Keramika. Oblast použití | Pikabu

Keramika – jedná se o jeden z nejstarších materiálů, který lidé zvládli ~25 tisíc let před naším letopočtem. Potvrzením této skutečnosti je nález „Věstonické venuše“ v roce 1925 v Dolních Věstonicích na Moravě (území dnešní České republiky). Tento nález je datován mezi 29 000 a 25 000 před naším letopočtem. př.n.l

Slovo „keramika“ pochází ze staré řečtiny. „hrnčířství“, pak od „hlína; výrobky z hlíny“, dále od protoindoevropštiny. Kera – „spálit, spálit“

V moderním světě pokrývá rozsah použití tohoto materiálu téměř všechny oblasti našeho života a je velmi obtížné si představit pohodlný život bez tohoto produktu:

1. Těžký a lehký průmysl:

1.1 Ropný a plynárenský průmysl. Nejčastěji opotřebovanou součástí technologického komplexu zařízení na těžbu ropy a zemního plynu jsou šroubovací pouzdra z korundu (velmi tvrdý minerál, po diamantu druhý v tvrdosti). Mimochodem, safír a rubín jsou typem průhledného korundu.

1.2 Textilní inženýrství. Hlavní opotřebitelnou částí textilních strojů jsou vodiče nití. Materiál vodičů nití může být různý: od porcelánu, skla a plastů až po strukturální korundovou keramiku.

1.3 Zemědělské inženýrství. Keramické trysky pro postřikovače pesticidů mají mnohem delší životnost než kovové a polymerové protějšky.

1.4 Stavba obráběcích strojů. Stavební keramika pro výrobu vysoce kvalitních měřicích přístrojů (měrek). Přesnost takových keramických nástrojů je zlomek mikrometru a jejich životnost je 30krát delší než u analogů z litiny/oceli. Keramická ložiska (keramika je 2x lehčí než ocel, což je její výrazná výhoda). Díky nízké hustotě keramiky použití takových ložisek místo ocelových snižuje spotřebu materiálu třecí jednotky až o 60 %. Z hlediska bezporuchové životnosti jsou keramická ložiska 100x lepší než ložiska ocelová.

1.5 Chemický průmysl. Zde se používají regulační a uzavírací ventily s pracovními prvky z konstrukční keramiky (kulové kohouty, otočné ventily, jehlové ventily atd.)

1.6 Celulózový a papírenský průmysl. Více než 20 % světové produkce papíru se vyrábí na strojích s odvodňovacími a tvarovacími prvky z korundové keramiky. Jejich životnost je 10 let, což výrazně převyšuje trvanlivost kovových analogů.

1.7 Jaderné inženýrství. Korundová keramika se používá při konstrukci palivových článků a v nosných konstrukcích jaderných reaktorů. Oxidová keramika na bázi oxidů uranu, thoria, berylia, hafnia a hořčíku se používá jako clony k ochraně před tepelnými neutronovými toky.

1.8 Letecký průmysl. Při výrobě výkonových prvků těl raket a konstrukčních prvků raketových motorů se používá keramika na bázi karbidu křemíku.

2. Konstrukce. Porcelánové a keramické obkladylitka pro obklady podlah a stěn, jakož i pro vnější obklady budov. Cihla — Myslím, že zde není třeba komentářů. Řeknu pouze, že se jedná o jeden z nejstarších umělých materiálů, který udělal průlom ve stavebnictví. ~3 tisíce let př. n. l. Ke stavbě se začal používat v Egyptě. Střešní tašky — se rozšířil v západoevropských zemích. Keramické izolátory pro elektrické vedení.

3. Čl. Starověké řecké vázy, čínský kostní porcelán, dlaždice – nápadným příkladem jsou fascinující portugalské dlaždice azulejos atd.

4.1 Stomatologie. Nejhorší noční můrou vašeho dětství (a možná i dospělého života) je návštěva zubaře. Pouze pokud jste se v dětství báli bolesti, pak vás dospělý život děsí vysokými náklady na protetiku. Zubní implantáty a protézy jsou vyrobeny z keramických hmot, které jsou ve složení tvořeny oxidem křemíkem (křemenem) a silikátovým minerálem – živcem – sestávajícím z hlinitokřemičitanu draselného a hlinitokřemičitanu sodného. Pro zvýšení pevnosti se přidávají oxidy hořčíku, hliníku a zirkonu. Pro dodání plasticity a určitého odstínu se přidávají oxidy mědi, titanu, manganu, železa a kobaltu.

