском коробления. и растрескивание • Стадия 2 — содержание влаги было снижено до точки соприкосновения керамических зерен • Небольшая или нулевая дополнительная объемная усадка

Скорость сушки и уменьшение объема • Типичная кривая скорости сушки и соответствующее уменьшение объема для керамического тела • Скорость сушки на второй стадии изображается в виде прямой линии • Иногда она вогнутая или выпуклая

Обжиг Традиционная керамика Процесс термической обработки для спекания керамического материала • Выполняется в печи, называемой печью • Связи образуются между керамическими зернами • Это сопровождается уплотнением и уменьшением пористости • Поэтому в поликристаллическом материале происходит дополнительная усадка в дополнение к этому что уже произошло при сушке. • При обжиге традиционной керамики среди кристаллов образуется стеклообразная фаза, которая действует как связующее.

Остекление Нанесение керамического поверхностного покрытия, чтобы сделать изделие более непроницаемым для воды и улучшить его внешний вид. • Обычная последовательность обработки глазурованной посуды: • Поджечь кусок один раз перед глазином. g для затвердевания корпуса изделия • нанесение глазури • повторное обжиг изделия для затвердевания глазури

Обработка новой керамики • Последовательность изготовления новой керамики можно суммировать в следующих шагах: • Подготовка исходных материалов • Формование • Спекание • Отделка • Хотя последовательность почти такая же, как и для традиционной керамики, детали часто совершенно разные

Подготовка исходных материалов • Требования к прочности для новой керамики обычно намного выше, чем для традиционной керамики • Исходные порошки должны быть меньше и более однородными по размеру и составу, так как прочность получаемого керамического продукта обратно пропорциональна размеру зерна. • Требуется больший контроль над исходными порошками. • Приготовление порошка включает механические и химические методы.

Формирование новой керамики • Многие процессы формования заимствованы из порошковая металлургия (PM) и традиционная керамика • Методы прессования и спекания PM были адаптированы к новым керамическим материалам. • И некоторые традиционные методы формования керамики используются для формования новой керамики. • Литьевое скольжение. • Экструзия. • Сухое прессование.

. Горячее прессование • Аналогично сухому прессованию • За исключением того, что оно проводится при повышенных температурах, поэтому спекание продукта осуществляется одновременно с прессованием • Устраняет необходимость отдельного этапа обжига • Получаются более высокие плотности и более мелкий размер зерна • Но срок службы матрицы Под воздействием горячих абразивных частиц на поверхности матрицы

Изостатическое прессование Использует гидростатическое давление для уплотнения керамических порошков со всех сторон. • Избегает проблемы неоднородной плотности в конечном продукте, которая часто наблюдается в обычных одноосных прессование • Тот же процесс, который используется в порошковой металлургии

Порошок Литье под давлением (PIM) Керамические частицы смешиваются с термопластом, затем нагреваются и впрыскиваются в полость пресс-формы. • Полимер действует как носитель и обеспечивает характеристики текучести для формования. • При охлаждении, которое отверждает полимер, пресс-форма открывается, а часть удаляется. • Пластиковое связующее удалено, а оставшаяся керамическая часть спечена.

Спекание новой керамики • Поскольку пластичность, необходимая для придания формы новой керамике, обычно не основывается на воде, этап сушки, необходимый для традиционной зеленой керамики, исключен для большинства новых керамических изделий • Этап спекания по-прежнему очень необходим. • Функции спекания такие же, как и раньше: • Соединение отдельных зерен в твердую массу • Увеличение плотности • Уменьшение или устранение пористости

Отделочные операции для новой керамики • Детали, изготовленные из новой керамики, иногда требуют отделки, с одной или несколькими из следующих целей: • Увеличение размеров Точность обработки • Улучшение отделки поверхности • Внесение незначительных изменений в геометрию детали • Обработка обычно включает абразивные процессы • Для резки закаленных керамических материалов необходимо использовать алмазные абразивы. в металлическом связующем • Классифицировано как композиты с металлической матрицей, поскольку металлическое связующее является матрицей, удерживающей объемный материал вместе. • Тем не менее, частицы карбида составляют наибольшую долю композитного материала. • Обычно от 80% до 95% по объему.

