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Ceramiche binarie?

Vorrei avere informazioni (non da wikipedia, lì ho già visto), sulle ceramiche, ma non argille, composti tipo carburi, ossidi, azoturi...magari se mi fate un'elenco di queste ceramiche binarie (formate da composti binari), con formula ed uso ve ne sarei molto grato! Ah, dimenticavo, cos'è il cerment e dove si usa?

Aggiornamento:

X favore, non datemi siti

2 risposte

Classificazione
  • Barite
    Lv 5
    1 decennio fa
    Risposta preferita

    Sia i vetri che le ceramiche sono a base di composti inorganici.Le ceramiche,di cui tu vuoi sapere,si possono dividere in ordinarie e speciali.Le prime sono materiali inorganici ottenuti per trattamento termico di paste (argilla,H20 e altre specie chimiche feldspati,sabbie quarzifere,carbonati);le seconde sono costituite da ossidi,nitruri,carburi,boruri,siliciuri.

    Per le prime voglio aggiungere che le argille sono silicati idrati di alluminio ad es la caolinite Al2Si2O5(OH)4 e la montmorillonite.

    Tornando alle seconde ti ricordo per i nitruri SI3N4 nitruro di silicio AlN nitruro di silicio BN nitruro di boro.

    Si3N4:le ceramiche vengono fatte a partire dalle polveri;non e' presente in natura e quindi viene sintetizzato.Esistono diverse reazioni di sintesi per queste polveri

    Tradizionali:

    1)nitrurazione diretta di polveri di Si

    3Si+2N2---->Si3N4 catalizzata su Fe

    La purezza delle polveri cn questo metodo dipende dalla qualita' del Si di partenza.Le particelle che si ottengono sono cmq di grandi dimensioni e necessitano di successive macinazioni.

    2)reazione in fase vapore ad alte T

    3SiCl4 + 4NH3--->Si3N4 + 12HCl

    si ottiene il solido amorfo che viene poi cristallizzato tramite trattamento termico.

    3)riduzione carbotermica in atmosfera di N2

    3SiO2 +2N2 + 6C ----->Si3N4 + 6CO

    Nuova:

    9Si +NaN3 --->4Na +3Si3N4 catalizzatore NH4Cl e Ti e C come agenti termici per innescare la reazione.

    Esistone due forme per questo nitruro alfa e beta,la beta a temperature piu' alte.

    BN:nitruro di boro

    esiste essenzialmente come esagonale e cubico

    la sintesi e' la seguente B2O3 + NH3--->

    2BN + H2O

    a T=1200 gradi;il meccanismo di questa reazione nn e' ancora chiaro.

    La forma esagonale di questo nitruro ricorda quella della grafite ma qui i piani sono sfalsati,ma gli atomi B e N formano come degli anelli esagonali,appunto simile alla grafite.La forma cubica si ha a T piu' alte intorno ai 1750 e a pressioni maggiori di 50kbar;avra' un reticolo tipo diamante.

    Il BN puo' essere usato per formare cristalli molto duri,e' un isolante elettrico,ma conduce bene il calore.

    AlN:nitruro di alluminio (reticolo tipo wurtzite)

    materiale isolante,ottima conducibilita' termica.Sintesi

    1)mediante reazione carbotermica a T>1600 gradi

    2Al2O3 + 9C +4NH3--->4AlN +3CH4 +6CO

    Al2O3 +3C+N2---->2AlN +3CO

    2)nitrazione diretta a T>900 gradi

    2Al + N2--->2AlN

    Al2O3 + 2NH3---->2AlN + 3H2O

    Carburi:sono i piu' refrattari di tutti.Hanno alta T di fusione,buona conducibilita' elettrica e termica,elevato coefficiente di dilatazione termica,buona resistenza agli sbalzi termici,notevole fragilita'

    Esistono come:

    1)Carburi salini o ionici (con elementi del primo del secondo gruppo e cn alluminio)

    contengono gli ioni (C2)2- lo ione acetiluro e C4- ione metiluro formale in quanto l'energia affinche' si formi e' troppo elevata.Presentano notevole reattivita' chimica.

