Upload
vanja208
View
247
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
8/7/2019 06 Keramike
1/12
6.Keramike6.1 Osnove keramika ...................................................................................................59
6.1.1 Graa keramika ............................................................. .................................................... 596.1.2 Osnovna svojstva...............................................................................................................616.1.3 Primjena keramika.............................................................................................................63
6.2 Tradicionalne keramike .........................................................................................64
6.3 Tehnike keramike.................................................................................................656.3.1 Strojarske keramike...........................................................................................................656.3.2 Elektrotehnike keramike..................................................................................................67
6.4 Stakla .....................................................................................................................69
6.1 Osnove keramika
Termin "keramika" potjee od grke rijei keramikos () izraen (peen)od gline. Keramiki su proizvodi koriteni jo u pretpovijesnim vremenima, u mulju rijeke Nil
su naeni dijelovi proizvoda od peene gline stari preko 10 000 godina.
Keramike materijale, skraeno, keramike formiraju:
1. nemetalni kruti elementi (jednovrsni atomi, npr. C grafit/dijamant, Si silicij), te2. anorganski spojevi (raznovrsni atomi, npr. SiO2 kremen, Al2O3 korund).
Razlikuju se:
Keramike u uem smi-
slu su kristalne, a stak-
la amorfne grae.
6.1.1 Graa keramika
Kemijski i konstitucijski sastavi keramika su veoma razliiti, od jednokomponentnih e-
lementarnih jednofaznih sve do viekomponentnih viefaznih smjesa anorganskih spojeva.
Kristalne keramike
Kemijske veze atoma su preteito ionske ili kovalentne, a struktura ovisi o:(a) radijusu atoma/iona i(b) broju razmijenjenih/sparenih elektrona.
Radijusi se atoma, kationa (Km+
) i aniona (An+
) smanjuju otputanjem, a poveavaju prije-
mom elektrona.
Stabilne se ionske kristalne strukture keramika postiu kada su svi anioni (kationi) u
dodiru s kationom (anionom) koga opkoljavaju.
8/7/2019 06 Keramike
2/12
60 MATERIJALI
Prema tome, slaganjem aniona/kationa i izraunavanjem se dobiva:
NK= 2 NK= 3 NK= 4 NK= 6 NK= 8
rK/rA < 0,155 0,155 < rK/rA < 0,225 0,225 < rK/rA < 0,414 0,414 < rK/rA < 0,732 0,732 < rK/rA < 1
S NKje oznaen koordinacijski broj, koje je kod keramika najee 4, 6 ili 8. Radijusi ionakeramika s NK= 6:
Kation rK , nm Kation rK , nm Anion rA , nm
Al3+Ba2+
Ca2+Cs
+
Fe2+
Fe3+
K
+
0,0530,136
0,1000,1700,0770,0690,138
Mg2+
Mn2+
Na+Ni2+Si4+Ti4+
0,072
0,0670,1020,0690,0400,061
Br
Cl
FI
O2S2
0,196
0,1810,1330,2200,1400,184
Tri su primjera strukture keramika tipa KA:
Silikatne keramike
Silikatne keramike sadre dva najzastupljenija elementa Zemljine kore kisik i silicij.
Osnovna gradbena jedinica silikatnih keramika je silikatna
grupa (SiO4)4 etiri atoma kisika formiraju tetraedar u
ijem se centru nalazi atom silicija. U parove elektrona ko-
valentne kemijske veze SiO ukljuena su etiri valentna
elektrona Si i po jedan O, te na raspolaganju za formiranjekemijskih veza preostaju jo etiri valentna elektrona O.
Kao to su polimerni materijali formirani od niza grupa povezanih preko C atoma, tako
su i silikatne keramike formirane od silikatnih grupa povezanih preko zajednikih O atoma u
jedno-, dvo-, ili tro-dimenzijske strukture.
Razvojem silikatne tetraedarske strukture u tri dimenzije formira se umreena makromolekula empirijske formule (SiO2)n. U makromolekuli je svaki atom Si okruen s etiri ato-
8/7/2019 06 Keramike
3/12
06 Keramike 61
ma O, a svaki atom O uspostavlja vezu s dva susjedna Si atoma. Na taj su nain iskoritene
sve valentne veze Si i O i dobivaju se tvrde, krute, umreene strukture. Takva je struktura
kvarca koji je tvrd i lomi se na nepravilan nain jer su u svim pravcima sve veze jednake.
