SlideShare a Scribd company logo
1 of 68
Download to read offline
SKLO – KERAMIKA
– TVRDÉ MATERIÁLY
Jan Grégr & Martin Slavík

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

CHE 09

Katedra chemie FP TUL: http://www.kch.tul.cz
SKLO – KERAMIKA
– TVRDÉ MATERIÁLY

www.kch.tul.cz

CHE 09

Katedra chemie FP TUL |

Obsah přednášky:
Sklo, struktura, vlastnosti, výroba, typy skel
Keramika, typy a použitelnost keramiky
Tvrdé materiály syntetické a přírodní, slinuté karbidy

Katedra chemie FP TUL: http://www.kch.tul.cz
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz

SKLO
Sklo

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Charakteristika
skelného stavu
Sklo je amorfní pevná
látka, která vzniká
obvykle ztuhnutím
taveniny bez krystalizace
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Sklo
Graf z předchozí stránky
pro závislost hustoty
na teplotě
Struktura skla

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Skelná síť na rozdíl od krystalů nemá pravidelné uspořádání
na delší vzdálenost

křemen

křemenné sklo

běžné sklo
Struktura skla

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Skelná síť na rozdíl od krystalů nemá pravidelné uspořádání
na delší vzdálenost

Křemenné sklo
Mřížka krystalu
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Struktura skla
Křemičitanová síť je nepravidelná, kationty zaujímají místo
v prostoru mezi tetraedry, povrchové skupiny obsahují
koncové –OH skupiny.
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Látky tvořící skla
•
•
•
•
•
•
•

prvky S, Se
oxidy - B2O3, SiO2, GeO2
boritany a křemičitany - Na2B4O7, Na2O-CaO-SiO2
fluoridy - BeF2, BaF2-AlF3-LaF3-ZrF4
sulfidy a selenidy - As2S3, As-Se-Ge
organické polymery - polystyren, PMMA
jiné látky - glycerin, některé kovy a slitiny
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Křemičitá skla
Suroviny
• Vsázka - směs sklářského kmene a vratných
skleněných střepů, která je nakládána
do sklářské pece
• Hlavní suroviny - písek, soda, potaš, vápenec
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz

Viskozitní křivky běžných skel
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Teplota použitelnosti skla
Sklo je vlastně podchlazená kapalina a jeho vlastnosti jsou
popisovány teplotní závislostí viskozity skloviny.
Při zvyšování teploty viskozita klesá, naopak tedy roste
tekutost (fluidita) skla.

Teplotní průběh viskozity je charakteristickou vlastností
dané skloviny.
Na jejím základě je možné definovat teploty pro tváření
skla, chlazení skleněných výrobků a teplotní obor
použitelnosti skla.
www.kch.tul.cz

Důležitou hodnotou teplotním průběhu viskozity skla je tzv.
transformační teplota označovaná tg. Při této teplotě viskozita
dosahuje hodnoty 1012,3 Pa.s.
Okolo této teploty jsou definovány spodní a horní teplota
chlazení pro skleněný výrobek.

Katedra chemie FP TUL |

Teplota použitelnosti skla

Zhruba při hodnotě viskozity 1010 Pa.s se nachází tzv.
dilatometrický bod měknutí, tj. teplota, při níž se začíná
skleněný výrobek samovolně deformovat.
Musíme si také uvědomit, že skleněné výrobky si po změně
teploty zachovávají určité vnitřní pnutí a stačí nepatrné
škrábnutí na vhodném místě a dojde k prasknutí výrobku
(nádobky, v níž provádíme pokus).

!!!!!!!!!
Teplota použitelnosti skla

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Vlastnosti skel používaných v laboratořích

5
4

6

5

7

4
8

2
1

11

6

7

3

9

3

2

8
9
1

10
Tavicí pece

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

a) Kontinuální tavicí pece různé konstrukce s výkonem 3 až 1000
tun skla za den
Otop: plyn, elektrická energie
Tavicí teploty: 1350 až přes 1600 ºC

b) Pánvové pece Pánve ze šamotu o obsahu 50 až 1000 kg skloviny
Použití: maloobjemové výroby - ruční tvarování, umělecká výroba,
bižuterie, barevná a zakalená skla
c) Speciální pece - indukční, odporové, silitové
Tavení malých množství speciálních skel pro optiku a elektrotechniku
v kelímcích z keramiky nebo slitin platiny
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Tvarování skloviny
Hlavní roli hraje viskozita a rychlost krystalizace
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz

Ploché sklo Float
Ploché sklo Float

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Teplotní vztažné body plochého skla

Tepelné vlastnosti plochého skla
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz

Skleněná vlákna
Hlavní typy skel

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

a) Křemenné sklo (SiO2)
Výroba tavením velmi čistého křemene
v grafitových kelímcích ve vakuu při teplotách kolem 2000 oC
Výborné chemické, elektrické a optické vlastnosti,
teplotní odolnost, drahé
Použití: materiál pro extrémní pracovní podmínky
v technice a chemii
Hlavní typy skel

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

b) Ploché a obalové sklo
Nejlevnější a nejrozšířenější typ skla.
Po technické stránce pouze průměrné vlastnosti ve všech
oblastech
Použití: výroba lahví, levné užitkové sklo, ploché okenní
a automobilové sklo
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Hlavní typy skel
c) Křišťálová skla
Český (draselný) nebo olovnatý křišťál.
Průměrné vlastnosti,
užitkové a dekorativní sklo
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Hlavní typy skel
d) Tepelně odolná skla (boritokřemičitá skla)
Velmi dobrá chemická odolnost, dobrá teplotní odolnost
Použití: varné sklo v domácnosti, laboratorní nádobí,
chemické aparatury, průmyslová dopravní potrubí
Obchodní značky: Simax (Kavalier Sázava, ČR), Pyrex,
Duran
Tepelná odolnost skel

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Tepelná odolnost skla závisí jednak na vlastnostech skla
(součinitel teplotní roztažnosti, pevnost a modul pružnosti),
jednak na stejnorodosti skla, jakosti povrchu, tloušťce stěny,
ale i na velikosti a tvaru nádoby, tedy na výrobku samotném.
Teoreticky můžeme tepelnou odolnost skla vypočítat podle
vztahu:

kde

s .(1 – k )
t 
 .E

t je tepelná odolnost ve stupních Celsia,

s je pevnost skla v tahu,
k je Poissonova konstanta,
 je součinitel teplotní roztažnosti a
E – modul pružnosti.
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Tepelná odolnost skel
Protože pevnost skla je při měření poměrně obtížně
reprodukovatelná, je pro technickou praxi využíván
zjednodušený empirický vzorec:
1000

t 



když hodnota tepelné roztažnosti je vyjádřena v hodnotách
mm/m·ºC.

!

Dá se tedy říci, že teplotní odolnost je nepřímo závislá na
teplotní roztažnosti skla.
Uvedený vzorec platí pro tloušťku stěny 1 mm. Závislost na
tloušťce stěny je potom dána vztahem:

když a je tloušťka stěny v mm.