связующие для цементированных карбидов • Порошки карбида должны быть спечены металлическим связующим, чтобы обеспечить прочную и свободную от пор деталь • Кобальт лучше всего работает с WC • Доля связующего металла составляет от 4% до 20% • Порошки карбида и связующего тщательно перемешать влажным в шаровой мельнице для образования гомогенного ила. • Затем ил сушат в вакууме или контролируемая атмосфера для предотвращения окисления перед уплотнением

уплотнение • Наиболее распространенный процесс — это холодное прессование, используемое для высокопроизводительного производства деталей из цементированного карбида, таких как вставки для режущего инструмента. штампы изготавливаются с вкладышами WC-Co для уменьшения износа. • Для меньших количеств большие плоские секции могут быть спрессованы, а затем разрезаны на более мелкие детали.

Спекание WC-Co • Возможно спекать туалет без металлического связующего, но полученный материал составляет менее 100% истинной плотности • Использование связующего дает структуру, практически свободную от пористости • Спекание WC-Co = спекание в жидкой фазе • Обычные температуры спекания для WC-Co составляют 1370–1425 ° C (2500– 2600 ° F), что ниже температуры плавления кобальта 1495 ° C (2716 ° F) • Таким образом, чистый связующий металл не плавится при температуре спекания

WC-Co Phase Dia грамм

Спекание WC-Co • Во время спекания WC постепенно растворяется в Co, и его температура плавления снижается, так что плавление происходит • По мере образования жидкой фазы он течет и смачивает частицы WC, что еще больше растворяет твердый • расплавленный металл также служит для удаления газов из внутренних областей компакта • эти механизмы вызывают перегруппировку оставшихся частиц WC в более плотную упаковку • приводит к значительному уплотнению и усадке массы WC ‑ Co

Вторичные операции • Последующая обработка обычно требуется после спекания для достижения адекватного контроля размеров зацементированных твердосплавных деталей. • Шлифование алмазным или другим очень твердым абразивным кругом является наиболее распространенной вторичной операцией, выполняемой для этой цели. • Другие вторичные операции для формирования включают в себя • Электрический разряд. обработка • Ультразвуковая обработка

,

PPT — Лекция № 7 ОБРАБОТКА КЕРАМИКИ И КЕРМЕТОВ Презентация PowerPoint

Лекция № 7 ОБРАБОТКА КЕРАМИКИ И КЕРМЕТОВ • Обработка традиционной керамики • Обработка новой керамики • Обработка металлокерамики • Вопросы дизайна изделия

Керамика и ее обработка • Керамические материалы делятся на три категории: • Традиционная керамика — обработка частиц • Новая керамика — обработка частиц • Стекла — обработка затвердевания • Процессы твердых частиц для традиционной и новой керамики, а также некоторых композитных материалов рассматриваются в этом наборе слайдов • Процессы затвердевания стекол описаны в главе 12 «Набор слайдов»

Обзор обработки керамики • Традиционная керамика изготавливается из минералов, встречающихся в природе • Изделия: керамика, фарфор, кирпич и цемент • Новая керамика изготавливается из синтетических материалов производится сырье я тожее. Глинозем (Al2O3), нитрид углерода-бора (CBN), карбид титана (TiC), карбид вольфрама (WC) • Продукция: режущие инструменты, искусственные кости, ядерное топливо, подложки для электронных схем • Исходным материалом для этих продуктов является порошок

Обзор обработки керамики • Для традиционной керамики • Порошки смешиваются с водой, чтобы связать их вместе и достичь надлежащей консистенции для формования • Для новой керамики • Вещества, отличные от воды, используются в качестве связующих при формовании • После формования зеленая часть обжигают ( спеченный) • Функция такая же, как в PM — для осуществления твердотельной реакции, которая связывает частицы в твердую массу

Обзор обработки для традиционной керамики • Состояние порошков и детали во время (1) подготовки сырья , (2) формование, (3) сушка и (4) обжиг

Подготовка сырья в традиционной керамике Обработка • Большая часть процесса формования Для традиционной керамики исходный материал должен быть пластиковой пастой. • Эта паста состоит из тонких керамических порошков, смешанных с водой. • Исходный керамический материал обычно встречается в природе в виде скальных комков. • Цель этапа подготовки состоит в том, чтобы уменьшить скальные комки. в порошок

измельчение Уменьшение размера частиц при обработке керамики за счет использования механической энергии в различных формах, таких как удар, сжатие и истирание • Методы измельчения наиболее эффективны для хрупких материалов, таких как цемент и металлические руды • Два основных типа операции измельчения: • измельчение • измельчение