Silikatne grupe keramika esto se vezuju s ionima metala (Ca+2, Na+, Mg+2, Al+3).
Amorfna stakla
Za razliku od keramika u uem smislu, stakla su amorfne (nekristaline) grae.
6.1.2 Osnovna svojstva
Uslijed razliitosti njihovih sastava (kemijskih i konstitucijskih) te zastupljenosti kemij-
skih i meumolekulskih veza (van der Waalsove sile), razliite keramike imaju u velikoj mjeri
uzajamno razliita svojstva. U odnosu na metale keramike imaju:
Prednosti Nedostacivei:
Rm,t i tvrdoa, osobito pri povienim t
krutost (E)
otpornost na troenje (ne formiraju se mikrozavari)
kemijska postojanostmanji:
, i e0problem opskrbe sirovinama je dugorono rijeen
znatno manji:
ilavost vea krhkost
otpornost na toplinski umor
Rmvei:
trokovi sirovina i izrade proizvoda
rasipanje vrijednosti mehanikih karakteristikatehnologija spajanja jo nije potpuno zadovoljava-jua
Na svojstva keramika znaajno utjee i tehnologija izrade proizvoda:
Keramika,
kg/dm
3Rm ,
N/mm
2Rm,s ,
N/mm
2Rm,t ,
N/mm
2E,
kN/mm
2
KIC ,
MPamm
3/2
Si3N4(vezan reakcijom) 2,5 140 240 1000 210 90
Si3N4(vrue prean) 3,2 550 900 3400 310 150
ZrO2(djelomino stabiliziran) 5,8 450 830 1900 210 330
ZrO2(ojaan transformacijom) 5,8 350 790 1700 200 360
Krhkost keramikih dijelova znaajno poveava greke u njihovoj izradi i/ili ugradnji:
Napukline se u mehaniki optereenim keramikama brzo ire uz pratei porast koncentracija
naprezanja, zbog odsustva apsopcije energije plastinim deformacijama. Prema tome, kada se
pone iriti napuklina, irenje se nastavlja sve do pojave loma. Pore, ukljuci i krupna zrnapogoduju formiranju mikronapuklina.
8/7/2019 06 Keramike
4/12
62 MATERIJALI
Karakteristike keramika
CD ugljik u obliku dijamantaZrO cirkonij-oksidZrC cirkonij-karbidBC borkarbidAlN aluminij-nitridAlOS aluminij-oksid, safirGe germanij
VPN vapnenacBVP beton visokih performanciLKB laki konstrukcijski betonNaCl natrij-kloridCUA ugljik, ugalj, antracitVONG vatrostalna opeka niske gustoeLIB laki izolacijski beton
CD ugljik u obliku dijamantaZrC cirkonij-karbidWD wolfram karbidAlOSZ aluminij-oksid sitnog zrnaBC borkarbid
SiCVP silicij karbid, vrue preaniCG ugljik u obliku grafita, isti
BSiS2405 bor-silikatno staklo 2405NaS0070 natrijevo staklo 0070led formiran smrzavanje vodeCVG cement visoke gustoePCS portland cement otporan na sulfate
VONG vatrostalna opeka niske gustoeLIB laki izolacijski beton
8/7/2019 06 Keramike
5/12
06 Keramike 63
grafit dijamant Na staklo B staklo cementsilicij-
karbidMaterijal
C C 0070 2405 Portland SiC
Sastav, % 100 C 100 C71 SiO2 3 Al2O3
13 Na2O 1 K2O
7 CaO 5 MgO
70 SiO2 1 Al2O3
12 B2O3 5 Na2O
11 ZnOCdSSe
6467 CaO
1725 SiO2
38 Al2O3
100 SiC
, kg/dm3
2,22,26 3,443,58 2,472,52 2,452,50 33,2 3,113,18
Rm, N/mm2 10110 28002930 30,332,2 31,935,1 1,92,1 381420
Rm,t, N/mm2 43350 10
4210
4303322 319351 18,720,7 10001700
E, kN/mm2 1025 10501210 6872 66,369,7 40,241,6 350410
, 0,220,30 0,180,22 0,210,22 0,200,21 0,200,24 0,130,17
Re, N/mm2 10110 28002930 30,332,2 31,935,1 1,92,1 381420
A, % 0 0 0 0 0 0
KIC, N/m3/2
6,312,6 95120 2021 2021 1114 4,15,4
HV 450 42004900 8998,4 95,4105 5,66,2 24002800Rd,is, N/mm2 26,931,3 23002500 28,231,2 30,233,4 0,901,41 324378
tMax, C 13251725 15251725 201472 200480 627857 15001650
tmin, C 273 273 273 273 163173 273
c, J/(kgK) 700720 500520 850950 760800 813867 674868
, W/(mK) 80240 200400 0,71,3 1,11,2 0,80,9 90160
, m/(mK) 0,64,3 0,81,2 8,929,28 4,214,38 8,79,1 4,44,5
