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Metallugia 34 lezione ceramici - Coggle Diagram
Metallugia 34 lezione ceramici
Ceramici
Formati da elementi metallici e non
Formati principalmente da Ossidi nitruri e carburi
Si parte da minerali argillosi
Proprietà:
Elevata durezza
Resistenza all'abrasione e compressione
Elevata rigidezza
Inerzia chimica
Alto punto di fusione
Buoni isolanti
Bassa espansione termica
Densità inferiore a quella dei metallici a causa della presenza di ossidi
Però Sono fragili
E non sono riciclabili
Legame covalente ionico o misto
Sono inorganici
Ceramici tradizionali: con argilla
Ceramici avanzati
Costituenti
Silicati
Silicio e ossigeno con legami covalenti molto forti
Caratteristiche meccaniche
Grande fragilità a causa del legame covalente e ionico
Covalente e ionico rendono difficile il movimento delle dislocazioni
Hanno scarse caratteristiche a trazione e buone caratteristiche a compressione
Se aumenta Porosità diminuisce modulo elastico
La resistenza a flessione diminuisce anche
Ottima durezza e scorrimento
Utilizzo come abrasivi o per ricopririmenti per diminuire usura
Produzione
Prodotti a partire da un materiale semi solido,non si ha deformazione plastica,quando il materiale è solido non si ha più deformazione plastica.
Non si può agire su forma e dimensione dopo solidificazione
Si può lavorare il vetrina un intervallo di temperatura,il quale dipende dalla composizione del vetro
VETRI
Si riscalda materie prime ad alta temperatura,fusione,pressatura e eventuale soffiatura e trafilatura
Ricottura per eliminare tensioni
Tempra per inserire tensioni superficiali e migliorare la resistenza a frattura
ARGILLOSI
Argilla e acqua(rapporto preciso),si modella con forma richiesta,essiccazione(cottura al verde,rimuove umidità), poi o si fanno cotture per aumentare resistenza meccanica(900 1400 gradi, o altro.
Più aumenta la temperatura più si aumentano le caratteristiche meccaniche
Porcellana: argilla quarzo e feldspato
REFRATTARI
Elevata resistenza a alte temperature
Elevata Inerzia Chimica
Ottimi isolanti termici
Più è alta la Porosità più è possibile che si rovini il refrattario
Lo shock termico aumenta al diminuire del modulo elastico
Rivestimenti per forni o siviera ecc
Ceramici avanzati
Poco porosi molto resistenti all'ossidazione
Procedimenti speciali
Ossido di zirconio passerebbe a struttura tetragonale quindi viene stabilizzato con ossido di ittrio
Superlega a base nichel
Ha molto nichel e nella scala di temperature per impieghi viene dopo gli inossidabili
Resistenza al CREEP a alte temperature
Fino a 1100 gradi
Superleghe
Creati per aumentare rendimento motori
Stabili a altissime temperature e leggeri
Mantengono la loro densità specifica a temperature elevate,ossia resistenza diviso sezione rimane costante
Molto costose e complicate
Ci sono superleghe base nichel e ferro,con l'aggiunta di altri elementi che formano carburi o intermetallici o refrattari ecc
Risultato è be ottengo leghe estremamente resistenti
Solidificati con cristallo singolo
Quindi proprietà fortemente direzionate ma molto costoso
Diverse modalità di solidificazione cambiano proprietà e resistenza specifica
BARRIERE TERMICHE
Combinazione di materiali Metallici,superleghe e ceramici = TBC thermal barrier coating
Ulteriore resistenza termica per mantenere temperature accettabili e preservare l'integrità strutturale
Graduano la conducibilità termica
Le turbine possono aumentare la temperatura
Viene usato il ceramico
Ossido di zirconio stabilizzato con ossido di ittrio
(costituisce la barriera esterna)
Poi applicato un bond coat (Mcraly forma ossido di alluminio ad alta temperatura (allumina) e fa da legante)
Gradual il passaggio meccanico e coefficiente di dilatazione e protegge ossidazione del substrato
Caratteristiche
Stabilità termica
Bassa conduttività Termica
Resistenza a fatica ecc ecc
Lo ittrio stabilizza e porta ad un aumento di volume che fa cambiare la struttura
Non tutto viene trasformato,una parte rimane monoclina e aumenta tenacità