t1
ta 
a
www.kch.tul.cz

Hlavní typy skel

Katedra chemie FP TUL |

e) Skleněná vlákna
Speciální boritokřemičitá skla nebo čedič
Význačné vlastnosti: chemická odolnost, teplotní
odolnost (speciální vlákna Al2O3-SiO2 až do 1600 °C),
vysoký elektrický odpor (E-sklo)
Použití: nekonečné vlákno (E-sklo) pro skleněné tkaniny,
izolace v elektrotechnice, sklolamináty, filtrační tkaniny,
výztuž pneumatik a lepenek,
skleněná vata ve stavebnictví pro tepelné a akustické
izolace
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Hlavní typy skel
f) Optická a speciální skla
Několik set druhů skel velmi rozmanitého složení
(i fluoridová a chalkogenidová skla)
Použití: optická zařízení a přístroje, brýle, filtry,
optoelektronika, elektronika a elektrotechnika
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Hlavní typy skel
g) Skelně krystalické hmoty (sklokeramika)
Vyrábí se řízenou krystalizací speciálních skel nebo
hornin různých chemických složení, typická velmi
jemnozrnná krystalizace
Význačné vlastnosti: Řada speciálních vlastností u skel
nedosažitelných (pevnost, teplotní odolnost, elektrické
vlastnosti, oděruvzdornost)
Použití: varné nádobí, vařidlové desky, výměníky tepla,
teleskopická zrcadla, hlavice raket, tavený čedič
a petrositaly pro potrubí, dlažby
a obkladové materiály
ve stavebnictví
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Obecné vlastnosti skel
Díky rychlému zatuhnutí vnitřní struktury je povrch skel
tvrdší než vnitřní část, ve většině výrobků existuje
vnitřní pnutí.
Skleněné výrobky jsou proto málo odolné proti
teplotním šokům a po povrchovém poškození
ztrácejí pevnost.
Chemická odolnost křemičitých skel je větší vůči
kyselému prostředí, rozpouštějí se v kyselině
fluorovodíkové za vzniku plynného SiF4.
V roztocích alkalických hydroxidů se rozpouštějí
za vzniku křemičitanů.
Při delší tepelné expozici může dojít k odskelnění.
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz

keramika
Keramika je anorganický nekovový materiál
s heterogenní strukturou, tvořenou krystalickými a někdy
i skelnými látkami o různém složení a uspořádání.
Obsahuje obvykle i póry

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Charakteristika keramiky

pór

zrna
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Výroba keramiky
•
•
•
•

mletí - většinou nutné velmi jemné
tvarování - lití, lisování
sušení - pomalé, velmi důležité
tepelné zpracování - při 1000 až 1400 °C
v komorových nebo tunelových pecích, oxidová
keramika až 1700 °C, probíhají chemické
a fyzikální reakce (slinování)
• Na vlastnosti produktu mají prvořadý vliv
chemické a mineralogické složení surovin, velikost
částic a kvalita jejich povrchu.
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Suroviny pro výrobu keramiky
Běžná keramika
plastické suroviny - kaolin, jíly a hlíny, které umožňují
tvarování plastického těsta
ostřiva - křemen, korund a kalcinovaný jíl (šamot),
snižující smrštění při sušení a výpalu
taviva - živce, tvoří taveninu při výpalu (urychlují
reakce)
Technická a oxidová keramika
křemičitany, oxidy, nitridy atd. s organickými
plastifikátory
www.kch.tul.cz

Hlavní druhy keramiky

Katedra chemie FP TUL |

a) Porcelán
Bílý průsvitný materiál, pochází z Číny, v ČR velká
tradice
Podmínkou je kvalitní kaolin, dále obsahuje křemen a živec
Glazura vyrovnává povrch, zlepšuje vzhled a umožňuje
barvení
Použití:
Tvrdý porcelán - stolní nádobí (Karlovarský porcelán),
chemické a elektrotechnické účely
Měkký porcelán - dekorační výrobky, některé stolní nádobí
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Hlavní druhy keramiky
b) Pórovina
Blízká porcelánu, ale pórovitá, nasákavá
Použití:
obkládačky, užitkové a dekorační předměty, zdravotní
keramika (Diturvit)
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Hlavní druhy keramiky
c) Kamenina
Hutná keramika, obvykle zbarvená hnědě
až žlutě, hlavní surovinou kameninové jíly místo
kaolínu, možnost výroby velkých výrobků
Použití:
kanalizační trouby, dlaždice, elektrické izolátory, chemické
provozní nádoby a domácí
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Hlavní druhy keramiky
d) Cihlářské výrobky
Základem barevně se pálící jíly a hlíny,
důležitá pevnost a mrazuvzdornost
Použití:
cihly, krytina
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Hlavní druhy keramiky
e) Technická (elektrotechnická) keramika
Řada typů, výjimečné elektrické vlastnosti,
vysoká pevnost
Použití:
elektrotechnika (dielektrika, piezokeramika, ferrity)
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Hlavní druhy keramiky
f) Oxidová keramika
Téměř čisté žáruvzdorné oxidy (Al2O3, BeO, MgO, ZrO2,
ThO2), speciální postupy výroby
Vlastnosti: extrémně vysoké mechanické pevnosti,
žárovzdornost (max. teplota použití ThO2 2700°C),
vysoká tvrdost, chemická odolnost
Použití: nejběžnější slinutý korund, konstrukční materiály
pro vysoké teploty, plátky pro obrábění kovů, izolátory
zapalovacích svíček
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Hlavní druhy keramiky
g) Žáruvzdorná keramika pro průmyslové pece
Typická hrubozrnná struktura, kombinace žáruvzdorných oxidů
z přírodních surovin
Hlavní typy:
Dinas - téměř čistý SiO2 z křemenců
Šamot - hlavně mullit (3 Al2O3 . 2 SiO2) z jílů
Sillimanit - mullit ze sillimanitu
"Magnezit" - MgO z přírodního magnezitu
Chrommagnezit - MgO, Cr2O3, Al2O3 z chromitu a magnezitu
Zirkonsilikát - tavené materiály se ZrO2, SiO2, (Al2O3)
Vlastnosti: žárovzdornost, dobrá až výborná mechanická pevnost,
různá tepelná vodivost a porozita (podle účelu)
Použití: stavba pecí v hutnictví, sklářství, výrobě keramiky a maltovin
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Rozsah použitelnosti keramiky

1 - šamot,
4,5 - dinas,

2 - sillimanit,
6 - magnezit

3 - chrommagnezit,
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Neoxidová žárovzdorná keramika
Karbid křemíku a nitrid křemíku, karbid bóru a nitrid bóru jsou
nejdůležitějšími zástupci tzv. neoxidové keramiky.
Neoxidová keramika je chemicky velmi stálá za vysokých teplot.
Výjimkou je špatná odolnost proti oxidační atmosféře, v ostatních
směrech je jejich chemická odolnost vynikající.
Materiály obsahující sloučeniny křemíku mohou být do 1600oC
použity i v oxidační atmosféře, díky vytvářené pasivační vrstvě SiO2
na jejich povrchu.
Pro technické použití jsou zvláště důležité jejich mechanické
vlastnosti, vysoká pevnost a tvrdost, ve kterých převyšují vlastnosti
oxidové keramiky, zejména při teplotách nad 1000oC.

SiC

Si3N4

B4C

BN
www.kch.tul.cz

TVRDÉ MATERIÁLY
Katedra chemie FP TUL |

Tvrdé materiály , které se používají v technické
praxi můžeme rozdělit na

a

synteticky připravované

přírodní materiály

Synteticky je připravován umělý diamant a korund
a především karbidy, boridy, nitridy a silicidy kovů
Tvrdost materiálů

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Tvrdost kovů je mechanická vlastnost materiálu, vyjadřující odpor
proti vnikání (zkušebního) tělesa do povrchu.
Měří se přístroji zvanými tvrdoměry.
Hodnoty tvrdosti jsou buď bez jednotek, nebo mají jednotku MPa.
Zkoušky tvrdosti rozdělujeme na zkoušky vrypové, vnikací a
odrazové.
Běžné zkušební metody:
Vickers – vtlačování diamantového jehlanu s vrcholovým úhlem 136°
předepsanou silou, měří se velikost úhlopříčky vzniklého důlku.
Rockwell – vtlačování diamantového kužele s vrcholovým úhlem
120° nebo kuličky o průměru 1/16“ předepsanou silou do povrchu.
Měří se trvalá hloubka vtisku.
Brinell – vtlačování kuliček o různém průměru předepsanou silou do
povrchu. Měří se průměr vtisku.
Tvrdost materiálů
www.kch.tul.cz

Tvrdost materiálů souvisí s vazebnými silami v materiálu

Katedra chemie FP TUL |

čím jsou stavební částice blíž k sobě (vyšší energie vazby) a čím je
struktura materiálu hustší

Diamant

Křemen
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Tvrdost materiálů
Mohsova stupnice
tvrdosti vyjadřuje
schopnost jednoho
materiálu rýpat do
druhého.
Byla vytvořena
německým
mineralogem
Friedrichem Mohsem
a slouží pro určení
tvrdosti látek.
Stupnice není
rovnoměrná.