измельчение Уменьшение крупных комков из шахты до меньших размеров для последующего дальнейшего измельчения • Может потребоваться несколько этапов (например,г., первичное дробление, вторичное дробление) • Степень снижения на каждой стадии в диапазоне от 3 до 6 • Измельчение минералов осуществляется путем • Сжатия по жестким поверхностям или • Ударов по поверхностям

Щековая дробилка • Большие челюстные переключатели вперед и назад для дробления комков на твердую жесткую поверхность

валковая дробилка • Керамические комки сжимаются между вращающимися валками

шлифование В контексте измельчения, под измельчением понимается уменьшение мелких деталей после дробление до мелкого порошка. • Достигается путем истирания, удара и / или уплотнения с помощью твердых сред, таких как шарики или валки. • Примеры измельчения: • шаровая мельница • валковая мельница • ударное измельчение

шаровая мельница • смешанные твердые сферы с запасом вращаются в большом цилиндрическом контейнере • Смесь переносится вверх в контейнере во время вращения, а затем сбрасывается под действием силы тяжести до совершенства h шлифовальное действие

RollerMill • Запас сжимается на плоском горизонтальном столе с помощью роликов, наезжающих на поверхность стола

Основные ингредиенты керамической пасты • Глина • Химия = водные силикаты алюминия • Обычно основной ингредиент, потому что идеальных формообразующих характеристик при смешивании с водой • Вода • Создает глинисто-водную смесь с хорошей пластичностью для придания формы

Дополнительные ингредиенты керамической пасты • Непластичное сырье • Такие как глинозем и диоксид кремния • Цель состоит в том, чтобы уменьшить усадку в сушке и обжиге, но также снижает пластичность во время формования • Другие ингредиенты • Такие, как флюсы, которые плавятся (превращаются в стекло) во время обжига и способствуют спеканию • Смачивающие агенты для улучшения смешивания ингредиентов

Процессы формования • Литье слипом • Глина водная смесь представляет собой суспензию • методы пластического формования • глина пластичная • полусухая прессование • глина влажная, но имеет низкую пластичность • сухое прессование • глина в основном сухая (менее 5% воды) и не обладает пластичностью

Влияние содержания воды в процессах формования

Slip Casting Суспензия керамических порошков в воде, называемая слипом, заливается в пористую штукатурку парижской формы. • Вода из смеси впитывается в штукатурку, образуя твердый слой глины на поверхности формы. • Состав скольжения составляет от 25% до 40%. вода • Два основных варианта: • Дренажная отливка — литейная форма переворачивается для слива избыточного проскальзывания после образования полутвердого слоя • Сплошная отливка — достаточно времени, чтобы все тело стало твердым

Дренажное литье • (1) Слип заливается в полость пресс-формы, (2) вода впитывается в гипсовую форму, образуя твердый слой, (3) выливается избыточное скольжение и (4) часть удаляется из пресс-формы

Обзор формования пластмасс 9 0005 • Исходная смесь должна иметь пластическую консистенцию. • Состав от 15% до 25% воды. • Разнообразие ручных и механизированных методов. • Ручные методы используют глину с большим количеством воды, потому что она легче формируется. • Механизированные методы обычно используют глину с меньшим количеством воды, поэтому исходная глина жестче

Методы формования пластика • Ручное моделирование (ручной метод) • Перемешивание (механизированный метод) • Прессование пластика (механизированный метод) • Экструзия (механизированный метод)

Ручное моделирование Изготовление керамического изделия путем манипулирование пластиковой глиной в нужной геометрии • Ручное формование — форма или форма используется для определения частей геометрии детали • Ручная метание на гончарном круге • Гончарный круг — круглый стол, который вращается на вертикальном шпинделе • Изделия круглого поперечного сечения могут быть сформирован, бросая и формируя глину, иногда используя форму, чтобы обеспечить внутреннюю форму

Jiggering 9 0005 • (1) мокрый глиняный слизень помещают на выпуклую форму; (2) ватин; и (3) инструмент джиггера придает конечную форму изделия.

