Keramični material: lastnosti, proizvodna tehnologija, uporaba

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Prva keramika se je pojavila veliko preden so se ljudje naučili taliti kovino. Dokaz za to so starodavni lonci in vrči, ki jih arheologi najdejo še danes. Omeniti velja, da ima keramični material edinstvene lastnosti, zaradi katerih je na nekaterih področjih preprosto nepogrešljiv. Oglejmo si z vami značilnosti keramike, se pogovorimo o njeni proizvodnji in značilnostih.

Splošne informacije

Pridobite keramične izdelke s sintranjem gline in mešanic z organskimi dodatki. Včasih se uporabljajo oksidi anorganskih spojin. Prvi takšni izdelki so se pojavili pred 5000 leti. V tem času se je proizvodna tehnologija bistveno izboljšala in danes so nam na voljo keramični izdelki visoke trdnosti. Uporabljajo se v gradbeništvu za fasadne obloge, tla, stene itd.

Tam je lončenina z gostim in poroznim drobcem. Ključna razlika med obema je v tem, da je gosta drobtina vodoodporna. To so izdelki iz porcelana, talne ploščice itd. Poroznedrobec - ploščice, keramični kamen, drenažne cevi in drugo.

Zgodovina pojava

Beseda "keramika" v grščini pomeni "glina". Seveda je bila za izdelavo katerega koli izdelka uporabljena nekakšna mešanica. Dodali so mu potrebne materiale, odvisno od tega, kaj je bilo treba na koncu dobiti. Sprva je izdelku iz gline dala posebno obliko ročno, nekoliko kasneje pa na posebnem stroju. Nato se keramični izdelki žgajo v pečeh pri visokih temperaturah.

Številne države so uporabljale lastne proizvodne tehnologije. To velja za lončarstvo, slikarstvo in zasteklitev. Egipt velja za prvo državo, ki je dosegla pomemben razvoj te industrije. Tam se je najprej uveljavila proizvodnja keramike. Izdelke so izdelovali iz grobe in slabo mešane gline, kasneje pa se je tehnologija izboljšala. Danes najdemo opeke iz rumene gline, ki naj bi bile uporabljene pri gradnji piramid v Memphisu.

Prihod porcelana

Jade se na Kitajskem uporablja že dolgo časa. Bilo je lepo, a precej krhko in težko obvladljivo. Po dolgih letih iskanja je bila rešitev najdena. Porcelan je lažje izdelati. Vendar pa so tudi tukaj obstajale nianse. Na primer, sljudo in tsvaoka, ki so ju našli v "porcelanskih kamnih", so zmleli v fin prah in shranili več kot 10 let. To je bilo storjeno zato, da bi bil material čim bolj prožen. PrvičIzdelki iz porcelana na Kitajskem so bili visoke in podolgovate posode. Imele so polirano površino in modro ali temno zeleno barvo. Slednje so bile najbolj cenjene.

Danes velja, da je Kitajska država, kjer je bil porcelan najbolj razširjen. To je res, čeprav je bil v Evropi priljubljen, vendar se je tam pojavil pozneje in njegova proizvodnja se je razvijala dlje.

Glavne vrste keramike

Trenutno imajo izdelki iz gline široko klasifikacijo. Tako lahko lončarske predmete razdelimo v dve glavni skupini:

• neglazirana keramika (terakota in lončenina);
• glazirana (majolika, fajanca, porcelan, šamot).

Teracota - iz italijanskega "pečena zemlja". Izdelki so izdelani iz barvne gline in imajo porozno strukturo. Terakota se uporablja za izdelavo vaz, posod, pa tudi igrač in ploščic.

Lončarsko keramiko je težje obdelati. Za vodoodpornost je potrebno poliranje. Nadalje je izdelek podvržen obarvanju. Da bi to naredili, ga pustimo v vroči pečici v dimu, dokler se popolnoma ne ohladi. Danes so številne vrste keramike, zlasti lončenina, izjemno priljubljene. Uporablja se v vsakdanjem življenju za shranjevanje mleka, razsutih materialov ali kot dekor.

