Lastnosti porcelana in njegova uporaba

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

Izraz "porcelan" se nanaša na široko paleto keramičnih izdelkov, ki so izdelani pri visokih temperaturah. Njihove značilnosti so gladka površina in nizka poroznost. Te lastnosti porcelana so še danes zelo zahtevane. Težko je najti neko industrijo ali nacionalno gospodarstvo, kjer koli se uporablja.

Najpogostejši dekorativni porcelan, pa tudi kemična steklovina, zobne krone in električni izolatorji. Običajno bel ali umazano bel, za "peko" pride ta čudovit material kot nepredstavljiv kos keramike, ki bo svojo znano obliko dobil šele po praženju v visokotemperaturnih pečicah.

Prednosti kitajskih storitev

V tem članku bomo razpravljali o lastnostih in vrstah porcelana. Razumeli boste, zakaj je bil ta material tako priljubljen po vsem svetu, da so bile za nakup opremljene ogromne odprave. Za lepo storitev, ki jo danes lahko kupite v kateri koli trgovini, potem bi vas lahko ubili.

Nenavadno, vendar so izdelki kitajskih mojstrov z današnjo keramiko le sorodniki, ne pa neposredni. Da bi to videli, je dovolj, da se spomnimo osnovnih lastnostiporcelan, ki je izšel iz delavnic Srednjega kraljestva. Materiali so si med seboj zelo podobni: tako sodoben kot starodavni porcelan je lahko glaziran ali "naraven". Toda preprosta keramika je veliko mehkejša. In iz tega ni mogoče narediti visokokakovostne storitve.

Zakaj se to dogaja?

Lastnosti porcelana, kot sta trdnost in toplotna odpornost, so posledica visokih temperatur, pri katerih se proizvaja prava kitajska keramika. Proizvaja se pri temperaturi 2.650 stopinj Fahrenheita (1.454 stopinj Celzija). Primerjajte to z 2200 stopinj Fahrenheita (1204 stopinj Celzija) za navaden porcelan. Ker je drugi material slabše kakovosti, se ne uporablja v kemični industriji in drugih tehnoloških vejah znanosti. Poleg tega je kitajski porcelan najvišje kakovosti, ki je prozoren za svetlobo. Groba keramika ne more dati takega učinka.

Vohunske strasti

"Trda pasta" ali pravi porcelan se je prvič pojavil na Kitajskem v času dinastije Tang (618-907). Toda resnično visokokakovostni izdelki, ki po svojih lastnostih nikakor niso slabši od sodobnih, so postali svetu znani šele v času dinastije Yuan (1279-1368). Zgodnji kitajski porcelan je bil sestavljen iz kaolina (kitajske gline) in pegmatita, grobe vrste granita.

Evropski lončarji niso poznali vse do uvoza kitajske opreme v srednjem veku. Evropejci so poskušali podvojiti lastnosti porcelana, vendar v tej zadevi niso uspeli. Ker analizirajo njegovo kemično sestavo, so biliker niso mogli, so izdelki, ki so jih izdelovali, le navzven spominjali na elegantne, krhke in hkrati trpežne jedi. Izkazalo se je tako. Resnične vohunske vojne so se odvijale, da bi dobili skrivnost prave proizvodnje porcelana, vendar so Kitajci svojo skrivnost varovali bolj kot življenje.

Zakaj je bil ta material tako priljubljen? Razlog so odlične fizikalne lastnosti porcelana. Je močnejša od navadne keramike, ima visoko toplotno prevodnost, zaradi česar je iz nje mogoče kuhati odličen čaj v čajnikih. Poleg tega je porcelan zaradi glazure izjemno nizko umazan, obarva se le pod vplivom sintetičnih pigmentov. Skodelice starodavnih kitajskih servisov po mnogih stoletjih ostanejo bele.

Ersatzy

Po mešanju stekla s kositrovim oksidom, da bi naredili neprozoren material, so evropski obrtniki poskušali združiti glino in motno steklo. Te alternative so postale znane kot "mehka pasta" ali umetni porcelan. Toda dve neprijetni okoliščini sta bili vznemirjeni: vsi ti materiali so se izkazali za premehke, iz njih ni bilo mogoče izdelati res tankih, elegantnih izdelkov, proizvodni stroški pa so bili previsoki. Skratka, lastnosti "ersatz" porcelana še zdaleč niso bile popolne.