1800

diamant
1600
1400
1200
1000
800

apatit

600

korund

400

fluorit

topaz
křemen

200

vápenec
0

mastek

1

2

3

4

5

6

sůl kamenná

7

8

9

10

živec
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Karbid křemíku
byl objeven náhodně v roce 1891 a označen názvem carborundum,
podle toho, že jeho tvrdost v Mohsově stupnici 9,5 leží mezi tvrdostí
C carbon (diamant) a Al2O3 corundum.
Průmyslově se vyrábí reakcí velmi čistého křemenného písku
s uhlíkem (koksem nebo antracitem) v elektrické odporové peci
(2200-2400oC)
SiO2 + 3 C = SiC + 2 CO.
Technické využití pro SiC bylo původně jako vynikající brusivo,
díky jeho tvrdosti a také zvláštní lámavosti při které vznikají velmi
ostré řezné hrany.
Možnosti jeho využití jsou však mnohem širší.
I přes poměrně vysokou cenu má karbid křemíku význam jako
žáruvzdorný výrobek, k rozkladu dochází teprve při 2700oC,
přičemž se využívá jeho vynikajících vlastností, jako vysoké tepelné
vodivosti, tvrdosti a mechanické pevnosti.
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Karbid křemíku
Používá se v pecích pro destilaci zinku a pro výrobu pouzder
a vypalovacích pomůcek v keramickém průmyslu a při výrobě ocelí.
Cihly z karbidu (karborundové cihly) jsou pojeny jílem nebo
nitridem křemíku Si3N4.
Budoucnost keramiky z karbidu křemíku se očekává v jejím použití
při výrobě teplotně vysoce namáhaných částí strojů a zařízení, jako
v plynových turbínách a vznětových motorech.
Díly mohou bez chlazení pracovat až do teploty 1400oC a jsou o
60% lehčí jako vysokoteplotní slitiny z kovů.
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Nitrid křemíku
Nitrid křemíku má při použití na keramiku podobné
vlastnosti jako karbid křemíku a může být použit
ve stejných oborech.
Prášek Si3N4 se vyrábí termicky reakcí elementárního
křemíku s plynným dusíkem při 1200-1400 oC,
3 Si + 2 N2 = Si3N4
Karbid bóru

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Karbid bóru se vyrábí rozkladem oxidu boritého uhlíkem
v elektrické odporové peci při 2400 oC,
2 B2O3 + 7 C = B4C + 6 CO.
Karbid bóru vznikající tímto procesem je tvořen hrubými
tvrdými zrny a je vhodný pro použití v brusných prostředcích
a jako výchozí materiál pro výrobu kovových boridů.
Jemný disperzní prach karbidu bóru se získává reakcí oxidu
boritého s hořčíkem nebo hliníkem za přítomnosti uhlíku.
Tento se zpracovává na keramické výrobky, které nacházejí použití
při výrobě pancéřových desek a ochranných štítech bojových
letadel, nebo v jaderných elektrárnách jako stínicí materiál pro
neutrony.
Jako zajímavost: karbid boru a borid beryllia
byly zjištěny jako nejúčinnější materiály
v neprůstřelných vestách.
Nitrid bóru

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Nitrid bóru existuje jako hexagonální modifikace
s krystalovou strukturou podobnou grafitu a jako kubická modifikace
se strukturou diamantu.
Hexagonální nitrid bóru BN, má vlastnosti podobné grafitu
a používá se jako vysokoteplotní mazivo nebo rozpojovací
prostředek při lití kovů (je však elektricky nevodivý!).
Tavicí tyglíky z tohoto nitridu boru se používají pro vysoce čisté kovy
nebo polovodiče a jako žáruvzdorné vyložení plazmových hořáků,
raketových trysek a spalovacích komor.
Kubický nitrid bóru (Borazon) se vyrábí z hexagonálního BN
vysokotlakou syntézou při 5000 až 9000 MPa a 1500 až 2200oC.
Kubický nitrid boru je po diamantu nejtvrdší známou látkou.
Používá se jako brusný prostředek, kde vzhledem
ke své lepší chemické stálosti při vysokých teplotách
může nahradit diamant.
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Slinuté karbidy, nitridy, boridy a silicidy
Technicky důležité tvrdé hmoty se dají rozdělit do dvou skupin,
na kovové a nekovové.
Do nekovových tvrdých hmot zahrnujeme diamant, korund (Al2O3)
a ostatní tvrdé materiály jako karbid křemíku a karbid bóru, které
byly uvedeny v předchozí části.
Následující část uvádí karbidy, nitridy, boridy a silicidy kovů. Podle
vyráběného množství, jsou z této skupiny látek nejdůležitější karbid
wolframu WC (odhadovaná světová produkce 18 000 t) a karbid
titanu TiC (1 500 t). Vyráběná množství ostatních slinutých karbidů
jsou menší než množství karbidu titanu.
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Slinuté materiály
Slinuté materiály jsou slitiny sestavené z velmi tvrdých
a vysokotajících kovových karbidů, pojených nížetajícími kovy
skupiny železa, především kobaltem.
K výrobě slinutých materiálů se používají postupy práškové
metalurgie, které jsou obdobné keramickým postupům.
Nejdříve se mokrým mletím v kulových mlýnech vyrobí jemná
disperze karbidu s pojivou kovovou fází.
Po oddělení mlecí kapaliny následuje vakuové sušení
a vylisování tvaru. Výlisek se poprvé slinuje při 900 až 1150oC,
materiál se opracuje a konečné slinování probíhá při 1400 až
1700oC, za velmi nízkého tlaku a ve vodíkové atmosféře.
Karbidy kovů

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Karbid wolframu, WC je technicky nejdůležitějším kovovým karbidem.
Hlavní použití WC je ve slinutých materiálech (tvrdokovech),
které se používají při obrábění kovů.
Pro speciální použití se v malých množstvích vyrábějí ještě karbidy
zirkonia ZrC, hafnia HfC, vanadu VC, tantalu TaC, niobu NbC, chromu
Cr3C2 a molybdenu Mo2C.
Karbid tantalu TaC má technický význam jako slinutý karbid v řezných
materiálech ve směsi s jinými karbidy.
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Karbidy kovů
Karbid titanu, TiC se vyrábí z čistého TiO2 a sazí v indukční peci
při 2000 až 2200oC.
Karbid titanu má ze všech kovových karbidů největší tvrdost,
ale samotný se používá jen málo, protože je příliš křehký.
Jeho hlavní použití je proto pro tvrdokovy (slinuté karbidy).
Řezné materiály jsou slinuté karbidy soustavy WC-Co a jsou určeny
k obrábění litiny, mědi a jejích slitin, hliníku a jeho slitin, plastických
hmot a skla.
Slinuté karbidy soustavy WC-TiC-Co se používá k obrábění ocelí,
v této soustavě se vedle TiC používá TaC, WC-TiC-TaC-Co.
Objem kobaltu je podle složení a použití od 4 do 20%.
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Nitridy kovů
Nitridy kovů jsou ze stejných kovů jako předchozí karbidy
(TiN, ZrN, HfN, VN, NbN, TaN, CrN, Cr2N, Mo2N, W2N) a mají rovněž
podobné vlastnosti jako odpovídající karbidy.
Jejich ekonomický význam je menší.
Malá technická využitelnost nitridů je také způsobena jejich
špatnou smáčivostí kovy skupiny železa (kobaltem), která ztěžuje
výrobu slinutých materiálů.
Využívají se jen některé speciální vlastnosti, např. lanthanu a yttria
jako supravodiče s vysokou kritickou teplotou (35 K, event. 93 K).
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Boridy kovů
Boridy kovů lze rovněž připravit ze stejných kovů jako karbidy.
Boridy se vyznačují vysokými body tání (i přes 3000oC), dobrou
elektrickou vodivostí a chemickou stálostí, jsou ale těžko
opracovatelné.
Jejich širšímu využití brání také to, že se nedají zpracovat jako
karbidy spojujícím kovem na slinuté materiály.
Technicky se využívají pouze borid titanu TiB2 a boridy chromu CrB a
CrB2 a to jako materiál na turbínové lopatky, vnitřní povrchy
spalovacích komor, raketových trysek a odtavovacích štítů.
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Silicidy kovů
Silicidy kovů lze rovněž připravit ze stejných kovů jako karbidy nebo
nitridy.
Mají nižší teplotu tání, nižší tvrdost a navíc jsou ještě velmi křehké a
nehodí se proto do slinutých materiálů.
Mají nejmenší technické využití.
Mají vysokou chemickou stálost např. proti oxidaci.
Z disilicidu molybdenu MoSi2 se zhotovují elektrické topné dráty se
kterými je možno pracovat na vzduchu až do teploty 1600oC.
Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Přírodní tvrdé materiály
Diamant – nejtvrdší přírodní materiál, vyrábí se i uměle
z grafitu za vysokých tlaků.
Pro technické účely se používá jako brusivo i leštivo
pro tvrdší materiály (opracování drahých kamenů, skel).
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz
Přírodní tvrdé materiály