Ek, MV/m 1020 0,40,6 12 1522 12
e0, cm 34,76030 101010
2010
2210
2410
2210
24210
11210
1210
910
11
kreciklinosti 0,150,20 0,50,55 0,70,8 0,70,8 0,050,10 0
Cijena, kn 6598 1,81063,610
68,29,6 2436 0,600,72 85120
Otpornost na:
troenje srednja vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra slaba vrlo dobraoksidaciju (500C) srednja vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra srednja vrlo dobra
paljenje srednja vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra
UV zrake vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra
slatku vodu vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra
morsku vodu vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra dobra vrlo dobra
jake kiseline dobra vrlo dobra dobra vrlo dobra slaba vrlo dobra
jake luine slaba dobra dobra dobra slaba dobra
slabe kiseline vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra srednja vrlo dobra
slabe luine vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra dobra vrlo dobra
organska otapala vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra vrlo dobra
6.1.3 Primjena keramikaKeramike se iroko koriste u tehnici, na primjer, za izradu graevinarskih opeka, crje-
pova i betonskih blokova, sanitarne opreme kuanstava, alata za rezanje metala, vatrostalnih
obloga loita, vjetrobrana i stakala vozila, svjeica motora SUI, dielektrika kondenzatora,
senzora, magnetnih memorija. Na jednoj svemirskoj letjelici (Space Shuttle) ugraeno je oko
25000 lakih poroznih keramikih ploica koje tite aluminijsku oplatu od prekomjernog grija-
nja pri prolazu letjelice velikom brzinom kroz Zemljinu atmosferu.
Primjeri su primjene:
Namjena Primjena Primjeri
strojarstvoalati za rezanjeabrazivi
Al2O3 , silicij-aluminij-oksid-nitridSiC, Al2O3 , dijamant, BN, ZrSiO4
graevinarstvo zgrade opeka, crijep, beton, staklo, sanitarna oprema
8/7/2019 06 Keramike
6/12
64 MATERIJALI
elektrotehnika
dielektrici kondenzatoramikrovalni dielektricisupra-vodiiizolatori
gorivi lancipiezoelektricimemorije
fero-fluidivodii, izolatoriinduktori, magneti
BaTiO3 , SrTiO3 , TaO5Ba(Mg1/3Ta2/3)O3 , Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 , BaTi4O9 , Al2O3YBa2Cu3O7xporculan
ZrO2 , LaCrO3Pb(ZrxTi1x)O3 , Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 , LiNbO3
Fe2O3 , CrO2Fe3O4
nikl-cink-feritmangan-cink-ferit
optikastaklalaserirasvjeta
stakla na bazi SiO2Al2O3 , itrij-aluminij-granatAl2O3 , stakla
automobilskaindustrija
senzori kisika, gorive elijenosioci katalizatorasvjeicevjetobranska stakla, prozori
ZrO2kordijeritAl2O3stakla na bazi SiO
2
kemijskatehnologija
katalize, filtracija zraka itekuina, boje, gume
Al2O3 , ZrO2 , ZnO, TiO2 i drugi oksidi
domainstvokeramike ploice, sanitarnaoprema, posue, grnarija,
umjetnika djela, dragulji
keramike na bazi gline, kremena i feldspata, staklo na baziSiO2, dijamant, rubin, kubni cirkonij i drugi kristali
biomedicinaimplatatizubarstvo
ultrazvuno snimanje
hidroksi-apatitporcelan, Al2O3
olovo-cirkonat-titanat
ostalo
obranasenzorinuklearnaproizvodnja metala
BB4C, olovo-cirkonat-titanatSnO2UO2kremen i vatrostalna keramika na bazi silicija
Namjena Primjena Primjeri
6.2 Tradicionalne keramike
Tradicionalne su keramike smjese:
Glina u pravilu ima najvei maseni udio u smjesi i osigurava lako oblikovanje proizvo-
da prije njegovog otvrdnjavanja peenjem. Osnovna je komponenta gline hidratizirani alumi-nij-silikat (Al2O3oSiO2oH2O).