Obstajajo dokazi, da so naši mojstri obvladali tudi umetnost izdelave pravega porcelana, vendar so bile vse skrivnosti ruske keramike izgubljene med tatarsko-mongolsko invazijo, ko so bila požgana cela mesta skupaj z vsemi njihovimi prebivalci. Dosežen je bil tudi nekaj prebojaangleščina. Ustvarili so "kostni" material.

Toda kaj je kostni porcelan, katerega glavne lastnosti so ga naredile neverjetno priljubljenega v stari Evropi?

Zgodovina ustvarjanja

Leta 1707 sta Nemca po imenu Ehrenfried W alther von Chimhaus in Johan Friedrich Bottger odkrila bolj "razumno" metodo proizvodnje, ki uporablja glino in fino zmlet feldspar. V 17. stoletju so angleški obrtniki z eksperimentiranjem izvedeli, da je porcelan, skoraj enak kitajskemu porcelanu, mogoče dobiti z dodajanjem fino zmletih žganih kosti tej mešanici.

In kasneje se je izkazalo, da angleška različica omogoča izdelavo prozorne keramike pri veliko nižjih temperaturah, kar znatno zniža stroške proizvodnje. Poleg tega se je porcelan iz Foggy Albiona boril veliko slabše, bil je veliko močnejši. Zato ni presenetljivo, da so Britanci s svojimi storitvami kmalu napolnili polovico Starega in skoraj ves Novi svet.

Kakšne so lastnosti kostnega porcelana? Prvič, izdelke iz njega odlikuje visoka trdnost z nizko težo in tanke stene. Drugič, te vrste keramike ni mogoče uporabiti v kemični industriji, saj snovi v njeni sestavi reagirajo s kislinami in alkalijami.

Surovine

Kot smo rekli, so glavne sestavine tega materiala izjemno preproste: glina, glinenec, minerali z vsebnostjo kalcija. Do zdaj so med seboj tekmovala različna podjetja, saj se je to hitro ugotovilolastnosti porcelana in fajanse je mogoče korenito spremeniti z dodajanjem novih elementov njegovi sestavi. Seveda, če je izkušnja uspešna.

Kljub temu, da se sestava gline razlikuje glede na kraj pridobivanja, se le pri izjemno visokih temperaturah še vedno spremeni v steklo (ki zagotavlja gladkost končnega izdelka). Toda to velja le za tiste primere, ko se gline ne mešajo z materiali, katerih prag vitrifikacije je nižji. Za razliko od stekla pa je glina toplotno stabilna, kar pomeni, da ohrani svojo obliko tudi, če se segreje na visoko temperaturo.

Tako je ta material resnično edinstven, saj združuje nizko poroznost stekla s stabilnostjo in relativno trdnostjo preproste keramike. Kaolin, hidroaluminosilikat, se je ves čas uporabljal kot glavna vrsta surovine. Feldspar (ki vsebuje aluminijev silikat) in kremen, vrsta trdega kremena, sta izjemno pomembni sestavini v kateri koli vrsti porcelana. Pri segrevanju se stopijo in material povežejo.

Quartz - "srce" porcelana

To je ključ do moči. Lastnosti porcelana (in njegova uporaba) so v veliki meri posledica te posebne lastnosti: slabo se lomi (v primerjavi s steklom), majhne razdalje med delci pa zagotavljajo neprepustnost materiala za zrak, vodo in druge spojine.

Kremen je "zlitina" kisika in silicija, dveh najbolj razširjenih elementov v zemeljski skorji. Ima tri funkcionalne oblike: neposredno kremen (kristali), opal(amorfna sorta) in pesek (mešana, umazana frakcija). Na splošno se kremen že dolgo uporablja v obrtni proizvodnji. Porcelan lahko vsebuje tudi aluminijev oksid in milni kamen, bolj znan kot "milni kamen".

Proizvodni proces

Ko so surovine izbrane in stehtane, gredo v proizvodnjo. Najprej se očisti in zmelje na zelo drobne frakcije. Po tem se vse komponente zmešajo v zahtevanem razmerju, odvisno tako od proizvodnih pogojev kot od značilnosti končnih izdelkov. Takoj, ko se slednji oblikujejo, jih lahko takoj pošljemo v pečico ali pa jih predhodno očistimo in nato prekrijemo s plastjo glazure.

Seveda v svoji vlogi najprej nastopi zdrobljeno steklo. In šele po tem se bodoče vaze, skodelice, straniščne školjke in zobne krone pošljejo v ustje peči. Zdaj pa si poglejmo vsako stopnjo posebej. Navsezadnje so lastnosti porcelana in njegova uporaba odvisne od njihove uspešnosti!