4.2 Rekonstrukční chirurgie. Biokompatibilní keramika – Člověk má defekt kostní tkáně a do ní je umístěna kalciumfosfátová keramika, což je stavební materiál. Jednoduše řečeno, biokompatibilní materiál se osseointegruje (roste spolu) s okolními tkáněmi, urychluje přirozenou regeneraci a postupně se beze stopy biodegraduje (rozpouští se) a vytváří pacientovu vlastní tkáň. Použitý materiál by neměl být toxický, neměl by způsobit smrt okolní tkáně, měl by mít neutrální hodnotu pH a měl by se rozpustit za vzniku nové tkáně.

5. Věda (včetně vojensko-průmyslového komplexu)

5.1 Transparentní keramické materiály. Materiály propustné pro elektromagnetické vlny, získané na bázi nanopráškových keramických materiálů. Mají kubickou symetrii uspořádání atomů a nanoúrovňové interkrystalitové hranice. CASIO vytvořilo první objektiv s použitím opticky čirých keramických čoček LUMICERA od Murata Manufacturing Co., Ltd ve fotoaparátu Casio Exilim EX-Z100.

5.2 Polovodiče. Jsem si jist, že 99.9 % z vás používá moderní telefony, auta, televize a různé domácí spotřebiče využívající polovodiče (mikroprocesory). Vynikající tepelná vodivost a spolehlivost keramiky umožňuje výrobu špičkových krytů LED používaných v různých aplikacích, od osvětlení obytných prostor až po automobilové světlomety.

5.3 Nanokeramika. Keramický nanostrukturní materiál je kompaktní materiál na bázi oxidů, karbidů, nitridů, boridů a dalších anorganických sloučenin, sestávající z krystalitů (zrn) o průměrné velikosti do 100 nm. Příkladem použití jsou keramické izolátory – izolátory pro vakuové zhášecí komory.

Jsou určeny jako izolační materiál pro vakuové zhášecí komory, které jsou určeny k instalaci do vakuových spínacích zařízení.

Používá se také pro výrobu izolátorů pro elektronově-optické měniče. Ty se zase používají jako elektroizolační materiál pro zařízení pro noční vidění, které spotřebovává vojenský trh. Hlavním prvkem zařízení pro noční vidění je trubice zesilovače obrazu (IIT), která zesiluje světlo a také přeměňuje infračervené světlo na viditelné světlo.

5.4 Obranně-průmyslový komplex. Vojenská vozidla se tradičně vyráběla z těžké, drahé, ale vysoce odolné pancéřové oceli. Moderní keramické kompozitní materiály se stále častěji používají jako nenosná ochrana bojových vozidel. Hlavními výhodami těchto materiálů jsou výrazně nižší náklady, zlepšená ochrana a snížení hmotnosti o více než polovinu. Keramika je díky své schopnosti odolávat velmi vysokým teplotám, výrazně vyšší tvrdosti než kovy, nejvyšší specifické pevnosti a specifické tuhosti široce používána pro výrobu obložení motorů, součástí raket, břitů nástrojů, speciální průhledné a neprůhledné ochrany, což jsou samozřejmě některé z prioritních oblastí pro vývoj vojenských systémů.

6. Použití v domácnosti. Žádný moderní člověk si nedokáže představit svůj každodenní život sanitární keramiky, tedy záchody, umyvadla, splachovací nádrže, bidety a pisoáry. Všichni také používáme nádobí, které bude v 90% případů také pálená hlína. Hrnky/talíře popř rodinnou jídelní soupravu, kterou nikdo nepotřebuje, na kterou se ve vaší skříni usazuje prach a kterou jste dostali od rodičů vaší manželky/manžela k vaší svatbě/výročí.

Přirozeně jsou to pouze hlavní oblasti použití, ale tímto příspěvkem jsem chtěl ukázat, jak mnohostranné je nanášení jednoduše vypadající „hlíny“ a jak se lidstvo během mnoha tisíciletí „vyvinulo“ od jednoduchých desek k nanokeramikě. Děkuji, že jste dočetli až do konce!

P.S. Všechny informace jsou převzaty z různých zdrojů na internetu a jsou shromažďovány pouze společně.