    2)carburi covalenti:

    SiC e B4C

    presentano punti di fusione molto elevati,chimicamente stabili e caratteristiche refrattarie.

    SiO2 + 3C - - - > SiC + 2CO

    2B2O3 + 7C---->B4C + 6CO

    L' impiego più comune di SiC è quello di abrasivo.Più di recente si è scoperto che può essere utilizzato come un semiconduttore e come sostituto del diamante in gioielli di qualità.

    B4C e' abrasivo,viene utilizzato per giubotti antiproiettile,schermi antiradiazione,assorbe inoltre neutroni.

    3)carburi metallici (interstiziali)

    carburi formati con metalli di transizione.Il C occupa interstizi ottaedrici in strutture compatte tipo metalli

    TiC TaC WC V2C Ta2C Mo2C W2C

    4)carburi cementati ''cermets'':aggiunta di legante (es Co o Ni) e sinterizzazione termica a T=1200 gradi.I leganti che si aggiungono sono metalli.

    5)carburi autoleganti:sinterizzazione senza legante ma a piu' alta T=2000 gradi

    La preparativa dei carburi e' fatta mediante:

    sintesi diretta di elementi

    Ca + 2C--->CaC2

    reazione dell'ossido del metalli con C

    CaO + 3C ----> CaC2 + CO

    reazione di acetilene con metalli elettropositivi in soluzione ammoniacale NH3

    2Na + C2H2 ---->Na2C2 + H2

    Boruri:utilizzati in ambienti riducenti,sotto vuoto,ad alta T

    Preparazione:

    1)sintesi diretta

    Cr +nB--->CrBn

    2)riduzione di ossidi metallici cn B4C

    3B4C +Eu2O3--->2EuB6 + 3CO

    3)elettrolisi di borati fusi

    ti ricordo alcuni boruri metallici

    NiB FeB CrB2 GdB2 ecc

    4)reazione del metallo con BX3

    5)co-riduzione di alogenuri +H2

    Siliciuri:

    quelli di maggiore interesse sono quelli di Mo Ti e Ni

    MoSi2 WSi2 TiSi2 VSiO2 e TaSi2

    Preparazione:

    1)sintesi diretta

    2)MeO + Si riduzione dell'ossido

    3)MeO +Si+ C

    4)SiO2 + MeO riduzione con C,Mg e Al

    5)elettrolisi di sali fusi

    Hanno elevata conducibilita' elettrica e termica,resistenza alla corrosione.Anche in questo caso le stechiometrie sn molteplici come per i boruri.A seconda del rapporto stechiometrico e del rapporto con il metallo,anche questa volta le unita' di silicio sn isolate o legate fino a fare catene o reticoli;ad es Ni3Si (cP4) e' una fase che esiste in un certo intervallo stechiometrico,resiste alla corrosione.

    Solfuri:pochi,usati come crogioli.I piu' importanti sono:(Ce,Th,Ti,U)S.Infine ti dico anche che il platino reagisce con Ce per dare il platinuro.

    Applicazioni di materiali ceramici nn tradizionali:

    1)Impieghi elettrici:termistori,resistenze ad alte T,per celle solari,elettroliti solidi,sensori,celle a combustione.

    2)Impieghi magnetici (ferriti)

    3)Impieghi chimici: sensori di allarme per

    inquinamento,aumento della v di reazione.

    4)Impieghi nucleari,meccanici (utensili da taglio abrasivi,componenti per motori Diesel ecc)

    Soprattutto i primi sono piu' che altro ossidi di cui nn ti ho parlato!Per es titanato di bario (tipo perowskite) e simili.

    Spero di averti aiutato!=)

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  • 1 decennio fa
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