Keramisk materiale: egenskaber, produktionsteknologi, anvendelse

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Det første keramik dukkede op længe før folk lærte at smelte metal. Gamle gryder og kander, som arkæologer finder den dag i dag, er bevis på dette. Det er værd at bemærke, at det keramiske materiale har unikke egenskaber, der gør det simpelthen uundværligt i nogle områder. Lad os tage et kig på funktionerne ved keramik sammen med dig, tale om dens produktion og egenskaber.

Generelle oplysninger

Få keramiske produkter ved at sintre ler og blandinger med organiske tilsætningsstoffer. Nogle gange anvendes oxider af uorganiske forbindelser. De første sådanne produkter dukkede op for 5.000 år siden. I løbet af denne tid er produktionsteknologien blevet væsentligt forbedret, og i dag er højstyrke keramiske produkter tilgængelige for os. De bruges i byggeri til facadebeklædning, gulve, vægge osv.

Der er keramik med et tæt og porøst skår. Den vigtigste forskel mellem de to er, at det tætte skår er vandtæt. Det er porcelænsprodukter, gulvfliser osv. Porøsskår - fliser, keramiske sten, drænrør og mere.

Forekomsthistorie

Ordet "keramik" på græsk betyder "ler". Naturligvis blev en slags blanding brugt til at lave ethvert produkt. De nødvendige materialer blev tilføjet til det, afhængigt af hvad der skulle opnås i sidste ende. Først i hånden, og noget senere på en speciel maskine, blev et lerprodukt givet en særlig form. Efterfølgende brændes keramiske produkter i ovne ved høje temperaturer.

Mange lande brugte deres egne produktionsteknologier. Det gælder keramik, maling og glasering. Egypten betragtes som den første stat, der har opnået en betydelig udvikling af denne industri. Det var produktionen af keramik der, der blev etableret i første omgang. Produkter blev lavet af groft og dårligt blandet ler, men senere blev teknologien forbedret. I dag findes der gule lersten, der angiveligt blev brugt i konstruktionen af Memphis pyramid.

porcelænets fremkomst

Jade har været brugt i Kina i lang tid. Den var smuk, men ret skrøbelig og svær at håndtere. Efter mange års søgen blev der fundet en løsning. Porcelæn er lettere at fremstille. Men selv her var der nuancer. For eksempel blev glimmer og tsvaoka, som blev fundet i "porcelænssten", malet til et fint pulver og opbevaret i mere end 10 år. Dette blev gjort for at gøre materialet så fleksibelt som muligt. FørstPorcelænsprodukter i Kina var høje og aflange kar. De havde en poleret overflade og en blå eller mørkegrøn farve. Sidstnævnte blev værdsat højest.

I dag menes det, at Kina er den stat, hvor porcelæn var mest udbredt. Dette er sandt, selv om det var populært i Europa, men det dukkede op der senere, og dets produktion udviklede sig længere.

Hovedtyper af keramik

I øjeblikket har lerprodukter en bred klassificering. Så keramikartikler kan opdeles i to hovedgrupper:

• uglaseret keramik (terracotta og keramik);
• glaseret (majolika, fajance, porcelæn, ildfast ler).

Terracotta - fra italiensk "baged earth". Produkterne er lavet af farvet ler og har en porøs struktur. Terracotta bruges til at lave vaser, fade samt legetøj og fliser.

keramik keramik er sværere at behandle. For at gøre den vandtæt er polering nødvendig. Endvidere udsættes produktet for farvning. For at gøre dette efterlades den i en varm ovn i røg, indtil den er helt afkølet. I dag er mange typer keramik, især keramik, ekstremt populære. Den bruges i hverdagen til opbevaring af mælk, bulkmaterialer eller som indretning.

Hvad angår den anden type - glaseret keramik, porcelæn og fajance er de mest populære her. Den første er dyrere og mere arbejdskrævende i produktionen, den anden er praktisk og billig. De adskiller sig fra hinanden ved, at porcelænsprodukter indeholdermindre ler og flere specielle tilsætningsstoffer. Derudover er porcelæn gennemskinnelig i lyset i modsætning til lertøj.

Om ildfaste

Produkter fremstillet af lerblandinger er ildfaste. Afhængigt af formålet kan de modstå temperaturer fra 1.300 til 2.000 grader Celsius, og endda højere. Der anvendes en speciel ovn til brænding af keramik. Ildfaste materialer er mest udbredt i den metallurgiske proces. Der bruges de til at designe højovne og enheder.

Det er ret logisk at sige, at med stigende temperatur, går styrken af det ildfaste materiale ikke tabt, men øges tværtimod. Dette opnås på grund af tilstedeværelsen af ildfaste oxider, silikater og borider i sammensætningen. De bruges næsten over alt, hvor højtemperaturprocesser finder sted. Meget ofte findes de støbt, det vil sige i form af et specifikt produkt, for eksempel en mursten. Sjældent er det nødvendigt at bruge uformede ildfaste materialer i pulverform.