Kar se tiče druge vrste - tu so najbolj priljubljena glazirana keramika, porcelan in fajansa. Prva je v proizvodnji dražja in delovno intenzivna, druga pa praktična in poceni. Med seboj se razlikujejo po tem, da izdelki iz porcelana vsebujejomanj gline in več posebnih dodatkov. Poleg tega je porcelan prosojen na svetlobi, za razliko od fajanse.

O ognjevzdržnih materialih

Izdelki iz glinenih mešanic so ognjevzdržni. Odvisno od namena lahko prenesejo temperature od 1300 do 2000 stopinj Celzija, pa tudi višje. Uporablja se posebna peč za žganje keramike. Ognjevarni materiali se najpogosteje uporabljajo v metalurškem procesu. Tam se uporabljajo za načrtovanje plavžev in enot.

Povsem logično je reči, da se z naraščajočo temperaturo moč ognjevzdržnega materiala ne izgubi, ampak se, nasprotno, poveča. To dosežemo zaradi prisotnosti ognjevzdržnih oksidov, silikatov in boridov v sestavi. Uporabljajo se skoraj povsod, kjer potekajo visokotemperaturni procesi. Zelo pogosto jih najdemo oblikovane, torej v obliki določenega izdelka, na primer opeke. Redko je treba uporabiti neoblikovane ognjevzdržne materiale v obliki prahu.

Keramika v gradbeništvu

Prednost keramičnih materialov je, da so njihove zaloge praktično neomejene. Poleg enostavnosti izdelave in visoke vzdržljivosti je tak izdelek danes nepogrešljiv v gradbeništvu. Če vzamemo stenske materiale, potem tu vodilni položaj zaseda glinena opeka.

Enako velja za keramične ploščice, ki kljub videzu polimerov ne izgubljajo podlage. Še vedno se uporablja za opremljanje prostorov z visoko vlažnostjo in temperaturo. Med materiali za oblaganjeekspandirana glina je na prvem mestu.

V zadnjih nekaj letih se je proizvodnja votlih keramičnih blokov in opek povečala za 4%. Njihova proizvodnja zahteva minimalne spremembe v opekarnah in tovarnah, medtem ko se stroški povrnejo že v prvem letu prodaje. V tujini je votla keramika že dolgo zasedla vodilni položaj in se prodaja veliko bolje kot navadna opeka.

Posebni keramični materiali

Takšni izdelki vključujejo sanitarne in kanalizacijske cevi. Prvi so razdeljeni v tri velike skupine:

• iz trde fajanse (porozen drobec);
• sanitarni porcelan (sintrani drobec);
• polporcelan (napol pečen drobec).

Glavne zahteve za sanitarno opremo so odpornost na mehanske poškodbe, toplotna odpornost. Recept je treba upoštevati v strogem vrstnem redu, enako velja za tehnologijo. Uporabljajo se samo profesionalna keramična peč in visokokakovostne surovine. Sanitarni izdelki vključujejo umivalnike, straniščne školjke, kopalne kadi, radiatorje itd. Zagotovo preverite kakovost izdelka z rahlim udarcem po ohišju. Zvok mora biti čist in brez ropotanja. To pomeni žganje pri pravilni temperaturi in brez razpok.

Kar zadeva kanalizacijske cevi, morajo imeti gosto sintrano drobce. Keramične cevi se proizvajajo s premerom 150-600 mm. Običajno zastekljena tako znotraj kot zunaj. Takšni izdelki so značilnivisoka odpornost na agresivno okolje in potepuški električni tok. Imajo zmerno ceno, zaradi česar so cenovno dostopnejši.

