Стеклокерамика
это статья про стеклокерамику из англоязычной википедии в машинном переводе
Керамические матричные композиты
Варочные панели
Стеклокерамика от LAS-System является механически прочным материалом и может выдерживать многократные и быстрые изменения температуры. Тем не менее, это не совсем неразрывно. Поскольку это все еще хрупкий материал, как стекло и керамика, его можно разбить. Были случаи, когда пользователи сообщали о повреждении своих варочных панелей, когда поверхность ударялась о твердый или тупой предмет (такой как банка, падающая сверху или другие тяжелые предметы).
В видимом диапазоне стеклокерамика может быть прозрачной, полупрозрачной или непрозрачной и даже окрашенной красителями.
Стеклокерамической варочной панели
Сегодня существует два основных типа электрических печей с варочными панелями из стеклокерамических:
По сравнению с обычными кухонными плитами стеклокерамические варочные панели относительно просты в уходе благодаря их плоской поверхности. Однако стеклокерамические варочные поверхности можно очень легко поцарапать, поэтому следует соблюдать осторожность, чтобы не сдвинуть сковороды по поверхности. Если разливается пища с высоким содержанием сахара (например, варенье), ее нельзя допускать высыхания на поверхности, иначе может произойти повреждение.
Для достижения наилучших результатов и максимальной теплопередачи вся посуда должна быть с плоским дном и соответствовать размеру зоны горелки.
Бренды и производители
glass ceramic
Смотреть что такое «glass ceramic» в других словарях:
Glass-ceramic — materials share many properties with both glass and more traditional crystalline ceramics. It is formed as a glass, and then made to crystallize partly by heat treatment. Unlike sintered ceramics, glass ceramics have no pores between crystals.… … Wikipedia
glass ceramic — stiklo keramika statusas T sritis chemija apibrėžtis Daugiausia iš submikroskopinių kristalų sudaryta medžiaga, gaunama į stiklo lydalą pridėjus kristaliklių. atitikmenys: angl. crystall glass; glass ceram; glass ceramic rus. пирокерам; ситалл;… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
glass ceramic — any of a number of forms of partially crystallized glass having a variety of properties and uses, including the manufacture of dental restorations, formed by heating to the point of crystallization an amorphous glass matrix to which impurities… … Medical dictionary
Glass-ceramic-to-metal seals — Glass to metal seals have been around for many years, with one of the most common uses being lamp bulb seals. A more recent invention is glass ceramic to metal seals.Properties Glass ceramics are polycrystalline ceramic materials prepared by the… … Wikipedia
glass-ceramic package — stiklo keramikos korpusas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. glass ceramic package vok. Glaskeramikgehäuse, n rus. стеклокерамический корпус, m pranc. boîtier en céramique de verre, m … Radioelektronikos terminų žodynas
Ceramic materials — Ceramic Si3N4 bearing parts Ceramic materials are inorganic, non metallic materials and things made from them. They may be crystalline or partly crystalline. They are formed by the action of heat and subsequent cooling.[1] Clay was one of the… … Wikipedia
Ceramic engineering — Simulation of the outside of the Space Shuttle as it heats up to over 1,500 °C (2,730 °F) during re entry into the Earth s atmosphere Ceramic engineering is the science and technology of creating objects from inorganic, non metallic… … Wikipedia
Glass — This article is about the material. For other uses, see Glass (disambiguation). Moldavite, a natural glass formed by meteorite impact, from Besednice, Bohemia … Wikipedia
Ceramic — A Ming Dynasty porcelain vase dating 1403 1424 … Wikipedia
Ceramic glaze — Composite body, painted, and glazed bottle. Dated 16th century. From Iran. New York Metropolitan Museum of Art. Glaze is a layer or coating of a vitreous substance which has been fired to fuse to a ceramic object to color, decorate, strengthen or … Wikipedia
Glass electrode — A glass electrode is a type of ion selective electrode made of a doped glass membrane that is sensitive to a specific ion. It is an important part of the instrumentation for chemical analysis and physico chemical studies. In modern practice,… … Wikipedia
Существует множество стеклокерамических систем, например система Li 2 O × Al 2 O 3 × n SiO 2 (система LAS), система MgO × Al 2 O 3 × n SiO 2 (система MAS), система ZnO × система Al 2 O 3 × n SiO 2 (система ZAS).