Keramik i byggeri

Fordelen ved keramiske materialer er, at deres lagre er praktisk t alt ubegrænsede. Sammen med den lette produktion og høje holdbarhed af et sådant produkt er det i dag uundværligt i byggebranchen. Hvis vi tager vægmaterialer, så indtager lerstenen den førende position her.

Det samme gælder for keramiske fliser, som på trods af udseendet af polymerer ikke taber terræn. Det bruges stadig til at udstyre rum med høj luftfugtighed og temperatur. Blandt de modstående materialerekspanderet ler indtager førstepladsen.

I løbet af de seneste par år er produktionen af hule keramiske blokke og mursten steget med 4 %. Deres produktion kræver minimale ændringer i teglværker og fabrikker, mens omkostningerne betaler sig i det første salgsår. I udlandet har hulkeramik længe indtaget en førende position og sælges meget bedre end almindelige mursten.

Specialkeramiske materialer

Sådanne produkter omfatter sanitets- og kloakrør. De første er opdelt i tre store grupper:

• fra hård fajance (porøs skår);
• hygiejneporcelæn (sintret skår);
• halvporcelæn (halvbagt skår).

De vigtigste krav til sanitetsartikler er modstandsdygtighed over for mekaniske skader, varmebestandighed. Opskriften skal følges i stram rækkefølge, det samme gælder teknologi. Der anvendes kun en professionel keramisk ovn og råvarer af høj kvalitet. Sanitetsprodukter omfatter håndvaske, toiletkumme, badekar, radiatorer osv. En sikker måde at kontrollere kvaliteten af et produkt på er at banke let på kabinettet. Lyden skal være klar og fri for rangler. Dette indikerer fyring ved den korrekte temperatur og ingen revner.

Med hensyn til kloakrørene skal de have en tæt sintret skår. Keramiske rør fremstilles med en diameter på 150-600 mm. Norm alt glaseret både indvendigt og udvendigt. Sådanne produkter er karakteriserethøj modstand mod aggressivt miljø og vildfaren elektrisk strøm. De er moderat prissat, hvilket gør dem mere overkommelige.

Keramiks fysiske og kemiske egenskaber

Som nævnt ovenfor kan alle produkter opdeles i to brede grupper: tætte og porøse. Tæt har en vandabsorptionskoefficient på mindre end 5%, porøs - 5% eller mere. Den sidste gruppe omfatter følgende produkter: lersten (porøse og hule), hule vægsten, facadesten, tagsten. Tætte keramiske produkter - vejmursten og gulvfliser. Både porøs og tæt keramik findes i sanitetsindustrien.

Når vi taler om fysiske og kemiske egenskaber, er det umuligt ikke at bemærke den vigtigste ulempe ved keramik. Det består i øget skrøbelighed sammenlignet med andre materialer. Ikke desto mindre gør høj tilgængelighed og alsidighed dette materiale til et af de mest populære i mange industrier og endda i hverdagen. Moderne teknologier gør det muligt at opnå en glat overflade umiddelbart efter affyring. Hvis du ønsker at opnå en bestemt farve, så tilsæt oxider af jern eller kobolt.

Funktioner i mikrostrukturen

Når den opvarmes, bliver keramik gradvist flydende. Det er kendetegnet ved et stort antal simple og komplekse forbindelser. Ved afkøling sker krystallisation. Det manifesterer sig i udfældningen af rene krystaller, som øges i størrelse. Når massen hærder, dannes den i strukturenmikrokonglomerat. I den cementeres mullitkorn af en hærdet masse. Det er værd at være opmærksom på, at iltatomerne danner en slags matrix. Den indeholder små metalatomer, der udskiftes i hulrummene mellem dem. Følgelig dominerer ionbindinger i mikrostrukturen og noget mindre kovalente bindinger. Kemisk stabilitet og stabilitet opnås gennem tilstedeværelsen af stærke og holdbare kemiske forbindelser.

Som nævnt ovenfor er brugen af keramiske materialer begrænset. Dette skyldes, at krystallerne er ufuldkomne. Krystalgitre har mange defekter: porer i atomstørrelse, deformationer osv. Alt dette forringer styrken betydeligt. Der er dog nogle nuancer her. For eksempel, hvis teknologien observeres under fremstillingen af en bestemt type keramik, er det ganske muligt at opnå gode resultater i styrke. For at gøre dette er det ekstremt vigtigt at observere temperaturregimet og varigheden af brændingen af produktet.

Karakteristika og egenskaber ved ler

Ler er en sedimentær bjergart, der uanset sammensætning og struktur, når det blandes med vand, danner et plastmateriale. Efter affyring - en stenlignende krop. Norm alt er blandingen tæt, består for det meste af aluminosilicater. Ganske ofte findes sten som kvarts, feldspat, svovlkis samt hydroxider og carbonater af calcium-, magnesium- og titaniumforbindelser også i ler.

