Moderná konštrukčná keramika a jej vývoj

06. máj. 2017 • Materiálové inžinierstvo

Moderná konštrukčná keramika a jej vývoj

Míľnikom v oblasti sortimentu keramických materiálov bolo obdobie 2. svetovej vojny. Tesne pred ňou a po nej sa tento sortiment podstatne rozšíril z pôvodne ohraničeného počtu druhov klasickej keramiky (fajansa, porcelán) na mnohonásobný počet nových keramických hmôt (ktoré často vôbec neobsahujú zlúčeniny kremíka), najmä v súvislosti s rozvojom priemyslovej elektrotechniky a zvlášť potom elektroniky.

Prevažná časť hlavnej zložky je kryš¬talická, často však obsahuje i minoritnú sklenú fázu. Tieto materiály sa nazývajú moderná technická keramika (advanced ceramics). Moderná technická keramika sú teda polykryštalické materiály na báze anorganických zlúčenín nekovového charakteru, pripravované spekaním z práškov. Moderná keramika sa dnes využíva aj na náročné aplikácie – na vysoko namáhané súčiastky (aj ťahom, príp. aj pri zmenách teploty) v koróznom prostredí. Takúto keramiku vrátane nástrojových keramických materiálov označujeme konštrukčná keramika, na rozdiel od funkčnej keramiky, ktorou rozumieme materiály určené svojimi špecifickými (najmä fyzikálnymi) vlastnosťami pre elektrotechniku, elektroniku, optiku a pod.

Nevýhody a prednosti
Hlavnou nevýhodou konštrukčnej keramiky je jej krehkosť, z ktorej vyplýva možnosť krehkého lomu akoKeramické nože vydržia dlho ostré, ale pomerne ľahko sa štepia a lámu dôsledok statickej únavy, mechanických alebo tepelných rázov. Krehké materiály sa doteraz ako konštrukčné prakticky nevyužívali a je  s nimi pomerne málo skúseností. Rozvoj využívania konštrukčnej keramiky je preto nerozlučne spojený jednak s výskumom možností zvýšenia húževnatosti keramiky, jednak s vývojom prístupov ku konštrukčným výpočtom i skúšaní týchto materiálov.

Hlavnými prednosťami konštrukčnej keramiky je ich mimoriadne vysoká tvrdosť (ktorá im dodáva vysokú odolnosť proti opotrebeniu), vysoká korózna odolnosť a vysoká žiaruvzdornosť. Keramické konštrukčné materiály sú elektricky nevodivé a majú aj tepelno-izolačnú schopnosť. Možno ich vytvarovať s veľkou presnosťou, čo je veľmi dôležité vzhľadom na to, že sa dajú opracovávať len diamantovými nástrojmi. Keramiku možno vyrábať v pestrej škále farieb; výrobky si uchovávajú svoj lesk i farbu prakticky nekonečne dlho.

Tanier, ktorý sa nerozbije

Keramika odolná proti rozbitiu napodobňuje štruktúru perlete a ľudských kostí. Kombináciou vrstiev keramiky a polyméru získame materiál, ktorý je tvrdý a pevný. Väčšina protéz sa dnes vyrába z rôznych keramických kompozitov. Keramické nože vydržia dlho ostré, ale pomerne ľahko sa štepia a lámu.

Ďalšia výzva pre budúcich vedcov

Súčasný výskum, ktorý dnes robia vedci aj na Slovensku, vie podstatným spôsobom posúvať hranice možností konštrukčných materiálov, využívajúc pritom prírodou dlhodobo overené koncepty.

Zabudnite na ťažký pancier – tanky, nepriestrelné vesty, lietadlá – to všetko je  z keramických kompozitov. Oproti kovom a zliatinám sú totiž niekoľkonásobne ľahšie a odolnejšie.

Patent na nezničiteľné keramické joysticky, ktorý by potreboval raper Vec vo videu, však zatiaľ nikto nevynašiel.

 

Spracovala: Monika Hucáková pre NCP VaT pri CVTI SR

Zdroj: www.sjf.tuke.sk; kmi2.uniza.sk

Foto: Pixabay.com

Uverejnil: MZ

 

 

ZvedaVEC je cyklus krátkych filmov, ktoré sa venujú vede a technike. Ako „sprievodca“ novými technológiami v nich  vystupuje Branči (Branislav) Kováč alias raper Vec a za nás zvedavých divákov kladie otázky. Odľahčenou formou nám ukazuje možné využitie rôznych technológií a vedeckých výdobytkov v našej súčasnosti a budúcnosti.

 

Súvisiace:

Hore
Publikácie Veda v CENTRE
QUARK
Aurelium - centrum vedy
CVTI SR 80. výročie
Prechod VK na VND - jeseň
Extrapolácie 2018
Veda v Centre
TVT 2018
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2017
Utorok s psychológiou TVT 2018
TVT 2017 články
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Úplné zatmenia Slnka umožňujú pozorovať korónu – najvrchnejšiu atmosféru Slnka.
Zistite viac