8/7/2019 06 Keramike
7/12
06 Keramike 65
Kvarc(silicij-dioksid, SiO2) ima visoko talite i osigurava proizvodu vatrostalnost.
Feldspat kalija(K2OoAl2O3o6 SiO2) ima relativno nisko talite, te pri peenju formirastaklastu masu koja vezuje vatrostalnu komponentu.
Najvie se tradicionalne keramike koriste u graevinarstvu, manje u elektrotehnici (izo-
latori).
Od grubih keramika izraene su opeke, crjepovi, ka-
nalizacijske i dimnjake cijevi te vatrostalni komadi,
a od finih su izraene ploice i sanitarna oprema.
Opeke i crjepovi
Graevinske opeke najmasovniji su keramiki proizvod. Koriste se u graevinarstvu za
izradu nosivih i pregradnih zidova, stupova, svodova, poploavanje. Razlikuju se po oblicima,
dimenzijama i svojstvima.
Opeke se izrauju od slabijih vrsta glina. Po potrebi se glini dodaje pijesak za sprjea-
vanje prekomjernog smanjivanja volumena, krivljenja i pucanja komada tijekom njihovog su-
enja i peenja.
Crjepovi se koriste za pokrivanje krovova. Izrauju se od istih sirovina kao i opeke, s
tim da se one bolje pripreme, a peenje obavlja pri viim temperaturama.
6.3 Tehnike keramike
Mogu se razlikovati konstrukcijske keramike namijenjene izradi dijelova i funkcionalne
keramike namijenjene izradi senzora. Pored toga, razlikuju se:
6.3.1 Strojarske keramike
Strojarske su tehnike keramike preteito isti spojevi (izuzetak je elementarni ugljik),
preteito dva elementa oksidi, karbidi i nitridi. Vana su svojstva osobito vanih i iroko
koritenih strojarskih keramika:
Ugljik:
C, dijamant vrlo velike Rm,t , E, HV, male , vrlo velike , vrlo malee
0 , proziran,C, grafit vrlo male Rm,t , E, HV, male ,vrlo velike e0.
Oksidi:Al2O3 velike Rm,t , E, HV, postojan pri visokim temperaturama,MgO postojan pri visokim temperaturama,
Al6Si2O13(mulit) male , postojan pri visokim temperaturama,
SiO2(kvarc) male , proziran,ZrO2 velike KIC .
Karbidi:SiC velike Rm,tEi HV,WC velike Rm,tEi HV, .
Nitridi:BN vrlo velike Rm,tEi HV.Si3N4 velike Rm,t , HV, postojan pri visokim temperaturama.
8/7/2019 06 Keramike
8/12
66 MATERIJALI
U strojarstvu se iroko koriste "tvrdi metali", od kojih se izrauju rezni alati, alati za
plastino deformiranje, te dijelovi razliitih strojeva (valjci, turbinske lopatice). Karbidnekomponente (volfram, titan, tantal) tvrdih metala najee su povezane s kobaltom:
Sadraj komponenata, w, %WC TiC TaC Co
, kg/dm3 HVRm,sav,N/mm
2Rm,t,
N/mm2
94 6 14,9 1600 200 5500
85 15 14,0 1200 2400 4100
92 2 6 14,4 1650 1900 5700
70 12 8 10 12,4 1430 1750 5000
75 4 8 13 12,7 1350 1900 4700
Keramike visokog talita jesu:
Keramika tT, C Keramika tT, Chafnij-karbid, HfC 3890 volfram-karbid, WC 2850
tantal-karbid, TaC 3880 magnezij-oksid, MgO 2798
cirkonij-karbid, ZrC 3540 kalcij-oksid, CaO 2710ugljik, C 3527 berilij-oksid, BeO 2550
niobij-karbid, NbC 3500 silicij-karbid, SiC 2500
vanadij-karbid, VC 3330 bor-karbid, B4C 2450
titan-karbid, TiC 3120 aluminij-oksid, Al2O3 2050
Izrada proizvoda od tehnikih keramika
Osnovna sirovina za proizvodnju tehnikih keramika je prah koji se dobiva:
(a)mehanikim usitnjavanjem,(b)kemijskom redukcijom ili(c)elektrolitikim taloenjem.
Keramiki proizvodi se od praha izrauju u etiri koraka:1. priprava sirovine za oblikovanje,2. oblikovanje poluproizvoda,3. peenje/sinteriranje,4. zavrna obrada.