СОДЕРЖАНИЕ
Зарождение зародышей и рост кристаллов
Ключом к созданию стеклокерамического материала является контроль зарождения и роста кристаллов в основном стекле. Степень кристалличности будет варьироваться в зависимости от количества присутствующих зародышей, а также времени и температуры, при которых материал нагревается. Важно понимать типы зародышеобразования, происходящие в материале, будь то гомогенный или гетерогенный.
Стеклокерамика в медицине
Стеклокерамика используется в медицине из-за ее уникального взаимодействия или отсутствия такового с тканями человеческого тела. Биокерамику обычно разделяют на следующие группы в зависимости от их биосовместимости: биопассивная (биоинертная), биоактивная или рассасывающаяся керамика.
Резорбируемая керамика похожа на биоактивную керамику во взаимодействии с телом, но главное отличие заключается в степени, в которой происходит растворение. Рассасывающаяся керамика предназначена для постепенного полного растворения, в то время как на ее месте растет новая ткань. Архитектура этих материалов стала довольно сложной, с введением пеноподобных каркасов для максимального увеличения площади поверхности раздела между имплантатом и тканями тела. Одной из проблем, возникающих при использовании высокопористых материалов для биоактивных / рассасывающихся имплантатов, является низкая механическая прочность, особенно в таких несущих нагрузку областях, как кости ног. Примером рассасывающегося материала, который добился определенного успеха, является трикальцийфосфат (TCP), однако он также не обладает механической прочностью при использовании в зонах с высокими нагрузками.
Система LAS
После кристаллизации преобладающей кристаллической фазой в стеклокерамике этого типа является твердый раствор с высоким содержанием кварца (HQ ss). Если стеклокерамика подвергается более интенсивной термической обработке, эта HQ ss превращается в твердый раствор кеатита (K ss, иногда ошибочно называемый бета- сподуменом ). Этот переход необратим и реконструктивен, что означает, что связи в кристаллической решетке разорваны и устроены заново. Однако эти две кристаллические фазы имеют очень похожую структуру, которую мог показать Ли.
Композиты с керамической матрицей
Варочные панели
В видимом диапазоне стеклокерамика может быть прозрачной, полупрозрачной или непрозрачной и даже окрашенной красителями.
На сегодняшний день существует два основных типа электрических печей с варочными панелями из стеклокерамических:
Эта технология не совсем нова, поскольку стеклокерамические плиты были впервые представлены в 1970-х годах с использованием столешниц Corningware вместо более прочного материала, используемого сегодня. Эти гладкие поверхности первого поколения были проблематичными и могли использоваться только с посудой с плоским дном, поскольку нагревание было в основном кондуктивным, а не излучательным.
По сравнению с обычными кухонными плитами стеклокерамические варочные панели относительно просты в уходе из-за их плоской поверхности. Однако стеклокерамические варочные панели можно очень легко поцарапать, поэтому следует проявлять осторожность, чтобы не скользить сковороды по поверхности. Если пища с высоким содержанием сахара (например, варенье) просыпается, никогда не позволяйте ей высохнуть на поверхности, иначе это может повредить продукт.
Для достижения наилучших результатов и максимальной теплоотдачи вся посуда должна быть плоской и соответствовать размеру зоны конфорки.
Отрасли и варианты материалов
История
Стеклокерамика для варочных панелей: где и как она производится и чего боится? 12.08.2019
Сегодня невозможно представить современную кухню без гладкой и блестящей стеклокерамики, на которой домохозяйки осуществляют «таинство» приготовления еды. Сегодня мы расскажем, откуда появилась эта красота на нашей кухне, где и как её делают, а также что нужно знать, чтобы не повредить стеклокерамику варочной поверхности.
