Общие и специальные свойства керамики

Область применения тех или иных материалов определяется их свойствами, которые, в свою очередь зависят от текстуры, структуры и фазового состава материала. К структурным элементам относятся:
• твердые частицы (зерна материала или кристаллы);
• связующая фаза (стеклофаза);
• поры либо пустоты.

Характеристики структуры материала
Структуру материала принято характеризовать следующими показате-лями:
1. Структура I порядка (макроструктура). Определяется под микроскопом при увеличении в 25 ÷ 40 раз и характеризует внешнее взаимное расположение твердых частиц стеклофазы и пор, а также их размеры и форму.
2. Структура II порядка (макроструктура). Определяется с помощью оптического микроскопа при увеличении в 40 ÷ 70 раз. Характеризует внутреннее строение зерен и стеклофазы и дает представление о характере пористости.
3. Структура III порядка (микроструктра). Определяется с помощью электронного микроскопа при увеличении в 500 ÷ 1000 раз. Характеризует внутреннее строение частиц на участках зернистой и дисперсной составляющей, дает представление о характере внутренних закрытых форм.
4. Текстура материала – характеризует ориентацию кристаллов вдоль одного или нескольких направлений. Определяет объем, размеры, форму и взаимное расположение пор в изделии.

Для изучения структуры материалов используют следующие современные методы физико-химического анализа
1. РФА (рентгенофазовый анализ) – устанавливает природу и количественное соотношение кристаллических фаз.
2. ДТА (дифференциально-термический анализ) – позволяет определить температуру возникновения, превращения, плавления кристаллических фаз в процессе нагревания и охлаждения материала.
3. Петрография – количественный метод определения фазового состава материалов и характера макроструктуры.
4. ЭМС (электронная микроскопия) – служит для определения минимальных размеров частиц, а также для непосредственного наблюдения за процессами, происходящими при формировании керамики.
5. Масс–спектроскопия – используется для определения формы частиц и их максимального размера при исследовании сырья.
6. Микрометрия – позволяет ориентировочно оценить дисперсность исследования системы.

Свойства керамических и огнеупорных материалов можно разделить на общие, свойственные материалам и изделиям широкого круга тугоплавких неметаллических и силикатных материалов, и специальные, характерные лишь для определенного вида изделий.

К общим свойствам относятся:
1. Физико-механические – плотность, пористость, проницаемость, прочность, твердость, упругость, хрупкость;
2. Теплофизические – термическое расширение (ТКЛР; ТКОР), теплоемкость, теплопроводность, термостойкость, морозостойкость.

К специальным свойствам относятся:
1. Электрофизические – электропроводность, диэлектрическая проницаемость, объемное и поверхностное сопротивление, диэлектрические потери, прочность на пробой;
2. Химические – кислотостойкость, щелочестойкость, водостойкость, шлакоустойчивость;
3. Оптические – коэффициент преломления, коэффициент отражения и средняя дисперсия;
4. Эстетические – просвечиваемость, цветовые характеристики (доминирующая длина волны и частота тона), блеск и белизна. Эстетические свой-ства зависят от оптических характеристик.
5. Эксплуатационные - радиационная стойкость, морозостойкость, износостойкость определяются не только их химическим составом, но в большей степени зависят от фазового состава и структуры материала.