Keramiki se proizvodi u pravilu izrauju kao jednodijelni (problem sklapanja viedjelnih).
Al2O3 SiC Si3N4 ZrO2
8/7/2019 06 Keramike
9/12
06 Keramike 67
6.3.2 Elektrotehnike keramike
Za razumijevanje svojstava elektrotehnikih keramika potrebno je razumjeti osnovne
postavke teorije vrpci, temeljene na kvantnoj teoriji.
Teorija vrpci
Strukture se elektronskih omotaa ugljika, silicija i germanija mogu prikazati:
6C [ ]2 He 2s2, 2p
2 14Si [ ]Ne10 3s
2, 3p2 32Ge [ ]Ar18 3d10, 3 s2 , 3 p2
Svakom atomu C, Si i Ge nedostaje po etiri elektrona za formiranje stabilnih konfiguracija
elektronskih omotaa C [ ]Ne10 , Si [ ]Ar18 , Ge [ ]Kr36 . U kristalnoj se re-
etci C, S i Ge stabilne konfiguracije uspostavljaju sparivanjem valentnih elektrona (elektronakoji sudjeluju u formiranju kemijskih veza).
Na temelju naela kvantne teorije slijedi da u kristalnoj reetci pri uzajamnom djelova-nju bliskih atoma dolazi do umnoavanja energetskih razina formiranja energetskih vrpci. U
vodljivim vrpcama gibaju elektroni koji prenose naelektrisanje (elektrina struja), u valen-
tnim vrpcama gibaju elektroni koji sudjeluju u formiranim kemijskim vezama, a u pripad-nim vrpcama gibaju elektroni koji pripadaju pojedinanim atomima.
Vodljiva se vrpca vodia preklapa s valentnom vrpcom te elektroni lako prelaze iz va-
lentne vrpce u vodljivu, doprinosei elektrinoj vodljivosti. Kod izolatora je vodljiva vrpca
udaljena od valentne. Kod vodia je porast otpora s temperaturom posljedica remeenja pra-
vilnosti vrpci uslijed intenziviranja titranja atoma S porastom temperature kod izolatora raste
broj sve brih elektrona koji iz valentne vrpce prelaze u vodljivu te otpor opada.
Kako se pri prelasku svakog elektrona iz valentne vrpce u vodljivu formira jedan par e-
lektron/upljina, javljaju se dva mehanizma vodljivosti:
n-vodljivost u elektrinom polju kroz poluvodi gibaju negativni elektroni
p-vodljivost u elektrinom polju kroz poluvodi gibaju pozitivne upljine.
Poluvodii
Poluvodii se koriste za izradu dijelova kompjutora (45 %), razliitih potroakih proi-zvoda (23 %) i komunikacijske opreme (13 %) te u proizvodoj (12 %), automobilskoj (5 %),i vojnoj industriji (23 %).
Industrija je poluvodia ogromna, jo uvijek rastua, rairena je po industrijski razvije-nim zemljama i obre milijarde dolara.
8/7/2019 06 Keramike
10/12
68 MATERIJALI
Svojstva su istih poluvodia:
MaterijalEnergetski
procjep, eVElektrina
vodljivost, /mPokretljivost
elektrona, m2/(Vos)
Pokretljivost
upljina, m2/(Vos)
elementarni
Si 1,11 4o104
0,14 0,05
Ge 0,67 2,2 0,38 0,18
spojevi elemenata iz III i V grupe periodnog sustava elemenata
GaP 2,25 0,05 0,002
InSb 0,17 2o104
7,7 0,07
spojevi elemenata iz II i IV grupe periodnog sustava elemenata
CdS 2,40 0,03
ZnTe 2,26 0,03 0,01
Od poluvodikih materijala se najvie koristi silicij. U prisutnosti elektrinog polja, kod
istog silicija su zastupljeni n-vodljivost i p-vodljivost.
U prisutnosti atoma s veim brojem valentnih elektrona raste udio n-vodljivosti
U prisutnosti atoma s manjim brojem valentnih elektrona raste udio p-vodljivosti
Spajanjem se poluvodia razliitih mehanizama vodljivosti elektrina polarizacija:
di
rektna
polarizacija
in
verzna
polarizacija
8/7/2019 06 Keramike
11/12
06 Keramike 69
Supravodii
Pri temperaturama niim od kritine supravodii postaju savreni vodii (e0 = 0).
