Gốm kỹ thuật có thể chịu được nhiệt độ cao hơn. Vật liệu chịu nhiệt được sử dụng để sản xuất chúng làm cho chúng cực kỳ bền. Chúng giúp đưa các sản phẩm hiệu suất cao vào thị trường. Các đặc tính cạnh tranh của gốm kỹ thuật bao gồm độ cứng và độ bền cực cao, khả năng chịu nhiệt tuyệt vời và các đặc tính điện cạnh tranh. Điều này giúp tối ưu hóa quy trình trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Tính chất nhiệt của gốm sứ
Nhiệt dung của gốm: Nhiệt dung riêng là tiềm năng của một vật liệu có khối lượng kilôgam để thay đổi nhiệt độ của nó thành 1 độ C. Vật liệu không nên trải qua quá trình chuyển pha. Nhiệt dung của gốm sứ thường thấp hơn nhiệt dung của bê tông và muối nóng chảy. Điều này có nghĩa là gốm sứ cần nhiều năng lượng hơn để tăng nhiệt độ của chúng.
Khả năng chịu nhiệt của gốm là một tính chất quan trọng của vật liệu gốm để chịu được nhiệt độ cao. Nó cũng cung cấp một ý tưởng công bằng về nhiệt độ mà gốm nóng chảy.
Độ dẫn nhiệt của gốm đề cập đến hiệu quả của vật liệu gốm dẫn nhiệt. Độ dẫn nhiệt là một hàm của thành phần gốm, độ xốp và sự hiện diện của bất kỳ tạp chất nào. Gốm có thể được sử dụng làm chất cách nhiệt nếu độ dẫn nhiệt thấp. Mặt khác, gạch men có độ dẫn nhiệt tốt được sử dụng để sưởi ấm sàn.
Gốm có chịu nhiệt không?
Đồ gốm nói chung là vật liệu chịu nhiệt. Các giới hạn nhiệt độ của gốm sứ là trong khoảng 1000 – 1600 độ C hoặc cao hơn. Chúng được biết đến với nhiệt độ nóng chảy cao hơn. Tuy nhiên, gốm sứ dưới sự dao động nhiệt độ đột ngột hoặc ứng suất cơ học sẽ bị nứt. Hiện tượng này là kết quả của sự giãn nở nhiệt đột ngột. Các loại khác nhau gốm chịu nhiệt là:
◼️ Gốm sứ truyền thống: Bao gồm gốm sứ như gạch và ngói được sử dụng cho hoạt động ở nhiệt độ cao và được sản xuất theo phương pháp thông thường. Chúng chủ yếu được sử dụng để làm gạch đất sét, đồ dùng trên bàn ăn, vật liệu mài mòn và lớp lót chịu lửa.
◼️ Kỹ thuật hoặc Gốm sứ tiên tiến: Chúng được làm từ các hợp chất vô cơ có độ tinh khiết cao bằng các quy trình sản xuất chuyên biệt. Chúng có các đặc tính vượt trội như độ dẫn điện, độ thấm và từ tính và được sử dụng trong các ứng dụng chuyên biệt. Dựa trên ứng dụng nhiệt, các tiểu loại như sau.
- Đồ gốm tinh xảo: Đây là loại gốm sứ tiên tiến có khả năng chịu nhiệt tốt hơn gốm sứ thông thường. Ví dụ như gốm sứ Alumina có thể chịu được nhiệt độ 2000 độ C.
- Gốm chịu nhiệt độ cao: Đây là loại gốm chịu lửa có thể chịu được nhiệt độ cao.
- Gốm chịu nhiệt độ cực cao: Gốm siêu chịu nhiệt là một phân nhóm của gốm chịu nhiệt độ cao. Nó có khả năng chịu được nhiệt độ cực cao trên 2000 độ C. Gốm siêu chịu nhiệt có độ dẫn nhiệt cao và chống sốc nhiệt. Chúng cũng có độ ổn định cấu trúc vượt trội.
- Lớp phủ gốm: Lớp phủ gốm được sử dụng để bảo vệ các vật liệu dễ bị quá nhiệt. Chúng được sử dụng trong các bộ phận động cơ hoặc ống xả.
Giới hạn nhiệt độ của gốm sứ
Gốm nóng chảy ở nhiệt độ nào?
Xác định bối cảnh sử dụng là rất quan trọng khi xử lý vật liệu gốm. Gốm được biết đến với khả năng chịu nhiệt. Chúng giữ liên kết ion hoặc liên kết cộng hóa trị mạnh hơn kim loại hoặc polyme. Hầu hết gốm đều có điểm nóng chảy cao. Nhiệt độ nóng chảy của gốm có thể thấp tới 800 độ C và cao tới 3000 độ C.