Fizikalne in kemijske lastnosti keramike

Kot je navedeno zgoraj, lahko vse izdelke razdelimo v dve široki skupini: gosto in porozno. Goste imajo koeficient absorpcije vode manj kot 5%, porozne - 5% ali več. V zadnjo skupino spadajo naslednji izdelki: glinena opeka (porozna in votla), votli stenski kamni, strešniki, strešniki. Gosti keramični izdelki - cestne opeke in talne ploščice. V sanitarni industriji najdemo tako porozno kot gosto keramiko.

Ko že govorimo o fizikalnih in kemijskih lastnostih, je nemogoče omeniti ključno slabost keramike. Sestoji iz povečane krhkosti v primerjavi z drugimi materiali. Kljub temu je zaradi visoke razpoložljivosti in vsestranskosti ta material eden najbolj priljubljenih v številnih panogah in celo v vsakdanjem življenju. Sodobne tehnologije omogočajo gladko površino takoj po žganju. Če želite doseči določeno barvo, dodajte železove ali kob altove okside.

Lastnosti mikrostrukture

Pri segrevanju keramika postopoma postane tekoča. Odlikuje ga veliko število preprostih in zapletenih spojin. Pri ohlajanju pride do kristalizacije. Kaže se v obarjanju čistih kristalov, ki se povečajo. Ko se masa strdi, se oblikuje v strukturimikrokonglomerat. V njej so zrna mulita cementirana s strjeno maso. Vredno je biti pozoren, da atomi kisika tvorijo nekakšno matriko. Vsebuje majhne kovinske atome, ki se zamenjajo v prazninah med njimi. Posledično v mikrostrukturi prevladujejo ionske vezi in nekoliko manj kovalentne vezi. Kemijska stabilnost in stabilnost sta doseženi s prisotnostjo močnih in trajnih kemičnih spojin.

Kot je navedeno zgoraj, je uporaba keramičnih materialov omejena. To je posledica dejstva, da so kristali nepopolni. Kristalne rešetke imajo številne napake: pore z atomsko velikostjo, deformacije itd. Vse to bistveno poslabša trdnost. Vendar pa tukaj obstajajo nekatere nianse. Na primer, če se tehnologija opazuje pri izdelavi določene vrste keramike, je povsem mogoče doseči dobre rezultate v trdnosti. Za to je izjemno pomembno upoštevati temperaturni režim in trajanje žganja izdelka.

Lastnosti in lastnosti gline

Glina je sedimentna kamnina, ki ne glede na sestavo in strukturo, ko se pomeša z vodo, tvori plastičen material. Po streljanju - kamnu podobno telo. Običajno je zmes gosta, večinoma je sestavljena iz aluminosilikatov. Pogosto se v glinah nahajajo tudi kamnine, kot so kremen, feldspar, žveplov pirit, pa tudi hidroksidi in karbonati kalcijevih, magnezijevih in titanovih spojin.

Kaolini so najčistejše gline, ki jih poznamo danes. Skoraj v celoti sestavljen iz kaolinita. Po praženju dobiteBela barva. Plastičnost, potrebna za obdelavo, je dosežena zaradi prisotnosti drobnih zrn glinene snovi (0,005 mm) v strukturi. Seveda je več takšne snovi v sestavi, večja je plastičnost in obratno.

Glavne keramične lastnosti gline vključujejo:

• plastičnost - deformacija brez kršitve celovitosti;
• povezljivost;
• zračno in požarno krčenje;
• požarna odpornost.

Danes se uporabljajo različni dodatki za redčenje in obogatitev, ki omogočajo spreminjanje lastnosti materiala v eno ali drugo smer. To vodi v dejstvo, da keramični izdelki postajajo še bolj povprašeni in cenovno dostopni.

Tehnološka shema proizvodnje

Lastnosti keramičnih materialov kažejo na možnost uporabe gline v različnih panogah. To je privedlo do velikega povpraševanja in posledično do povečanja ponudbe. Proizvodni obrati v večini primerov delujejo po istem vzorcu:

• pridobivanje surovin;
• priprava;
• oblikovanje in sušenje;
• pečenje in sprostitev izdelka.

