Санитарные керамические изделия

Санитарные керамические изделия – умывальники, унитазы, бачки смывные и др., устанавливаемые в санитарных узлах жилых, общественных и промышленных зданий.

Изготавливают санитарную керамику из фаянсовых, полуфарфоровых и фарфоровых масс. Для их производства применяются беложгущиеся огнеупорные и тугоплавкие глины, содержащие 27–35% глинозема, до 2–5% красящих оксидов.

Пористые заполнители

Керамзит – гранулированный вспученный материал, имеющий в изломе структуру застывшей пены. Его выпускают в виде гравия (размер зерен составляет 5–40 мм) и песка (менее 5 мм).

Аглопорит – искусственный пористый материал, выпускаемый в виде щебня (фракции 5-40 мм) и песка (менее 5 мм).

Для пористых заполнителей – керамзита и аглопорита применяются легкоплавкие глинистые породы (лесс, суглинок, сланцы глинистые) с добавками угля, шлака, опилок и др. Глинистая составляющая должна обладать способностью вспучиваться при нагревании за счет образования вязкого силикатного расплава и одновременного выгорания газообразующих продуктов.

ТОНКАЯ КЕРАМИКА

Фарфор

Фарфор – важнейший и интереснейший керамический материал. Черепок его плотный, спекшийся, в изломе раковистый, просвечивающийся в тонком слое. Открытая пористость фарфора менее 0,5%, истинная – 35%. Он обладает высокой прочностью, устойчивостью к действию кислот и щелочей.

В состав фарфора входят чистые разновидности каолина, кварца, полевого шпата и пластичные беложгущиеся глины. Фарфор обжигают таким образом, чтобы часть материала оплавлялась при обжиге и при охлаждении застывала в стекловидном состоянии. В фарфоре содержится до 40–60% стекловидной фазы.

Фаянс

Фаянс – керамические изделия, имеющие плотный микропористый черенок (обычно белый) и покрытый бесцветной прозрачной глазурью. Фаянс, не покрытый глазурью, имеет водопоглощение около 10–14%, впитывает и пропускает жидкости и газы, в связи с чем его использование в технике ограничено. Используют его там, где требуется пористая керамика, например в бактериологических фильтрах. Глазурование улучшает технические характеристики фаянса.

Майолика и художественная керамика

Изготавливается из естественно окрашенных легкоплавких глин, имеет различную окраску черепка с последующим декорированием глухими глазурями, а также цветными глазурями. Водопоглощение до 15%.

Невысокая механическая прочность и большая пористость данного вида керамики определяют и ассортимент, это в основном изделия декоративного назначения – вазы, кашпо, скульптура, панно. Из более качественных майоликовых масс изготавливают питьевые наборы, кувшины и т.п.

Глазури

Глазури – это тонкое стекловидное покрытие толщиной 0,1–0,3 мм, образующееся на керамических изделиях в результате нанесения на них суспензий из легкоплавкой шихты с последующим обжигом изделий при высоких температурах. Глазурь придает керамическим изделиям водонепроницаемость, предохраняет от загрязнений, от действия кислот и щелочей, а также используется для декоративных целей.

Различают глухие, прозрачные, цветные, матовые, блестящие, кристаллические, кракле и др. глазури.

Керамические краски и пигменты

Керамические краски представляют собой смеси минеральных пигментов с силикатами: керамическими массами, глазурями и флюсами.

В качестве пигментов в керамике используются оксиды некоторых металлов, но главным образом искусственные минеральные соединения, аналогичные природным минералам: шпинели, корунду, гранату, виллемиту.

Техническая керамика

В основу классификации технической керамики положен признак наличия в изготовленном керамическом изделии определенного химического состава кристаллической фазы, преобладающей в этом виде керамики. Такой признак классификации позволяет объединить все существующие виды технической керамики в несколько основных классов.

Оксидная керамика.