Katedra chemie FP TUL |

www.kch.tul.cz

Korund – Al2O3 – druhý nejtvrdší přírodní materiál,
vyrábí se též uměle
Větší krystaly – červené rubíny, modré safíry
se používají jako drahé kameny
Jako brusivo se používá tmavý smirek
Katedra chemie FP TUL |
www.kch.tul.cz

Příští přednáška

More Related Content

What's hot

Τάκης Σινόπουλος, Ο καιόμενος
Τάκης Σινόπουλος, Ο καιόμενοςΤάκης Σινόπουλος, Ο καιόμενος
Τάκης Σινόπουλος, Ο καιόμενοςEleni Kots
 
ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ - ΘΕΜΑ Β΄- ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ (ΟΛΑ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ)
ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ - ΘΕΜΑ Β΄- ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ (ΟΛΑ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ)ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ - ΘΕΜΑ Β΄- ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ (ΟΛΑ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ)
ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ - ΘΕΜΑ Β΄- ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ (ΟΛΑ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ)HOME
 
Οικονομικοί πόροι και ο ρόλος της οικογένειας (ΟΙΚΙΑΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ)
Οικονομικοί πόροι και ο ρόλος της οικογένειας (ΟΙΚΙΑΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ)Οικονομικοί πόροι και ο ρόλος της οικογένειας (ΟΙΚΙΑΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ)
Οικονομικοί πόροι και ο ρόλος της οικογένειας (ΟΙΚΙΑΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ)Vastardi Mari
 
ρήματα σε ανω
ρήματα σε ανωρήματα σε ανω
ρήματα σε ανωmtho12
 
Θεματα Βιολογιας γ' Γυμνασιου
Θεματα Βιολογιας γ' ΓυμνασιουΘεματα Βιολογιας γ' Γυμνασιου
Θεματα Βιολογιας γ' ΓυμνασιουChristos Gotzaridis
 
Σημειώσεις θεωρίας ΑΟΔΕ
Σημειώσεις θεωρίας ΑΟΔΕΣημειώσεις θεωρίας ΑΟΔΕ
Σημειώσεις θεωρίας ΑΟΔΕGeorgia Kazakou
 
φυσικη γ 1.5 νομοσ coulomb
φυσικη γ 1.5 νομοσ coulombφυσικη γ 1.5 νομοσ coulomb
φυσικη γ 1.5 νομοσ coulombtvagelis96
 
Τι είναι το Aids
Τι είναι το Aids Τι είναι το Aids
Τι είναι το Aids Eleni Kabaraki
 
χρονοι χρονικη βαθμιδα και ποιον
χρονοι χρονικη βαθμιδα και ποιονχρονοι χρονικη βαθμιδα και ποιον
χρονοι χρονικη βαθμιδα και ποιονDimitra Stefani
 
Φυσική Ε΄ 9.10. ΄΄ Η ατμοσφαιρική πίεση ΄΄
Φυσική Ε΄ 9.10. ΄΄ Η ατμοσφαιρική πίεση ΄΄Φυσική Ε΄ 9.10. ΄΄ Η ατμοσφαιρική πίεση ΄΄
Φυσική Ε΄ 9.10. ΄΄ Η ατμοσφαιρική πίεση ΄΄Χρήστος Χαρμπής
 

What's hot (15)

κεφαλαιο 3
κεφαλαιο 3κεφαλαιο 3
κεφαλαιο 3
 
άσκηση 2 σελ. 81
άσκηση 2 σελ. 81άσκηση 2 σελ. 81
άσκηση 2 σελ. 81
 
Τάκης Σινόπουλος, Ο καιόμενος
Τάκης Σινόπουλος, Ο καιόμενοςΤάκης Σινόπουλος, Ο καιόμενος
Τάκης Σινόπουλος, Ο καιόμενος
 
ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ - ΘΕΜΑ Β΄- ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ (ΟΛΑ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ)
ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ - ΘΕΜΑ Β΄- ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ (ΟΛΑ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ)ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ - ΘΕΜΑ Β΄- ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ (ΟΛΑ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ)
ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ - ΘΕΜΑ Β΄- ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ (ΟΛΑ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ)
 
Οικονομικοί πόροι και ο ρόλος της οικογένειας (ΟΙΚΙΑΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ)
Οικονομικοί πόροι και ο ρόλος της οικογένειας (ΟΙΚΙΑΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ)Οικονομικοί πόροι και ο ρόλος της οικογένειας (ΟΙΚΙΑΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ)
Οικονομικοί πόροι και ο ρόλος της οικογένειας (ΟΙΚΙΑΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ)
 
ρήματα σε ανω
ρήματα σε ανωρήματα σε ανω
ρήματα σε ανω
 
Φύκη-Τεχνολογικές Εφαρμογές (Algae-Technological uses)
Φύκη-Τεχνολογικές Εφαρμογές (Algae-Technological uses)Φύκη-Τεχνολογικές Εφαρμογές (Algae-Technological uses)
Φύκη-Τεχνολογικές Εφαρμογές (Algae-Technological uses)
 
Θεματα Βιολογιας γ' Γυμνασιου
Θεματα Βιολογιας γ' ΓυμνασιουΘεματα Βιολογιας γ' Γυμνασιου
Θεματα Βιολογιας γ' Γυμνασιου
 
Σημειώσεις θεωρίας ΑΟΔΕ
Σημειώσεις θεωρίας ΑΟΔΕΣημειώσεις θεωρίας ΑΟΔΕ
Σημειώσεις θεωρίας ΑΟΔΕ
 
φυσικη γ 1.5 νομοσ coulomb
φυσικη γ 1.5 νομοσ coulombφυσικη γ 1.5 νομοσ coulomb
φυσικη γ 1.5 νομοσ coulomb
 
3-4-力學能守恆
3-4-力學能守恆3-4-力學能守恆
3-4-力學能守恆
 
Τι είναι το Aids
Τι είναι το Aids Τι είναι το Aids
Τι είναι το Aids
 
χρονοι χρονικη βαθμιδα και ποιον
χρονοι χρονικη βαθμιδα και ποιονχρονοι χρονικη βαθμιδα και ποιον
χρονοι χρονικη βαθμιδα και ποιον
 
ΠΑΔ
ΠΑΔΠΑΔ
ΠΑΔ
 
Φυσική Ε΄ 9.10. ΄΄ Η ατμοσφαιρική πίεση ΄΄
Φυσική Ε΄ 9.10. ΄΄ Η ατμοσφαιρική πίεση ΄΄Φυσική Ε΄ 9.10. ΄΄ Η ατμοσφαιρική πίεση ΄΄
Φυσική Ε΄ 9.10. ΄΄ Η ατμοσφαιρική πίεση ΄΄
 

Similar to CHE 09: Sklo Keramika Tvrde Materialy

Catalogo Porcelana Jipo
Catalogo Porcelana JipoCatalogo Porcelana Jipo
Catalogo Porcelana JipoTECNYLAB
 
Využití řízeného naplyňování slitin Al-Si při tlakovém lití
Využití řízeného naplyňování slitin Al-Si při tlakovém litíVyužití řízeného naplyňování slitin Al-Si při tlakovém lití
Využití řízeného naplyňování slitin Al-Si při tlakovém litíErik Jankes
 
Stavební Bezpečnostní Sklo
Stavební Bezpečnostní SkloStavební Bezpečnostní Sklo
Stavební Bezpečnostní Skloguestefceba2
 
Bor bio kozomin cze_cubes
Bor bio kozomin cze_cubesBor bio kozomin cze_cubes
Bor bio kozomin cze_cubesPremyslK
 