Metal Tc , K Metal/metaloid Tc , K Keramika Tc , KW 0,015 SiV3 17,1 YBa2Cu3O7x 93
Al 1,18 GaV3 16,80 TlBa2Ca3Cu4O11 122
Sn 3,72 Nb3Sn 18,05 BaPb0.75Bi0.25O3 138
Prema tome, za postizanje supravodljivosti potrebno je odravanje vrlo niskih tempera-
tura. Vrelite je helija 4 K, neona 27 K, duika 77 K.
6.4 Stakla
Stakla su amorfni (nekristalini) materijali formirani od anorganskih spojeva. Osobitosu vana stakala:
SiO2 , silikatno u veomaistom stanju se koristi za izradu opti
kih vlakana,SiO2-Na2O-CaO, natrij-kalcijevo staklo lako se proizvodi i niske je cijene, te se najee koristi (flae,
ae, prozori) ,
SiO2-B2O3, bor-silikatno staklo male te se koristi za izradu komada otpornih na termook,SiO2-PbO, olovo-silikatno staklo "kristal", velikog indeksa refrakcije to daje kristalu sjaj.
Za razliku od kristal-
nih keramikih mate-
rijal, kod stakala se ne
uoava izraen skok
krivulje = f(t) u tali-tu (tt). Izvjestan dis-
kontinuitet u promjeninagiba se opaa u
toki "staklastog pri-
jelaza" (tp) pri niimtemperaturama je sta-
klo kruto, a pri viim
postupno omekava.
Osnovna komponenta stakala su silikati (SiO2), a dodavanjem drugih oksida (Na2O,
CaO, K2O, Al2O3) svojstva se stakala prilagoavaju potrebama.
Sadraj komponente, w, %Tip stakla SiO2 Na2O CaO Al2O3 BB2O3 drugi Svojstva i primjena
staljeno silikatno > 99,5 visoka tt , vrlo niska (otporno na termook)
96%-silikatno 96 4otporno na termook i kemikalije (laboratorij-sko posue)
bor-silikatno 81 3,5 2,5 13 otporno na termook i kemikalije (oprema pei)
NaCa-silikatno 74 16 5 1 4MgO niska tt , lako obradivo, trajno
staklena vlakna 55 16 15 10 4MgO lako izvlaenje u vlakna (stakloplastika)
optiko-kristalno 54 137PbO8K2O
visoka , visok indeks refrakcije (optike lee)
staklo-keramika 43,5 14 30 5,56,5TiO2
0,5As2O3
laka proizvodnja, vrsto, otporno na termook
(oprema pei)
Zajedniko je svojstvo stakala prozirnost i jednostavnost izrade proizvoda prozora,
rasvjetnih tijela, lea, optikih vlakana, ekrana, flaa, aa, kuhinjskog posua, ojaala kom-pozita.
8/7/2019 06 Keramike
12/12
70 MATERIJALI
Izrada proizvoda od stakla
U tehnologiji izrade proizvoda od stakla vana je promjena dinamike viskoznosti () stemperaturom. Pri porastu temperature kontinuirano opada viskoznost stakala, bez izraenog
skoka u talitu.
Definirano je pet temperatura:1. talite, = 10 Paos, na viim se t
staklo ponaa kao tekuina
2. radna toka, = 103
Paos, pri
viim se tstaklo lako deformira
3. toka mekanja, = 4o106
Paos,
pri rukovanju, na ovoj i niim t ko-
madi se od stakla ne deformiraju zna-
ajno
4. toka kaljenja, = 1012
Paos,
difuzija atoma je dovoljna za ukla-
njanje zaostalih naprezanja tijekom
15 min
2. toka deforiranja, = 3o1013
Paos, na ovoj i niim t, prije pojave
plastinog deformiranja staklo puca
Glavnina postupaka izrade proizvoda od stakla provodi se na temperaturama izmeu radne
toke i toke mekanja. Temperatura staklastog prijelaza je via od toke deformiranja.
Optika vlakna
Optika su vlakna formirana od tri sloja: (a) jezgre od stakla velike istoe i velikog in-deksa refrakcije, (b) prevlake od stakla manjeg indeksa refrakcije koje titi jezgru od zareza idrugih nesavrenosti povrine i (c) obloge od polimera koje titi optiko vlakno od oteenja.
Kako je indeks refrakcije jezgre vei od indeksa refrakcije prevlake to e svjetlost gibati
kroz jezgru jer se u potpunosti odbija od granine povrine jezgra/prevlaka. Potpuno odbijanjei istoa stakla jezgre omoguavaju duge putove svjetlosti uz male gubitke njenog intenziteta.