Gốm có thể nóng đến mức nào trước khi vỡ? là mối quan tâm chung khi lựa chọn gốm sứ cho bất kỳ ứng dụng hàng ngày nào. Nhiệt độ mà gốm sứ vỡ phụ thuộc vào loại được sử dụng và bối cảnh sử dụng. Ví dụ, gốm sứ thông thường như gạch hoặc ngói có thể nứt nếu nhiệt độ thay đổi đột ngột. Một ví dụ là đặt một chiếc chảo nóng lên một viên gạch lạnh.
Sứ có chịu nhiệt được không?
Sứ là một loại vật liệu gốm được làm bằng cách nung kaolinit ở nhiệt độ từ 1200 đến 1400 độ. Độ bền và độ trong suốt của sứ là do sự hình thành của Mullite ở nhiệt độ cao hơn. Quá trình này được gọi là thủy tinh hóa. Sứ được sử dụng để làm đồ dùng trên bàn như bát gốm chịu nhiệt, đồ trang trí và vật cách điện. Sứ về cơ bản có ba loại chính; sứ xương Trung Quốc, sứ hồ cứng và sứ hồ mềm. Độ chịu nhiệt của sứ vào khoảng 1200 đến 2000 độ C. Sứ thích hợp cho các ứng dụng nhà bếp hoặc phòng tắm nóng.
So sánh tính chất nhiệt của thủy tinh và gốm sứ
Thủy tinh và gốm sứ có tính chất nhiệt rất khác nhau do sự khác biệt về cấu trúc của chúng.
Kính là một sự sắp xếp nguyên tử vô định hình có độ dẫn nhiệt thấp, khiến nó trở thành một chất cách nhiệt rất hiệu quả. Tính chất này, kết hợp với điện trở suất cao, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng như kính cửa sổ, đồ thủy tinh trong phòng thí nghiệm và cách nhiệt. Tuy nhiên, kính dễ bị sốc nhiệt khi nhiệt độ thay đổi nhanh.
Ngược lại, gốm là vật liệu tinh thể có độ ổn định nhiệt cao hơn. Liên kết ion/cộng hóa trị mạnh của chúng làm cho chúng tuyệt vời cho sốc nhiệt kéo dài, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng hơn cho môi trường nhiệt độ cao (như lớp lót lò hoặc các bộ phận động cơ). Mặc dù gốm thường giòn hơn thủy tinh, nhưng khả năng chống mài mòn và độ mờ vượt trội của chúng càng mở rộng tính hữu ích của chúng trong các ứng dụng đòi hỏi nhiệt độ cao.
Gốm kỹ thuật
Gốm kỹ thuật, còn được gọi là gốm tiên tiến, được chế tác bằng Nhà sản xuất LCD hoặc nhà sản xuất chất bán dẫn để đáp ứng nhu cầu đặc biệt của ngành công nghiệp. Chúng có thể thay thế kim loại, gốm sứ và polyme trong các ứng dụng công nghiệp. Hiệu suất cao của chúng là do độ tinh khiết cực cao với oxit, cacbua và nitrua.
Tại sao gốm kỹ thuật có khả năng chịu nhiệt cao?
Gốm kỹ thuật có khả năng chịu nhiệt. Những lý do cơ bản cho khả năng chịu nhiệt của chúng như sau:
Sự giãn nở nhiệt của gốm: Sự giãn nở nhiệt là bất kỳ sự thay đổi nào về diện tích, thể tích, cấu trúc hoặc bất kỳ tính chất nào khác của vật liệu liên quan đến nhiệt. Khả năng chịu nhiệt của gốm kỹ thuật là do hệ số giãn nở nhiệt thấp của chúng.
Độ dẫn nhiệt của gốm thấp: Gốm kỹ thuật có độ dẫn nhiệt thấp vì năng lượng di chuyển chậm qua chúng.
Nhiệt dung: Nhiệt dung có khả năng giữ nhiệt mà không làm nhiệt độ tăng cao.
Phần kết luận
So với các vật liệu truyền thống như thép, nhựa, polyme và các mặt hàng kỹ thuật khác, gốm kỹ thuật hiện đại cung cấp các đặc tính vật liệu vượt trội. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng liên quan đến khả năng chống rách, độ bền cao và khả năng chống điện và nhiệt. Một người nên luôn bỏ qua gốm kỹ thuật để cải tiến và tối ưu hóa quy trình đa chiều.