Пластиковое прессование Процесс формования, при котором глина из пластичной глины прессуется между верхней и нижней формами. • Формы изготавливаются из пористого материала, поэтому при создании вакуума на на задних частях половинок формы из глины удаляется влага. • Затем открываются участки формы с использованием положительного давления воздуха для предотвращения прилипания детали в форме. • Преимущества: более высокая производительность, чем при работе с джиггером, и не ограничивается радиально-симметричными деталями.

Экструзия Сжатие глины через отверстие в матрице для получения длинных сечений однородного поперечного сечения, которые затем нарезаются до требуемой длины куска. • В оборудовании используется винтовой механизм, помогающий смешивать глину и проталкивать ее через отверстие в матрице. • Продукты: пустотелые. кирпичи, фасонные плитки, дренажные трубы, трубки и изоляторы • Также используется для изготовления стартовых пробок для отжима и прессования пластмасс

900 04 Полусухое прессование • (1) Влажный порошок осажден в полости матрицы, (2) пресс под высоким давлением и (3) открытые секции матрицы и выталкивание деталей

Сухое прессование • Последовательность процессов аналогична полу- сухое прессование • За исключением того, что содержание воды в исходной смеси составляет <5% • Умирает из закаленной инструментальной стали или цементированного карбида для снижения износа из-за абразивной сухой глины • Не происходит усадка при сушке • Время сушки исключается и достигается хорошая точность в конечном продукте • Продукция: плитка для ванной, электрические изоляторы, огнеупорный кирпич и другие простые геометрические формы.

Объем глины противСодержание воды • Вода играет важную роль в большинстве традиционных процессов формования керамики. • После этого она не имеет смысла и должна быть удалена из глиняного куска перед обжигом. • Усадка — это проблема во время сушки, потому что вода придает объем части, и объем уменьшается при удалении

Объем глины против содержания воды • Объем глины как функция содержания воды • Показанное здесь соотношение типично • Оно варьируется для разных составов глины

Сушка Процесс сушки происходит в два этапа. • Этап 1 — скорость сушки является высокой, так как вода испаряется с поверхности в окружающий воздух, а вода изнутри мигрирует за счет капиллярного воздействия на поверхность, чтобы заменить ее • Это происходит при объемной усадке с риском коробления. и растрескивание • Стадия 2 — содержание влаги было снижено до точки соприкосновения керамических зерен • Небольшая или нулевая дополнительная объемная усадка

Скорость сушки и уменьшение объема • Типичная кривая скорости сушки и соответствующее уменьшение объема для керамического тела • Скорость сушки на второй стадии изображается в виде прямой линии • Иногда она вогнутая или выпуклая

Обжиг Традиционная керамика Процесс термической обработки для спекания керамического материала • Выполняется в печи, называемой печью • Связи образуются между керамическими зернами • Это сопровождается уплотнением и уменьшением пористости • Поэтому в поликристаллическом материале происходит дополнительная усадка в дополнение к этому что уже произошло при сушке. • При обжиге традиционной керамики среди кристаллов образуется стеклообразная фаза, которая действует как связующее.

Остекление Нанесение керамического поверхностного покрытия, чтобы сделать изделие более непроницаемым для воды и улучшить его внешний вид. • Обычная последовательность обработки глазурованной посуды: • Поджечь кусок один раз перед глазином. g для затвердевания корпуса изделия • нанесение глазури • повторное обжиг изделия для затвердевания глазури

Обработка новой керамики • Последовательность изготовления новой керамики можно суммировать в следующих шагах: • Подготовка исходных материалов • Формование • Спекание • Отделка • Хотя последовательность почти такая же, как и для традиционной керамики, детали часто совершенно разные

Подготовка исходных материалов • Требования к прочности для новой керамики обычно намного выше, чем для традиционной керамики • Исходные порошки должны быть меньше и более однородными по размеру и составу, так как прочность получаемого керамического продукта обратно пропорциональна размеру зерна. • Требуется больший контроль над исходными порошками. • Приготовление порошка включает механические и химические методы.

Формирование новой керамики • Многие процессы формования заимствованы из порошковая металлургия (PM) и традиционная керамика • Методы прессования и спекания PM были адаптированы к новым керамическим материалам. • И некоторые традиционные методы формования керамики используются для формования новой керамики. • Литьевое скольжение. • Экструзия. • Сухое прессование.