Kaoliner er de reneste lertyper, man kender i dag. Næsten udelukkende sammensat af kaolinit. Efter stegning fåHvid farve. Den krævede plasticitet til forarbejdning opnås på grund af tilstedeværelsen af fine lerkorn (0,005 mm) i strukturen. Naturligvis, jo mere et sådant stof i sammensætningen, jo højere plasticitet og omvendt.

De vigtigste keramiske egenskaber ved ler omfatter:

• plasticitet - deformation uden at bryde integriteten;
• connectivity;
• luft- og brandsvind;
• brandmodstand.

I dag bruges forskellige udtyndings- og berigende additiver, som gør det muligt at ændre materialets egenskaber i den ene eller anden retning. Dette fører til, at keramiske produkter bliver endnu mere efterspurgte og overkommelige.

Teknologisk produktionsplan

Keramiske materialers egenskaber indikerer muligheden for at bruge ler i forskellige industrier. Det førte til, at der var stor efterspørgsel, og som følge heraf steg udbuddet. Produktionsanlæg arbejder i de fleste tilfælde efter samme mønster:

• udvinding af råmaterialer;
• forberedelse;
• formning og tørring;
• ristning og produktfrigivelse.

For at minimere omkostningerne bygges fabrikker norm alt i umiddelbar nærhed af lerforekomsten. Minedrift udføres på en åben måde, det vil sige med en gravemaskine. Det næste trin er at forberede massen. Råvarer beriges, knuses og blandes til en homogen masse. Dannelsen af det fremtidige keramiske produkt udføres ved våde og tørre metoder. I det første tilfælde fugtes massen op til 25%, og i det andet - ikke mere end 12%.

Tidligere blev naturlig tørring ofte brugt. Resultatet afhang dog i høj grad af vejret. Derfor står planten stille i regn eller kulde. Derfor anvendes specielle tørretumblere (gas). Det mest kritiske skridt er affyring. Det er ekstremt vigtigt at overholde teknologien, som er ret kompleks. Meget afhænger også af afkølingen af keramikken. Et kraftigt temperaturfald er ikke tilladt, hvilket kan føre til en krumning af flyet. Først da kan du sælge keramiske materialer. Produktionsteknologien, som du kan se, er ikke enkel, den består af flere faser. Hver af dem skal følges. Hvis dette ikke sker, så kan vi møde ægteskabet på hylderne i butikken.

Lidt om ulemperne ved keramik

Som allerede nævnt er sammensætningen af keramiske materialer ikke ideel. Dette påvirker især styrken af lerproduktet. Enhver mekanisk skade kan vise sig som en chip, revne osv. Dette er den vigtigste ulempe. Men der er andre faktorer, der hindrer den udbredte formidling af det materiale, vi overvejer. En af dem er høje omkostninger. For eksempel er keramiske fliser til taget på et landsted en fremragende løsning fra et æstetisk synspunkt, men en sådan fornøjelse vil være meget dyr.

Samtidig holder dens udseende ikke mere end 5 år med ordentlig pleje. I fremtiden opstår falmning, udseende af mos på overfladen osv. Sammen med dette fører skrøbelighed og skørhed til, at evt.mekaniske skader kan få taget til at lække, og de færreste vil kunne lide det. Selvfølgelig ser moderne keramisk materiale meget imponerende ud, hvilket opnås på grund af den brede tekstur af farver og højkvalitets håndværk. Men det er stadig dyrt, hvilket ofte får en til at tænke over det passende i et sådant valg.

Summarize

Vi har overvejet de grundlæggende egenskaber ved keramiske materialer. Baseret på alt ovenstående kan vi konkludere, at sådanne produkter har en vis unikhed. Det ligger i det faktum, at i fravær af mekaniske skader, vil de vare meget, meget længe. Derudover er keramisk materiale til støbning af flydende metal på fabrikker også uundværligt, fordi det kan modstå høje temperaturer.

Hvad angår hverdagen, så er keramik meget praktisk. Specielle retter til madlavning i ovnen, selvom de har ændret deres udseende gennem årene, er stadig lavet af dette materiale. Porcelæn har på trods af sine høje omkostninger et elegant udseende og er simpelthen en fryd for øjet. Det gælder også lertøj, som, hvis det er korrekt udført, er svært at skelne fra porcelæn.

Under alle omstændigheder skal der bruges keramisk materiale. Det skyldes primært de store reserver af naturligt ler. Der er rigtig meget af det, og hvert år udvikles flere og flere nye stenbrud til udvinding af denne naturressource. Den anden vigtige faktor er miljøvenlighed. Tidligere havde folk ikke mulighedenbrug eventuelle skadelige tilsætningsstoffer for at forbedre produktets styrkeegenskaber. I dag har situationen ændret sig, omend ikke alt for kritisk. Keramiske fliser er i modsætning til syntetiske materialer ikke sundhedsskadelige. Det gælder også keramiske fade, som i forhold til plastik, især hvis sidstnævnte er opvarmet, slet ikke skader.