Za zmanjšanje stroškov so tovarne običajno zgrajene v neposredni bližini nahajališča gline. Rudarstvo se izvaja na odprt način, torej z bagrom. Naslednji korak je priprava mase. Surovine obogatimo, zdrobimo in mešamo do homogene mase. Oblikovanje prihodnjega keramičnega izdelka se izvaja z mokrimi in suhimi metodami. V prvem primeru je masa navlažena do 25%, v drugem pa ne več kot 12%.

V preteklosti se je pogosto uporabljalo naravno sušenje. Vendar je bil rezultat v veliki meri odvisen od vremena. Zato v dežju ali mrazu rastlina miruje. Zato se uporabljajo posebni sušilniki (plin). Najbolj kritičen korak je streljanje. Zelo pomembno je upoštevati tehnologijo, ki je precej zapletena. Veliko je odvisno tudi od hlajenja keramike. Oster padec temperature ni dovoljen, kar lahko privede do ukrivljenosti ravnine. Šele takrat lahko prodajate keramične materiale. Tehnologija proizvodnje, kot vidite, ni preprosta, sestavljena je iz več stopenj. Vsakemu od njih je treba slediti. Če se to ne zgodi, potem lahko na policah trgovine srečamo zakon.

Malo o slabostih keramike

Kot že omenjeno, sestava keramičnih materialov ni idealna. To še posebej vpliva na trdnost glinenega izdelka. Vsaka mehanska poškodba se lahko pokaže kot odrezek, razpoka itd. To je ključna pomanjkljivost. Obstajajo pa tudi drugi dejavniki, ki ovirajo široko razširjanje gradiva, o katerem razmišljamo. Eden od njih so visoki stroški. Na primer, keramične ploščice za streho podeželske hiše so odlična rešitev z estetskega vidika, vendar bo tak užitek zelo drag.

Hkrati bo njegov videz ob pravilni negi trajal največ 5 let. V prihodnosti pride do bledenja, pojava mahu na površini itd. Poleg tega krhkost in krhkost vodita v dejstvo, damehanske poškodbe lahko povzročijo puščanje strehe in malo ljudi bo všeč. Seveda sodoben keramični material izgleda zelo impresivno, kar je doseženo zaradi široke teksture barv in visoke kakovosti izdelave. Je pa še vedno draga, zaradi česar človek pogosto razmišlja o primernosti takšne izbire.

Povzetek

Upoštevali smo osnovne lastnosti keramičnih materialov. Na podlagi vsega naštetega lahko sklepamo, da imajo takšni izdelki neko unikatnost. Leži v tem, da bodo ob odsotnosti mehanskih poškodb trajale zelo, zelo dolgo. Poleg tega je nepogrešljiv tudi keramični material za litje tekočih kovin v tovarnah, saj lahko prenese visoke temperature.

V vsakdanjem življenju pa keramika pride zelo prav. Posebne posode za kuhanje v pečici, čeprav so z leti spremenile svoj videz, so še vedno narejene iz tega materiala. Porcelan ima kljub visokim stroškom eleganten videz in je preprosto prijeten za oko. To velja tudi za lončeno posodo, ki jo je ob pravilni izvedbi težko ločiti od porcelana.

V vsakem primeru je treba uporabiti keramični material. To je predvsem posledica velikih zalog naravne gline. Tega je res veliko in vsako leto se razvija vedno več novih kamnolomov za pridobivanje tega naravnega bogastva. Drugi pomemben dejavnik je prijaznost do okolja. Prej ljudje niso imeli možnostiuporabite kakršne koli škodljive dodatke za izboljšanje lastnosti trdnosti izdelka. Danes se je situacija spremenila, čeprav ne preveč kritično. Keramične ploščice za razliko od sintetičnih materialov niso zdravju škodljive. To velja tudi za keramično posodo, ki v primerjavi s plastično, sploh če je slednja segreta, prav nič ne škodi.