Prezentace refaglass 6 0 zkrácená
Prezentace refaglass  6 0 zkrácenáPrezentace refaglass  6 0 zkrácená
Prezentace refaglass 6 0 zkrácenáBaobaby1
 

Similar to CHE 09: Sklo Keramika Tvrde Materialy (6)

Catalogo Porcelana Jipo
Catalogo Porcelana JipoCatalogo Porcelana Jipo
Catalogo Porcelana Jipo
 
Využití řízeného naplyňování slitin Al-Si při tlakovém lití
Využití řízeného naplyňování slitin Al-Si při tlakovém litíVyužití řízeného naplyňování slitin Al-Si při tlakovém lití
Využití řízeného naplyňování slitin Al-Si při tlakovém lití
 
Stavební Bezpečnostní Sklo
Stavební Bezpečnostní SkloStavební Bezpečnostní Sklo
Stavební Bezpečnostní Sklo
 
CHE 12: kompozity - nanotechnologie
CHE 12: kompozity - nanotechnologieCHE 12: kompozity - nanotechnologie
CHE 12: kompozity - nanotechnologie
 
Bor bio kozomin cze_cubes
Bor bio kozomin cze_cubesBor bio kozomin cze_cubes
Bor bio kozomin cze_cubes
 
Prezentace refaglass 6 0 zkrácená
Prezentace refaglass  6 0 zkrácenáPrezentace refaglass  6 0 zkrácená
Prezentace refaglass 6 0 zkrácená
 

More from Department of Chemistry FP TUL

More from Department of Chemistry FP TUL (20)

Nano.TUL.cz prezentace pro školy
Nano.TUL.cz prezentace pro školyNano.TUL.cz prezentace pro školy
Nano.TUL.cz prezentace pro školy
 
Erasmus – Finsko 2012 prezentace
Erasmus – Finsko 2012 prezentaceErasmus – Finsko 2012 prezentace
Erasmus – Finsko 2012 prezentace
 
Projekt: Polypyrrol
Projekt: PolypyrrolProjekt: Polypyrrol
Projekt: Polypyrrol
 
CHE13 Technické plyny. Závěr výuky.
CHE13 Technické plyny. Závěr výuky.CHE13 Technické plyny. Závěr výuky.
CHE13 Technické plyny. Závěr výuky.
 
Min 05-chemicke-vlastnosti
Min 05-chemicke-vlastnostiMin 05-chemicke-vlastnosti
Min 05-chemicke-vlastnosti
 
Min 04-fyzikalni-vlastosti
Min 04-fyzikalni-vlastostiMin 04-fyzikalni-vlastosti
Min 04-fyzikalni-vlastosti
 
Min03 mineralogie-ict
Min03 mineralogie-ictMin03 mineralogie-ict
Min03 mineralogie-ict
 
Min 02-kamen-v-prirode
Min 02-kamen-v-prirodeMin 02-kamen-v-prirode
Min 02-kamen-v-prirode
 
MIN 01 - clovek a kamen
MIN 01 - clovek a kamenMIN 01 - clovek a kamen
MIN 01 - clovek a kamen
 
HIC13: Nejnovejsi historie chemie
HIC13:  Nejnovejsi historie chemieHIC13:  Nejnovejsi historie chemie
HIC13: Nejnovejsi historie chemie
 
HIC 12: Historie chemickeho prumyslu
HIC 12: Historie chemickeho prumysluHIC 12: Historie chemickeho prumyslu
HIC 12: Historie chemickeho prumyslu
 
Mineralogie jmol
Mineralogie jmolMineralogie jmol
Mineralogie jmol
 
Molekularni vizualizace modifikaci uhliku
Molekularni vizualizace modifikaci uhlikuMolekularni vizualizace modifikaci uhliku
Molekularni vizualizace modifikaci uhliku
 
HIC 11: Vyvoj chemickeho skolstvi a vedy v Cechach
HIC 11: Vyvoj chemickeho skolstvi a vedy v CechachHIC 11: Vyvoj chemickeho skolstvi a vedy v Cechach
HIC 11: Vyvoj chemickeho skolstvi a vedy v Cechach
 
HIC 10: Vyvoj nazoru na stavbu latek
HIC 10: Vyvoj nazoru na stavbu latekHIC 10: Vyvoj nazoru na stavbu latek
HIC 10: Vyvoj nazoru na stavbu latek
 
HIC 09: Vyvoj analyticke chemie
HIC 09:  Vyvoj analyticke chemieHIC 09:  Vyvoj analyticke chemie
HIC 09: Vyvoj analyticke chemie
 
HIC 08: Vyvoj fyzikalni chemie
HIC 08: Vyvoj fyzikalni chemieHIC 08: Vyvoj fyzikalni chemie
HIC 08: Vyvoj fyzikalni chemie
 
HIC 07: Vyvoj organicke chemie a biochemie
HIC 07: Vyvoj organicke chemie a biochemieHIC 07: Vyvoj organicke chemie a biochemie
HIC 07: Vyvoj organicke chemie a biochemie
 
HIC 06: Vyvoj anorganicke chemie
HIC 06: Vyvoj anorganicke chemieHIC 06: Vyvoj anorganicke chemie
HIC 06: Vyvoj anorganicke chemie
 
HIC 05: prumyslova revoluce
HIC 05:  prumyslova revoluceHIC 05:  prumyslova revoluce
HIC 05: prumyslova revoluce
 

Recently uploaded

Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizace
Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizaceProject Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizace
Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizaceTaste
 
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. století
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. stoletíProject Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. století
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. stoletíTaste
 
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projekty
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projektyProject Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projekty
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projektyTaste
 
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...Taste
 
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...Taste
 
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...Taste
 
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...Taste
 
Project Restart 2024: Jiří Langr - Mytologie projektů
Project Restart 2024: Jiří Langr - Mytologie projektůProject Restart 2024: Jiří Langr - Mytologie projektů
Project Restart 2024: Jiří Langr - Mytologie projektůTaste
 
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retence
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retenceE-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retence
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retenceTaste
 
Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?
Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?
Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?Taste
 
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...Taste
 

Recently uploaded (11)

Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizace
Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizaceProject Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizace
Project Restart 2024: Lenka Auerová - Budování holistické organizace
 
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. století
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. stoletíProject Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. století
Project Restart 2024: Karel Smutný - Specializace patří do 19. století
 
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projekty
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projektyProject Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projekty
Project Restart 2024: Pavel Minář - Procesy pro lepší projekty
 
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...
Project Restart 2024: Martin Vasquez - Inteligence je schopnost reagovat na z...
 
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...
Project Restart 2024: Hana Březinová - Psychologické tipy pro práci s lidmi n...
 
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...
E-mail Date #2: Jakub Kalvoda a Barbora Pavlíčková - Jak si udržet skvělé výs...
 
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...
E-mail Date #2: Jan Krčmář - Retence a RFM: jak pomocí e-mailingu navýšit hod...
 
Project Restart 2024: Jiří Langr - Mytologie projektů
Project Restart 2024: Jiří Langr - Mytologie projektůProject Restart 2024: Jiří Langr - Mytologie projektů
Project Restart 2024: Jiří Langr - Mytologie projektů
 
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retence
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retenceE-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retence
E-mail Date #2: Kazimír Krysta - CDP jako stavební kámen retence
 
Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?
Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?
Project Restart 2024: Jan Řezáč - Nahradí AI projektové manažery?
 
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...
E-mail Date #2: Markéta Kryštůfková - Multikanálová retence: využijte data o ...
 

