Керамика,основные свойства и методы контроля качества

После разрушения керамические образцы исследовались с помощью оп­тического и растрового электронного микроскопов. Наиболее тщательно изучалась область разрушения, при атом ставилась задача определить наиболее вероятное положение дефекта, являющегося причиной начала раз­рушения.

Было обнаружено, что образовавшиеся разломы связаны с дефектами, которые при просмотре под оптическим микроскопом представлялись корич­невыми пятнышками размером до 0,5 мм. При   исследовании на растровом электронном микроскопе выявлено, что дефекты представляют собой скоп­ление крупных кристаллов, создавших вокруг себя зону напряжений (рис. 2), расположенных разупорядоченно: все скопление выглядит в виде цветка со множеством лепестков, растущих от одного центра – «розочки».

Каждый отдельный кристалл представляет собой гексагональную призму высотой около 50 мкм и длиной грани около 150 мкм. Сами "розочки" встречаются вблизи внутренней или внешней поверхности изделия. Нежно предположить, что возникновение дефектов связано с включенном железа. В работах, проведенных другими исследователями (3),, было замечено, что такие же дефекты обусловлены обилием в них железа. Загрязнение может быть связано с технологическим процессом, в ходе которого мел­кие частицы железа попадают в сырье при перемешивании, при формовке или по другим причинам.

В ходе исследований возникло предположение о возможной неравномер­ности распределения натрия по толщине образца. Кристаллическая решет­ка исследуемой керамики построена из ионов нескольких видов, тогда как другие ионы статистически распределены по большому числу мест и образуют подобие "ионной жидкости". Установлено, что некоторые осо­бенности керамики связаны с наличием такой "ионной жидкости", образо­ванной ионами натрия. Мы пытались подучить информацию о распределении натрия каким-либо косвенным методом. При слабом ионном травлении по­верхности керамики наблюдалось выделение вещества, дающего при гидра­тации щелочную реакцию (NaOH). Распределение выделившегося вещества связано с распре делением микротрещин на поверхности керамики.

Интересно, что выделение натрия в менее выраженном виде было заме­чено ранее при облучении таких материалов пучками электронов с энер­гией до 200 кэВ. Видимо, миграция натрия в керамике при ионном травлении связана с электрической зарядкой ее, причем, существенную роль здесь играет распределение микротрещин на поверхности образца. Можно полагать, что механизм разрушения керамики связан с миграцией Na2O из проводящих плоскостей полиалюмината натрия с последующим разрушением структуры и формированием утолщенных штинельных слоев.

Приведенные выше результаты позволяют сделать вывод о возможности применения акустико-эмиссиионного метода неразрушающего контроля в технологическом процессе производства изделий из керамики на основе полиалюминатов натрия.

В ближайшем будущем можно ожидать появления принципиально новых керамических материалов. Примером служит полученная сравнительно недавно в Японии сверхпластичная керамика на основе тетрагональной модификации диоксида циркония, легированного 3 мол. % оксида иттрия.

При специфических условиях подготовки сырья и спекания получается поликристаллический материал с размером кристаллитов 0,3 мкм, который способен деформироваться, вытягиваясь под действием внешних нагрузок вдвое по сравнению с первоначальной длиной.

Грандиозные перспективы открыты перед сверхпроводящей керамикой и совсем недавно созданной керамикой с гигантским магнитным сопротивлением, перед новым поколением конструкционной керамики, получившей название синэргетической из-за нелинейного эффекта взаимодействия матрицы и наполнителя, давшего возможность производить керамические композиты с рекордно высокой ударной вязкостью. Но не хлебом единым жив человек, и роль керамики сейчас, как и на заре человеческой цивилизации, не исчерпывается только прагматическими целями. В дополнение к конструкционной и функциональной керамике человека по-прежнему интересует художественная керамика.

Список использованной литературы

1.        Гогоци   Г.А., Неговский А.Н. Эффективность мето­да акустической эмиссии для оценки прочностных свойств керамики м ог­неупоров в зависимости от особенностей их деформирования// Огнеупоры. - 1983. - 6. - С.13-18.

2.        http://iterra.org.ua/ru/istorija-keramiki/

3.        http://www.znaytovar.ru/s/Obshhie_svedeniya_o_keramike.html

4.        Третьяков Ю.Д. Керамика - материал будущего. - М.: Знание, 1987г.

5.        http://euroceram.ru/fiziko-himicheskie_svoys

6.        Фистуль В. И. Новые материалы. Состояние, проблемы, перспективы. – М.: МИСИС, 1995. – 142 с.

7.        http://works.tarefer.ru/82/100550/index.html

8.        Третьяков Ю.Д., Лепис Х. Химия и технология твердофазных материалов. -М.: Изд-во МГУ, 1985. - 256 с.

9.        http://www.museion.ru/1.3/keramika.html                    

10.   Алимова   И.А., Люцарева   Л.А., Пивник -  Е.Д.,  Яковлева   Н.А. Методы выявления: дефектов керамики на основе полиалюминатов натрия// Стекло и керамика. - 1987. - № 5, - С.22-23.

11.   http://www.kefa.ru/article/kefa/ke/klaccifikacia_coctav_i_ctroenie_keramiki.htm

1