12.3. Керамические материалы

Керамика – неорганические поликристаллические материалы, получаемые из сформированных минеральных масс (глины и их смеси с минеральными добавками) в процессе высокотемпературного (1200-2500⁰С). Керамика – это большая группа неметаллических материалов разного химического состава, объединяемая по общности технологий.

Технология керамики заключается в тонком измельчении исходного сырья, формировании изделий методами обработки давлением или по литейной технологии и последующих сушке и обжиге. При этом используются главным образом каолины и глины, а также и другие виды минерального сырья, например чистые оксиды.

При нагреве глины во время спекания в ней начинают последовательно происходить химические и физико-химические процессы, приводящие к полному и необратимому изменению ее структуры:

1. удаление химически связанной воды (500-600⁰С);

2. разложение обезвоженной глины на оксиды (800-900⁰С);

3. образование новых водостойких и тугоплавких минералов (1000-1200⁰С);

4. образование некоторого количества расплава из легкоплавких компонентов глины (900-1200⁰С);

5. образование прочного камневидного материала за счет связывания твердых частиц образовавшимся расплавом.

Керамику классифицируют по вещественному составу, составу кристаллической фазы, структуре и назначению.

По вещественному составу разновидностями керамики являются фаянс, полуфарфор, фарфор, терракота, керметы, корундовая и сверхтвердая керамика, и каменная масса.

По составу кристаллической фазы различают керамику из чистых оксидов (Al₂0₃, MgO, CaO, BeO и др.) и бескислородную (SiC, MoSi₂, TiB₂ и др.).

По структуре керамика делится на плотную (кирпич, блоки, черепица и др.) и пористую (канализационные трубы, плитка для полов и др.).

По назначению керамику делят на конструкционную, инструментальную, техническую и бытовую.

12.4. Древесные материалы

Роль древесины как строительного материала весьма велика. Широко применяется древесина и в машиностроении: детали конструкции вагонов, борта, пол, модельная оснастка, тара и т.п.

Древесина – это природный материал растительного происхождения, в ее состав входит целлюлоза (С₆Н₁₀О₅) и другие компоненты.

Достоинствами древесины являются обрабатываемость резанием, хорошая сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам; малая тепловодность; высокая стойкость к ряду масел, кислот, солей; малый коэффициент температурного расширения; возможность скрепления с помощью склеивания, гвоздей; способность удерживать шурупы, гвозди и другие свойства.

Недостатками древесины являются гигроскопичность, изменяющая размеры, форму и прочность деревянных изделий, гниение и возгораемость.

При использовании древесных материалов необходимо учитывать пороки древесины, т.е. отклонения от нормального строения, а также повреждения, которые оказывают влияние на ее свойства. В зависимости от причин появления пороки можно условно разделить на следующие группы:

– пороки, зависящие от неправильного роста древесины (сучки, трещины, пороки формы ствола и строения древесины, химические окраски);

– повреждения древесины грибками;

– биологические повреждения древесины насекомыми (червоточина), паразитными растениями и птицами;

– механические повреждения, инородные включения, пороки обработки и покоробленности.

Искусственные материалы, получаемые из древесины путем распиливания, измельчения волокон, склеивания и других процессов, называются древесными изделиями. Их изготовляют по наиболее распространенным технологиям в следующих видах:

– слоистые материалы (фанеры), путем склеивания слоев шпона под действием давления и тепла;

– древесностружечные плиты, путем горячего прессования древесной стружки и клея;

– древесноволокнистые плиты, путем склеивания или горячего прессования древесных волокон;

– облегченные плиты (фибролит), путем прессования длинных стружек и минерального связующего вещества.