Drobljenje surovin

Morda je to ena najpomembnejših operacij, saj je kakovost končnega izdelka odvisna od temeljitosti njegove izvedbe. Drobljenje se izvaja z velikimi mehanskimi bobnastimi drobilniki. Pri drugem prehodu se velikost delcev poveča na 0,25 cm Za pretvorbo surovine v fin prah se uporabljajo posebni kroglični drobilniki. To so ogromni jekleni valji, napolnjeni s kovinskimi kroglami. Ko se celotna struktura vrti, se delci surovin spremenijo v homogeno maso izjemno finega mletja.

Čiščenje in mešanje

Zmes prehaja skozi fine filtre in nato dovaja na poseben "transporter", ki je nagnjena jeklena pločevina. Vibrirajo, zaradi česar se surovine ne samo samodejno mešajo, temveč tudi razvrščajo, saj se največji delci potisnejo navzgor. Če je potreben namočen material, se voda samodejno razprši v cev.

Včasih se uporabljajo filtri z močnimi magneti, saj lahko slednji odstranijo najmanjše nečistoče železa. Slednji, če pride v končni izdelek, mu bo dal nezaželen rdeč odtenek. Po tem se končni izdelki pošljejo v peč, kjer se žgajo pri temperaturah, ki smo jih že navedli.

Od kakšnih proizvodnih pogojev so lahko odvisne lastnosti izdelka?

Upoštevati je treba, da med končnim žganjem potekajo številni procesi, ki neposredno vplivajo na lastnosti hladnega porcelana. Najprej se zgorejo vse ogljikove organske nečistoče, odvečna voda izhlapi, različne plinaste frakcije izhajajo iz debeline prihodnjega izdelka. Če hkrati temperatura ne doseže 1100 stopinj Celzija, se silicij in druge komponente glazure ne bodo mogle stopiti, kar pomeni, da ne bodo tvorile gladke in kemično nevtralne plasti na keramični površini.

Poleg tega so te povezave potrebne za zmanjšanje razdalje med delci materialov, za bolj zanesljivo povezavo med njimi. Ko je dosežena želena gostota,izdelek se ohladi, zaradi česar se glazura "povleče skupaj", postane gladka in še posebej obstojna.

Rezultati

Zakaj torej opisujemo vse to? Stvar je v tem, da so lastnosti tega materiala tesno odvisne od značilnosti in pogojev njegove izdelave. Trdnost je na primer odvisna od odstotka vsebnosti glinenca v masi, število por v porcelanu pa je manjše, čim več glinenca. Ko se kremen in ostanki, ki nastanejo pri razgradnji glinene snovi, raztopijo v steklu, skelet porcelanskega materiala postane šibkejši in deformacije se povečajo. Glede na finost mletja kremena, sestavo mase, temperaturo in trajanje žganja sestava steklaste faze vključuje od 15 do 40 % vsega kremena, vnesenega v maso. Več ko ga je, je porcelan tanjši in "zračnejši".

Lastnosti keramičnih materialov kot dielektrikov je značilna predvsem odpornost proti prehodu električnega toka v materialu in na površini izolatorja. Razlikovati med specifično prostornino in specifično površinsko odpornostjo porcelana.

Poleg tega so kemične lastnosti porcelana velikega praktičnega pomena. Natančneje, njihova odsotnost. Glazirana keramika z dodatkom velike količine glinenca in kremena je kemično nevtralna. Se vam zdi, zakaj so m alte farmacevtov in kemikov narejene iz tega materiala? Je veliko močnejši od stekla, vendar ne reagira.

Trenutno stanje

Danes keramika (in še posebej porcelan) doživlja drugorojstvo. Izkazalo se je, da se ti materiali lahko uporabljajo pri proizvodnji različnih vrst mikroelektronike. Pomena tega za sodobno civilizacijo ni treba razlagati. Znanstveniki so tudi ugotovili, da se ob dodajanju določenih dodatkov moč porcelana eksponentno poveča. Trenutno potekajo celo obetavne raziskave na področju ustvarjanja novih vrst oklepov na njegovi podlagi. Torej ne samo straniščne školjke!

Nazadnje, ta material postaja vse bolj pomemben v medicini. Različne proteze in veličastne zobne krone - povpraševanje po njih se vsako leto povečuje. Tako bo starodavni kitajski izum ostal pomemben še zelo dolgo.