. Горячее прессование • Аналогично сухому прессованию • За исключением того, что оно проводится при повышенных температурах, поэтому спекание продукта осуществляется одновременно с прессованием • Устраняет необходимость отдельного этапа обжига • Получаются более высокие плотности и более мелкий размер зерна • Но срок службы матрицы Под воздействием горячих абразивных частиц на поверхности матрицы

Изостатическое прессование Использует гидростатическое давление для уплотнения керамических порошков со всех сторон. • Избегает проблемы неоднородной плотности в конечном продукте, которая часто наблюдается в обычных одноосных прессование • Тот же процесс, который используется в порошковой металлургии

Порошок Литье под давлением (PIM) Керамические частицы смешиваются с термопластом, затем нагреваются и впрыскиваются в полость пресс-формы. • Полимер действует как носитель и обеспечивает характеристики текучести для формования. • При охлаждении, которое отверждает полимер, пресс-форма открывается, а часть удаляется. • Пластиковое связующее удалено, а оставшаяся керамическая часть спечена.

Спекание новой керамики • Поскольку пластичность, необходимая для придания формы новой керамике, обычно не основывается на воде, этап сушки, необходимый для традиционной зеленой керамики, исключен для большинства новых керамических изделий • Этап спекания по-прежнему очень необходим. • Функции спекания такие же, как и раньше: • Соединение отдельных зерен в твердую массу • Увеличение плотности • Уменьшение или устранение пористости

Отделочные операции для новой керамики • Детали, изготовленные из новой керамики, иногда требуют отделки, с одной или несколькими из следующих целей: • Увеличение размеров Точность обработки • Улучшение отделки поверхности • Внесение незначительных изменений в геометрию детали • Обработка обычно включает абразивные процессы • Для резки закаленных керамических материалов необходимо использовать алмазные абразивы. в металлическом связующем • Классифицировано как композиты с металлической матрицей, поскольку металлическое связующее является матрицей, удерживающей объемный материал вместе. • Тем не менее, частицы карбида составляют наибольшую долю композитного материала. • Обычно от 80% до 95% по объему.

связующие для цементированных карбидов • Порошки карбида должны быть спечены металлическим связующим, чтобы обеспечить прочную и свободную от пор деталь • Кобальт лучше всего работает с WC • Доля связующего металла составляет от 4% до 20% • Порошки карбида и связующего тщательно перемешать влажным в шаровой мельнице для образования гомогенного ила. • Затем ил сушат в вакууме или контролируемая атмосфера для предотвращения окисления перед уплотнением

уплотнение • Наиболее распространенный процесс — это холодное прессование, используемое для высокопроизводительного производства деталей из цементированного карбида, таких как вставки для режущего инструмента. штампы изготавливаются с вкладышами WC-Co для уменьшения износа. • Для меньших количеств большие плоские секции могут быть спрессованы, а затем разрезаны на более мелкие детали.

Спекание WC-Co • Возможно спекать туалет без металлического связующего, но полученный материал составляет менее 100% истинной плотности • Использование связующего дает структуру, практически свободную от пористости • Спекание WC-Co = спекание в жидкой фазе • Обычные температуры спекания для WC-Co составляют 1370–1425 ° C (2500– 2600 ° F), что ниже температуры плавления кобальта 1495 ° C (2716 ° F) • Таким образом, чистый связующий металл не плавится при температуре спекания

WC-Co Phase Dia грамм

Спекание WC-Co • Во время спекания WC постепенно растворяется в Co, и его температура плавления снижается, так что плавление происходит • По мере образования жидкой фазы он течет и смачивает частицы WC, что еще больше растворяет твердый • расплавленный металл также служит для удаления газов из внутренних областей компакта • эти механизмы вызывают перегруппировку оставшихся частиц WC в более плотную упаковку • приводит к значительному уплотнению и усадке массы WC ‑ Co

Вторичные операции • Последующая обработка обычно требуется после спекания для достижения адекватного контроля размеров зацементированных твердосплавных деталей. • Шлифование алмазным или другим очень твердым абразивным кругом является наиболее распространенной вторичной операцией, выполняемой для этой цели. • Другие вторичные операции для формирования включают в себя • Электрический разряд. обработка • Ультразвуковая обработка

,

alexxlab

Related Posts

20.11.2024

Что делать, если мокнет пупок у новорожденного: причины и способы лечения

19.11.2024

Нормы питания новорожденных: объем молока и частота кормлений

13.11.2024

Как правильно укладывать новорожденного спать: на спину, бок или живот?

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Email *

Сайт