Где и как производят стеклокерамику для варочных панелей?
Сегодня стеклокерамические покрытия для варочных поверхностей выпускают несколько фирм-производителей. В Европе этим занимаются немецкий концерн Schott Glass (торговая марка Ceran) и французская фирма Eurokera. В Японии стеклокерамику для плит изготавливает компания NeoCeram.
Каждый из производителей стеклокерамики имеет свои запатентованные технологии, но в общих чертах процесс производства выглядит так: вначале в стекловаренной печи изготавливают «зеленое» стекло. По виду оно мало отличается от обычного стекла, да и особыми свойствами тоже пока не обладает.
«Зеленое» стекло режут по форме, оговоренной заказчиком, обрабатывают края и наносят нужный декор. Знаки зодиака на варочных панелях Hansa, древнеегипетские фрески на панели Zigmund & Schtain и другие дизайнерские находки производителей бытовой техники позволяют им создавать неповторимый образ своих варочных панелей. С точки зрения физики процесс нанесения декора — это диффузия цветного материала в стекло. Поэтому, удалить такое покрытие, которое проникло в стекло на молекулярном уровне, уже невозможно.
После декорирования наступает самый главный этап — керамизация стекла. В него добавляют специальные кристаллы (какие — секрет производителя), которые компенсируют расширение стекла при нагреве. В итоге готовая стеклокерамика имеет очень низкий коэффициент температурного расширения.
Как уже отмечалось, производители патентуют свои технологии изготовления стеклокерамики, а это значит, что не бывает «поддельной» стеклокерамики – это слишком сложно и очень дорого для неизвестных производителей. Именно поэтому их и не существует. Даже «умельцы» из Китая пока только пытаются повторить эти технологии.
В чём плюсы стеклокерамики и чего она боится?
Стеклокерамика устойчива к высоким температурам, легко выдерживая нагрев до 600°С, причем за считанные секунды. Для этого материала словно не существует понятия «температурный шок»: кусок льда, помещенный на нагретую стеклокерамическую конфорку, не причинит ей вреда.
Но на этом перечень удивительных качеств стеклокерамики не заканчивается. Этот материал отлично проводит тепло поперек листа, но очень плохо — вдоль своей поверхности. Такая теплопроводность называется анизотропной, и эта ее черта в буквальном смысле очень нам на руку. Ведь благодаря ей всего в нескольких сантиметрах от горячей конфорки до стеклокерамики можно спокойно дотрагиваться рукой, без всякого риска обжечься.
Как всякое стекло, стеклокерамика является хрупким материалом, но запас прочности у нее довольно велик. Стеклокерамика выдерживает статическую нагрузку порядка 1 атм (для сравнения: струя воды с напором 0,75 атм сбивает человека с ног).
Glass-ceramic
Contents
Glass-ceramics have an amorphous phase and one or more crystalline phases and are produced by a so-called «controlled crystallization» in contrast to a spontaneous crystallization, which is usually not wanted in glass manufacturing. Glass-ceramics have the fabrication advantage of glass, as well as special properties of ceramics. When used for sealing, some glass-ceramics do not require brazing but can withstand brazing temperatures up to 700 °C. [1] Glass-ceramics usually have between 30% [m/m] and 90% [m/m] crystallinity and yield an array of materials with interesting properties like zero porosity, high strength, toughness, translucency or opacity, pigmentation, opalescence, low or even negative thermal expansion, high temperature stability, fluorescence, machinability, ferromagnetism, resorbability or high chemical durability, biocompatibility, bioactivity, ion conductivity, superconductivity, isolation capabilities, low dielectric constant and loss, high resistivity and break-down voltage. These properties can be tailored by controlling the base-glass composition and by controlled heat treatment/crystallization of base glass. In manufacturing, glass-ceramics are valued for having the strength of ceramic but the hermetic sealing properties of glass.