CHE 09: Sklo Keramika Tvrde Materialy

  • 1. SKLO – KERAMIKA – TVRDÉ MATERIÁLY Jan Grégr & Martin Slavík Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz CHE 09 Katedra chemie FP TUL: http://www.kch.tul.cz
  • 2. SKLO – KERAMIKA – TVRDÉ MATERIÁLY www.kch.tul.cz CHE 09 Katedra chemie FP TUL | Obsah přednášky: Sklo, struktura, vlastnosti, výroba, typy skel Keramika, typy a použitelnost keramiky Tvrdé materiály syntetické a přírodní, slinuté karbidy Katedra chemie FP TUL: http://www.kch.tul.cz
  • 3. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz SKLO
  • 4. Sklo Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Charakteristika skelného stavu Sklo je amorfní pevná látka, která vzniká obvykle ztuhnutím taveniny bez krystalizace
  • 5. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Sklo Graf z předchozí stránky pro závislost hustoty na teplotě
  • 6. Struktura skla Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Skelná síť na rozdíl od krystalů nemá pravidelné uspořádání na delší vzdálenost křemen křemenné sklo běžné sklo
  • 7. Struktura skla Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Skelná síť na rozdíl od krystalů nemá pravidelné uspořádání na delší vzdálenost Křemenné sklo Mřížka krystalu
  • 8. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Struktura skla Křemičitanová síť je nepravidelná, kationty zaujímají místo v prostoru mezi tetraedry, povrchové skupiny obsahují koncové –OH skupiny.
  • 9. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Látky tvořící skla • • • • • • • prvky S, Se oxidy - B2O3, SiO2, GeO2 boritany a křemičitany - Na2B4O7, Na2O-CaO-SiO2 fluoridy - BeF2, BaF2-AlF3-LaF3-ZrF4 sulfidy a selenidy - As2S3, As-Se-Ge organické polymery - polystyren, PMMA jiné látky - glycerin, některé kovy a slitiny
  • 10. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Křemičitá skla Suroviny • Vsázka - směs sklářského kmene a vratných skleněných střepů, která je nakládána do sklářské pece • Hlavní suroviny - písek, soda, potaš, vápenec
  • 11. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Viskozitní křivky běžných skel
  • 12. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Teplota použitelnosti skla Sklo je vlastně podchlazená kapalina a jeho vlastnosti jsou popisovány teplotní závislostí viskozity skloviny. Při zvyšování teploty viskozita klesá, naopak tedy roste tekutost (fluidita) skla. Teplotní průběh viskozity je charakteristickou vlastností dané skloviny. Na jejím základě je možné definovat teploty pro tváření skla, chlazení skleněných výrobků a teplotní obor použitelnosti skla.
  • 13. www.kch.tul.cz Důležitou hodnotou teplotním průběhu viskozity skla je tzv. transformační teplota označovaná tg. Při této teplotě viskozita dosahuje hodnoty 1012,3 Pa.s. Okolo této teploty jsou definovány spodní a horní teplota chlazení pro skleněný výrobek. Katedra chemie FP TUL | Teplota použitelnosti skla Zhruba při hodnotě viskozity 1010 Pa.s se nachází tzv. dilatometrický bod měknutí, tj. teplota, při níž se začíná skleněný výrobek samovolně deformovat. Musíme si také uvědomit, že skleněné výrobky si po změně teploty zachovávají určité vnitřní pnutí a stačí nepatrné škrábnutí na vhodném místě a dojde k prasknutí výrobku (nádobky, v níž provádíme pokus). !!!!!!!!!
  • 14. Teplota použitelnosti skla Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Vlastnosti skel používaných v laboratořích 5 4 6 5 7 4 8 2 1 11 6 7 3 9 3 2 8 9 1 10
  • 15. Tavicí pece Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz a) Kontinuální tavicí pece různé konstrukce s výkonem 3 až 1000 tun skla za den Otop: plyn, elektrická energie Tavicí teploty: 1350 až přes 1600 ºC b) Pánvové pece Pánve ze šamotu o obsahu 50 až 1000 kg skloviny Použití: maloobjemové výroby - ruční tvarování, umělecká výroba, bižuterie, barevná a zakalená skla c) Speciální pece - indukční, odporové, silitové Tavení malých množství speciálních skel pro optiku a elektrotechniku v kelímcích z keramiky nebo slitin platiny
  • 16. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Tvarování skloviny Hlavní roli hraje viskozita a rychlost krystalizace
  • 17. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Ploché sklo Float
  • 18. Ploché sklo Float Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Teplotní vztažné body plochého skla Tepelné vlastnosti plochého skla
  • 19. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Skleněná vlákna
  • 20. Hlavní typy skel Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz a) Křemenné sklo (SiO2) Výroba tavením velmi čistého křemene v grafitových kelímcích ve vakuu při teplotách kolem 2000 oC Výborné chemické, elektrické a optické vlastnosti, teplotní odolnost, drahé Použití: materiál pro extrémní pracovní podmínky v technice a chemii
  • 21. Hlavní typy skel Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz b) Ploché a obalové sklo Nejlevnější a nejrozšířenější typ skla. Po technické stránce pouze průměrné vlastnosti ve všech oblastech Použití: výroba lahví, levné užitkové sklo, ploché okenní a automobilové sklo
  • 22. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Hlavní typy skel c) Křišťálová skla Český (draselný) nebo olovnatý křišťál. Průměrné vlastnosti, užitkové a dekorativní sklo
  • 23. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Hlavní typy skel d) Tepelně odolná skla (boritokřemičitá skla) Velmi dobrá chemická odolnost, dobrá teplotní odolnost Použití: varné sklo v domácnosti, laboratorní nádobí, chemické aparatury, průmyslová dopravní potrubí Obchodní značky: Simax (Kavalier Sázava, ČR), Pyrex, Duran
  • 24. Tepelná odolnost skel Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Tepelná odolnost skla závisí jednak na vlastnostech skla (součinitel teplotní roztažnosti, pevnost a modul pružnosti), jednak na stejnorodosti skla, jakosti povrchu, tloušťce stěny, ale i na velikosti a tvaru nádoby, tedy na výrobku samotném. Teoreticky můžeme tepelnou odolnost skla vypočítat podle vztahu: kde s .(1 – k ) t   .E t je tepelná odolnost ve stupních Celsia, s je pevnost skla v tahu, k je Poissonova konstanta,  je součinitel teplotní roztažnosti a E – modul pružnosti.
  • 25. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Tepelná odolnost skel Protože pevnost skla je při měření poměrně obtížně reprodukovatelná, je pro technickou praxi využíván zjednodušený empirický vzorec: 1000 t   když hodnota tepelné roztažnosti je vyjádřena v hodnotách mm/m·ºC. ! Dá se tedy říci, že teplotní odolnost je nepřímo závislá na teplotní roztažnosti skla. Uvedený vzorec platí pro tloušťku stěny 1 mm. Závislost na tloušťce stěny je potom dána vztahem: když a je tloušťka stěny v mm. t1 ta  a
  • 26. www.kch.tul.cz Hlavní typy skel Katedra chemie FP TUL | e) Skleněná vlákna Speciální boritokřemičitá skla nebo čedič Význačné vlastnosti: chemická odolnost, teplotní odolnost (speciální vlákna Al2O3-SiO2 až do 1600 °C), vysoký elektrický odpor (E-sklo) Použití: nekonečné vlákno (E-sklo) pro skleněné tkaniny, izolace v elektrotechnice, sklolamináty, filtrační tkaniny, výztuž pneumatik a lepenek, skleněná vata ve stavebnictví pro tepelné a akustické izolace
  • 27. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Hlavní typy skel f) Optická a speciální skla Několik set druhů skel velmi rozmanitého složení (i fluoridová a chalkogenidová skla) Použití: optická zařízení a přístroje, brýle, filtry, optoelektronika, elektronika a elektrotechnika
  • 28. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Hlavní typy skel g) Skelně krystalické hmoty (sklokeramika) Vyrábí se řízenou krystalizací speciálních skel nebo hornin různých chemických složení, typická velmi jemnozrnná krystalizace Význačné vlastnosti: Řada speciálních vlastností u skel nedosažitelných (pevnost, teplotní odolnost, elektrické vlastnosti, oděruvzdornost) Použití: varné nádobí, vařidlové desky, výměníky tepla, teleskopická zrcadla, hlavice raket, tavený čedič a petrositaly pro potrubí, dlažby a obkladové materiály ve stavebnictví