К этому классу относится керамика из высокоогнеупорных оксидов – огеупорные изделия, конструкционные детали, химически стойкие и электроизоляционные изделия, атомная энергетика, авиация. Оксидную керамику изготавливают на основе оксидов А1₂О₃, ZrO₂, BeO, MgO, CaO, SiO₂, ThO₂,UO₂.

Керамика на основе силикатов и алюмосиликатов.

Муллитовая, муллитокорундовая, клиноэнстатитовая, форстеритовая, кордиеритовая, цельзиановая, цирконовая, литийсодержащая, волластонитовая керамика на основе силикатов и алюмосиликатов применяется в электронике, радио- и электротехнике, вакуумной технике.

Керамика на основе диоксида титана, титанатов, цирконатов, ниобатов и их соединений с пьезоэлектрическими свойствами применяется в радио- и электронике, конденсаторной технике для пьезоэлементов, в радиоэлектронике.

Керамика на основе шпинелей (магнезиальная шпинель) находит применение в качестве огнеупоров, в электровакуумной и радиоэлектронике.

Керамика на основе хромитов редкоземельных элементов следующих видов: феррошпинель, хромитов лантана и иттрия используется в качестве высокотемпературных нагревателей, электропроводящих элементов, электронике и радиотехнике.

Керамика на основе тугоплавких бескислородных соединений (карбиды, нитриды, бориды, силициды) применяются как огнеупорные изделия, конструкционные детали, электронагреватели.

Композиционные материалы применяются в качестве огнеупорных и конструкционных материалов, электронагревателей.

Исходными компонентами для производства технической керамики являются чистые оксиды, которые подвергают, как правило, прокаливанию с целью стабилизации фазового состава, улетучивания влаги и легкоплавких примесей.

Огнеупоры

К огнеупорам относятся материалы и изделия, способные выдерживать механические и физико-химические воздействия при высоких температурах и применяемые для кладки различных теплотехнических агрегатах. Различают изделия огнеупорные (1580–1750°С), высокоогнеупорные (1770–2000°С) и высшей огнеупорности (>2000°С). По химическому составу огнеупоры делят на 11 типов – кремнеземистые, алюмосиликатные, магнезиальные, магнезиально-известковые, магнезиально-шпинелидные, магнезиально-силикатные, углеродистые, карбид-кремниевые, цирконистые, оксидные, бескислородные.

К кремнеземистым огнеупорам относятся динас и кварцевая керамика, изготавливаемые на основе кремнезема.

Динас обладает большой огнеупорностью (1710–1730°С), очень высокой температурой деформации под нагрузкой (1670°С), хорошей устойчивостью к кислым расплавам, поэтому используется для кладки сводов печей, влетов горелок, насадок регенераторов.

Кварцевая керамика – высокотемпературный материал с низким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР 5×10^-7 К^-1), обладающий высокой механической прочностью и химической стойкостью. Применяется в атомной, ракетной и других областях новой техники.

Алюмосиликатные огнеупоры получены на основе двухкомпонентной системы Al₂O₃–SiO₂. По содержанию Al₂O₃они подразделяются на полукислые (10–28%), шамотные (28–45%) и высокоглиноземистые (>45%). Сырьем служат природные гидраты алюминия, технический глинозем, огнеупорные глины. Применяются для кладки большинства теплотехнических агрегатов.

Название магнезиальные огнеупоры определяет несколько типов и разновидностей огнеупоров, общий признак которых – наличие оксида магния. применяются для кладки печей и других агрегатов.

К углеродсодержащим огнеупорам относятся изделия, изготовленные из углерода и его соединений. Они подразделяются на графитовые, углеродистые и карборундовые. Изделия отличаются сверхвысокой огнеупорностью, высокими тепло- и электропроводностью, а также температурой деформации под нагрузкой, постоянством размеров и несмачиваемостью шлаками. Недостатками этих огнеупоров является сильная окисляемость при эксплуатации. Изделия применяются в ракетостроении, ядерной технике, черной и цветной металлургии, химической, газовой и других отраслях промышленности.