Glass-ceramics are mostly produced in two steps: First, a glass is formed by a glass-manufacturing process. The glass is cooled down and is then reheated in a second step. In this heat treatment the glass partly crystallizes. In most cases nucleation agents are added to the base composition of the glass-ceramic. These nucleation agents aid and control the crystallization process. Because there is usually no pressing and sintering, glass-ceramics have, unlike sintered ceramics, no pores.
A wide variety of glass-ceramic systems exists, e.g., the Li2O × Al2O3 × nSiO2 system (LAS system), the MgO × Al2O3 × nSiO2 system (MAS system), the ZnO × Al2O3× nSiO2 system (ZAS system).
The LAS system mainly refers to a mix of lithium, silicon, and aluminum oxides with additional components, e.g., glass-phase-forming agents such as Na2O, K2O and CaO and refining agents. As nucleation agents most commonly zirconium(IV) oxide in combination with titanium(IV) oxide is used. This important system was studied first and intensively by Hummel, [2] and Smoke. [3]
After crystallization the dominant crystal phase in this type of glass-ceramic is a high-quartz solid solution (HQ s.s.). If the glass-ceramic is subjected to a more intense heat treatment, this HQ s.s. transforms into a keatite-solid solution (K s.s., sometimes wrongly named as beta-spodumene). This transition is non-reversible and reconstructive, which means bonds in the crystal-lattice are broken and new arranged. However, these two crystal phases show a very similar structure as Li could show. [4]
The most interesting properties of these glass-ceramics are their thermomechanical properties. Glass-ceramic from the LAS system is a mechanically strong material and can sustain repeated and quick temperature changes up to 800–1000 °C. The dominant crystalline phase of the LAS glass-ceramics, HQ s.s., has a strong negative coefficient of thermal expansion (CTE), keatite-solid solution as still a negative CTE but much higher than HQ s.s. These negative CTEs of the crystalline phase contrasts with the positive CTE of the residual glass. Adjusting the proportion of these phases offers a wide range of possible CTEs in the finished composite. Mostly for today’s applications a low or even zero CTE is desired. Also a negative CTE is possible, which means, in contrast to most materials when heated up, such a glass-ceramic contracts. At a certain point, generally between 60% [m/m] and 80% [m/m] crystallinity, the two coefficients balance such that the glass-ceramic as a whole has a thermal expansion coefficient that is very close to zero. Also, when an interface between material will be subject to thermal fatigue, glass-ceramics can be adjusted to match the coefficient of the material they will be bonded to.
Originally developed for use in the mirrors and mirror mounts of astronomical telescopes, LAS glass-ceramics have become known and entered the domestic market through its use in glass-ceramic cooktops, as well as cookware and bakeware or as high-performance reflectors for digital projectors.
Ceramic matrix composites
Cooktops
Compared to conventional kitchen stoves, glass-ceramic cooktops are relatively simple to clean, due to their flat surface. However, glass-ceramic cooktops can be scratched very easily, so care must be taken not to slide the cooking pans over the surface. If food with a high sugar content (such as jam) spills, it should never be allowed to dry on the surface, otherwise damage will occur.
For best results and maximum heat transfer, all cookware should be flat-bottomed and matched to the same size as the burner zone.
Brands and manufacturers
CorningWare casserole dish and other cookware pieces, with the ‘Cornflower’ pattern decoration
Some well-known brands of glass-ceramics are Pyroceram, Ceran (cooktops), Eurokera (cooktop, stoves and fireplaces), Zerodur (telescope mirrors), and Macor, Kanger (Glass-Ceramic for cooktop, stoves, microwave and fireplaces door). German manufacturer Schott introduced Zerodur in 1968, Ceran followed in 1971. Nippon Electric Glass is another worldwide manufacturer of glass ceramics, whose related products in this area include Firelite and Neoceram fire-rated glass. Keralite, manufactured by Vetrotech Saint-Gobain, is a specialty glass-ceramic fire and impact safety rated material for use in fire-rated applications. Glass-ceramics manufactured in the Soviet Union/Russia are known under the name Sitall.
The same class of material was also used, until the late 1990s, in CorningWare dishes, which could be taken from the freezer directly to the oven with no risk of thermal shock.