  • 29. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Obecné vlastnosti skel Díky rychlému zatuhnutí vnitřní struktury je povrch skel tvrdší než vnitřní část, ve většině výrobků existuje vnitřní pnutí. Skleněné výrobky jsou proto málo odolné proti teplotním šokům a po povrchovém poškození ztrácejí pevnost. Chemická odolnost křemičitých skel je větší vůči kyselému prostředí, rozpouštějí se v kyselině fluorovodíkové za vzniku plynného SiF4. V roztocích alkalických hydroxidů se rozpouštějí za vzniku křemičitanů. Při delší tepelné expozici může dojít k odskelnění.
  • 30. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz keramika
  • 31. Keramika je anorganický nekovový materiál s heterogenní strukturou, tvořenou krystalickými a někdy i skelnými látkami o různém složení a uspořádání. Obsahuje obvykle i póry Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Charakteristika keramiky pór zrna
  • 32. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Výroba keramiky • • • • mletí - většinou nutné velmi jemné tvarování - lití, lisování sušení - pomalé, velmi důležité tepelné zpracování - při 1000 až 1400 °C v komorových nebo tunelových pecích, oxidová keramika až 1700 °C, probíhají chemické a fyzikální reakce (slinování) • Na vlastnosti produktu mají prvořadý vliv chemické a mineralogické složení surovin, velikost částic a kvalita jejich povrchu.
  • 33. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Suroviny pro výrobu keramiky Běžná keramika plastické suroviny - kaolin, jíly a hlíny, které umožňují tvarování plastického těsta ostřiva - křemen, korund a kalcinovaný jíl (šamot), snižující smrštění při sušení a výpalu taviva - živce, tvoří taveninu při výpalu (urychlují reakce) Technická a oxidová keramika křemičitany, oxidy, nitridy atd. s organickými plastifikátory
  • 34. www.kch.tul.cz Hlavní druhy keramiky Katedra chemie FP TUL | a) Porcelán Bílý průsvitný materiál, pochází z Číny, v ČR velká tradice Podmínkou je kvalitní kaolin, dále obsahuje křemen a živec Glazura vyrovnává povrch, zlepšuje vzhled a umožňuje barvení Použití: Tvrdý porcelán - stolní nádobí (Karlovarský porcelán), chemické a elektrotechnické účely Měkký porcelán - dekorační výrobky, některé stolní nádobí
  • 35. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Hlavní druhy keramiky b) Pórovina Blízká porcelánu, ale pórovitá, nasákavá Použití: obkládačky, užitkové a dekorační předměty, zdravotní keramika (Diturvit)
  • 36. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Hlavní druhy keramiky c) Kamenina Hutná keramika, obvykle zbarvená hnědě až žlutě, hlavní surovinou kameninové jíly místo kaolínu, možnost výroby velkých výrobků Použití: kanalizační trouby, dlaždice, elektrické izolátory, chemické provozní nádoby a domácí
  • 37. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Hlavní druhy keramiky d) Cihlářské výrobky Základem barevně se pálící jíly a hlíny, důležitá pevnost a mrazuvzdornost Použití: cihly, krytina
  • 38. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Hlavní druhy keramiky e) Technická (elektrotechnická) keramika Řada typů, výjimečné elektrické vlastnosti, vysoká pevnost Použití: elektrotechnika (dielektrika, piezokeramika, ferrity)
  • 39. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Hlavní druhy keramiky f) Oxidová keramika Téměř čisté žáruvzdorné oxidy (Al2O3, BeO, MgO, ZrO2, ThO2), speciální postupy výroby Vlastnosti: extrémně vysoké mechanické pevnosti, žárovzdornost (max. teplota použití ThO2 2700°C), vysoká tvrdost, chemická odolnost Použití: nejběžnější slinutý korund, konstrukční materiály pro vysoké teploty, plátky pro obrábění kovů, izolátory zapalovacích svíček
  • 40. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Hlavní druhy keramiky g) Žáruvzdorná keramika pro průmyslové pece Typická hrubozrnná struktura, kombinace žáruvzdorných oxidů z přírodních surovin Hlavní typy: Dinas - téměř čistý SiO2 z křemenců Šamot - hlavně mullit (3 Al2O3 . 2 SiO2) z jílů Sillimanit - mullit ze sillimanitu "Magnezit" - MgO z přírodního magnezitu Chrommagnezit - MgO, Cr2O3, Al2O3 z chromitu a magnezitu Zirkonsilikát - tavené materiály se ZrO2, SiO2, (Al2O3) Vlastnosti: žárovzdornost, dobrá až výborná mechanická pevnost, různá tepelná vodivost a porozita (podle účelu) Použití: stavba pecí v hutnictví, sklářství, výrobě keramiky a maltovin
  • 41. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Rozsah použitelnosti keramiky 1 - šamot, 4,5 - dinas, 2 - sillimanit, 6 - magnezit 3 - chrommagnezit,
  • 42. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Neoxidová žárovzdorná keramika Karbid křemíku a nitrid křemíku, karbid bóru a nitrid bóru jsou nejdůležitějšími zástupci tzv. neoxidové keramiky. Neoxidová keramika je chemicky velmi stálá za vysokých teplot. Výjimkou je špatná odolnost proti oxidační atmosféře, v ostatních směrech je jejich chemická odolnost vynikající. Materiály obsahující sloučeniny křemíku mohou být do 1600oC použity i v oxidační atmosféře, díky vytvářené pasivační vrstvě SiO2 na jejich povrchu. Pro technické použití jsou zvláště důležité jejich mechanické vlastnosti, vysoká pevnost a tvrdost, ve kterých převyšují vlastnosti oxidové keramiky, zejména při teplotách nad 1000oC. SiC Si3N4 B4C BN
  • 43. www.kch.tul.cz TVRDÉ MATERIÁLY Katedra chemie FP TUL | Tvrdé materiály , které se používají v technické praxi můžeme rozdělit na a synteticky připravované přírodní materiály Synteticky je připravován umělý diamant a korund a především karbidy, boridy, nitridy a silicidy kovů
  • 44. Tvrdost materiálů Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Tvrdost kovů je mechanická vlastnost materiálu, vyjadřující odpor proti vnikání (zkušebního) tělesa do povrchu. Měří se přístroji zvanými tvrdoměry. Hodnoty tvrdosti jsou buď bez jednotek, nebo mají jednotku MPa. Zkoušky tvrdosti rozdělujeme na zkoušky vrypové, vnikací a odrazové. Běžné zkušební metody: Vickers – vtlačování diamantového jehlanu s vrcholovým úhlem 136° předepsanou silou, měří se velikost úhlopříčky vzniklého důlku. Rockwell – vtlačování diamantového kužele s vrcholovým úhlem 120° nebo kuličky o průměru 1/16“ předepsanou silou do povrchu. Měří se trvalá hloubka vtisku. Brinell – vtlačování kuliček o různém průměru předepsanou silou do povrchu. Měří se průměr vtisku.
  • 45. Tvrdost materiálů www.kch.tul.cz Tvrdost materiálů souvisí s vazebnými silami v materiálu Katedra chemie FP TUL | čím jsou stavební částice blíž k sobě (vyšší energie vazby) a čím je struktura materiálu hustší Diamant Křemen
  • 46. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Tvrdost materiálů Mohsova stupnice tvrdosti vyjadřuje schopnost jednoho materiálu rýpat do druhého. Byla vytvořena německým mineralogem Friedrichem Mohsem a slouží pro určení tvrdosti látek. Stupnice není rovnoměrná. 1800 diamant 1600 1400 1200 1000 800 apatit 600 korund 400 fluorit topaz křemen 200 vápenec 0 mastek 1 2 3 4 5 6 sůl kamenná 7 8 9 10 živec
  • 47. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Karbid křemíku byl objeven náhodně v roce 1891 a označen názvem carborundum, podle toho, že jeho tvrdost v Mohsově stupnici 9,5 leží mezi tvrdostí C carbon (diamant) a Al2O3 corundum. Průmyslově se vyrábí reakcí velmi čistého křemenného písku s uhlíkem (koksem nebo antracitem) v elektrické odporové peci (2200-2400oC) SiO2 + 3 C = SiC + 2 CO. Technické využití pro SiC bylo původně jako vynikající brusivo, díky jeho tvrdosti a také zvláštní lámavosti při které vznikají velmi ostré řezné hrany. Možnosti jeho využití jsou však mnohem širší. I přes poměrně vysokou cenu má karbid křemíku význam jako žáruvzdorný výrobek, k rozkladu dochází teprve při 2700oC, přičemž se využívá jeho vynikajících vlastností, jako vysoké tepelné vodivosti, tvrdosti a mechanické pevnosti.
  • 48. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz
  • 49. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Karbid křemíku Používá se v pecích pro destilaci zinku a pro výrobu pouzder a vypalovacích pomůcek v keramickém průmyslu a při výrobě ocelí. Cihly z karbidu (karborundové cihly) jsou pojeny jílem nebo nitridem křemíku Si3N4. Budoucnost keramiky z karbidu křemíku se očekává v jejím použití při výrobě teplotně vysoce namáhaných částí strojů a zařízení, jako v plynových turbínách a vznětových motorech. Díly mohou bez chlazení pracovat až do teploty 1400oC a jsou o 60% lehčí jako vysokoteplotní slitiny z kovů.
  • 50. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Nitrid křemíku Nitrid křemíku má při použití na keramiku podobné vlastnosti jako karbid křemíku a může být použit ve stejných oborech. Prášek Si3N4 se vyrábí termicky reakcí elementárního křemíku s plynným dusíkem při 1200-1400 oC, 3 Si + 2 N2 = Si3N4
  • 51. Karbid bóru Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Karbid bóru se vyrábí rozkladem oxidu boritého uhlíkem v elektrické odporové peci při 2400 oC, 2 B2O3 + 7 C = B4C + 6 CO. Karbid bóru vznikající tímto procesem je tvořen hrubými tvrdými zrny a je vhodný pro použití v brusných prostředcích a jako výchozí materiál pro výrobu kovových boridů. Jemný disperzní prach karbidu bóru se získává reakcí oxidu boritého s hořčíkem nebo hliníkem za přítomnosti uhlíku. Tento se zpracovává na keramické výrobky, které nacházejí použití při výrobě pancéřových desek a ochranných štítech bojových letadel, nebo v jaderných elektrárnách jako stínicí materiál pro neutrony. Jako zajímavost: karbid boru a borid beryllia byly zjištěny jako nejúčinnější materiály v neprůstřelných vestách.
  • 52. Nitrid bóru Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Nitrid bóru existuje jako hexagonální modifikace s krystalovou strukturou podobnou grafitu a jako kubická modifikace se strukturou diamantu. Hexagonální nitrid bóru BN, má vlastnosti podobné grafitu a používá se jako vysokoteplotní mazivo nebo rozpojovací prostředek při lití kovů (je však elektricky nevodivý!). Tavicí tyglíky z tohoto nitridu boru se používají pro vysoce čisté kovy nebo polovodiče a jako žáruvzdorné vyložení plazmových hořáků, raketových trysek a spalovacích komor. Kubický nitrid bóru (Borazon) se vyrábí z hexagonálního BN vysokotlakou syntézou při 5000 až 9000 MPa a 1500 až 2200oC. Kubický nitrid boru je po diamantu nejtvrdší známou látkou. Používá se jako brusný prostředek, kde vzhledem ke své lepší chemické stálosti při vysokých teplotách může nahradit diamant.
  • 53. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Slinuté karbidy, nitridy, boridy a silicidy Technicky důležité tvrdé hmoty se dají rozdělit do dvou skupin, na kovové a nekovové. Do nekovových tvrdých hmot zahrnujeme diamant, korund (Al2O3) a ostatní tvrdé materiály jako karbid křemíku a karbid bóru, které byly uvedeny v předchozí části. Následující část uvádí karbidy, nitridy, boridy a silicidy kovů. Podle vyráběného množství, jsou z této skupiny látek nejdůležitější karbid wolframu WC (odhadovaná světová produkce 18 000 t) a karbid titanu TiC (1 500 t). Vyráběná množství ostatních slinutých karbidů jsou menší než množství karbidu titanu.
  • 54. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Slinuté materiály Slinuté materiály jsou slitiny sestavené z velmi tvrdých a vysokotajících kovových karbidů, pojených nížetajícími kovy skupiny železa, především kobaltem. K výrobě slinutých materiálů se používají postupy práškové metalurgie, které jsou obdobné keramickým postupům. Nejdříve se mokrým mletím v kulových mlýnech vyrobí jemná disperze karbidu s pojivou kovovou fází. Po oddělení mlecí kapaliny následuje vakuové sušení a vylisování tvaru. Výlisek se poprvé slinuje při 900 až 1150oC, materiál se opracuje a konečné slinování probíhá při 1400 až 1700oC, za velmi nízkého tlaku a ve vodíkové atmosféře.
  • 55. Karbidy kovů Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Karbid wolframu, WC je technicky nejdůležitějším kovovým karbidem. Hlavní použití WC je ve slinutých materiálech (tvrdokovech), které se používají při obrábění kovů. Pro speciální použití se v malých množstvích vyrábějí ještě karbidy zirkonia ZrC, hafnia HfC, vanadu VC, tantalu TaC, niobu NbC, chromu Cr3C2 a molybdenu Mo2C. Karbid tantalu TaC má technický význam jako slinutý karbid v řezných materiálech ve směsi s jinými karbidy.
  • 56. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Karbidy kovů Karbid titanu, TiC se vyrábí z čistého TiO2 a sazí v indukční peci při 2000 až 2200oC. Karbid titanu má ze všech kovových karbidů největší tvrdost, ale samotný se používá jen málo, protože je příliš křehký. Jeho hlavní použití je proto pro tvrdokovy (slinuté karbidy). Řezné materiály jsou slinuté karbidy soustavy WC-Co a jsou určeny k obrábění litiny, mědi a jejích slitin, hliníku a jeho slitin, plastických hmot a skla. Slinuté karbidy soustavy WC-TiC-Co se používá k obrábění ocelí, v této soustavě se vedle TiC používá TaC, WC-TiC-TaC-Co. Objem kobaltu je podle složení a použití od 4 do 20%.
  • 57. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Nitridy kovů Nitridy kovů jsou ze stejných kovů jako předchozí karbidy (TiN, ZrN, HfN, VN, NbN, TaN, CrN, Cr2N, Mo2N, W2N) a mají rovněž podobné vlastnosti jako odpovídající karbidy. Jejich ekonomický význam je menší. Malá technická využitelnost nitridů je také způsobena jejich špatnou smáčivostí kovy skupiny železa (kobaltem), která ztěžuje výrobu slinutých materiálů. Využívají se jen některé speciální vlastnosti, např. lanthanu a yttria jako supravodiče s vysokou kritickou teplotou (35 K, event. 93 K).
  • 58. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Boridy kovů Boridy kovů lze rovněž připravit ze stejných kovů jako karbidy. Boridy se vyznačují vysokými body tání (i přes 3000oC), dobrou elektrickou vodivostí a chemickou stálostí, jsou ale těžko opracovatelné. Jejich širšímu využití brání také to, že se nedají zpracovat jako karbidy spojujícím kovem na slinuté materiály. Technicky se využívají pouze borid titanu TiB2 a boridy chromu CrB a CrB2 a to jako materiál na turbínové lopatky, vnitřní povrchy spalovacích komor, raketových trysek a odtavovacích štítů.
  • 59. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Silicidy kovů Silicidy kovů lze rovněž připravit ze stejných kovů jako karbidy nebo nitridy. Mají nižší teplotu tání, nižší tvrdost a navíc jsou ještě velmi křehké a nehodí se proto do slinutých materiálů. Mají nejmenší technické využití. Mají vysokou chemickou stálost např. proti oxidaci. Z disilicidu molybdenu MoSi2 se zhotovují elektrické topné dráty se kterými je možno pracovat na vzduchu až do teploty 1600oC.
  • 60. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Přírodní tvrdé materiály Diamant – nejtvrdší přírodní materiál, vyrábí se i uměle z grafitu za vysokých tlaků. Pro technické účely se používá jako brusivo i leštivo pro tvrdší materiály (opracování drahých kamenů, skel).
  • 61. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz
  • 62. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz
  • 63. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz
  • 64. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz
  • 65. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz
  • 66. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz
  • 67. Přírodní tvrdé materiály Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Korund – Al2O3 – druhý nejtvrdší přírodní materiál, vyrábí se též uměle Větší krystaly – červené rubíny, modré safíry se používají jako drahé kameny Jako brusivo se používá tmavý smirek
  • 68. Katedra chemie FP TUL | www.kch.tul.cz Příští přednáška