Keramiskt material: egenskaper, produktionsteknik, applikation

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Den första krukmakeriet dök upp långt innan folk lärde sig hur man smälter metall. Forntida krukor och kannor som arkeologer hittar till denna dag är bevis på detta. Det är värt att notera att det keramiska materialet har unika egenskaper som gör det helt enkelt oumbärligt i vissa områden. Låt oss ta en titt på egenskaperna hos keramik med dig, prata om dess produktion och egenskaper.

Allmän information

Få keramiska produkter genom att sintra lera och blandningar med organiska tillsatser. Ibland används oxider av oorganiska föreningar. De första sådana produkterna dök upp för 5 000 år sedan. Under denna tid har produktionstekniken förbättrats avsevärt och idag finns höghållfasta keramiska produkter tillgängliga för oss. De används i konstruktion för fasadbeklädnad, golv, väggar etc.

Det finns keramik med en tät och porös skärva. Den viktigaste skillnaden mellan de två är att den täta skärvan är vattentät. Det är porslinsprodukter, golvplattor etc. Porösaskärva - kakel, keramisk sten, dräneringsrör och mer.

Händelsehistorik

Ordet "keramik" på grekiska betyder "lera". Naturligtvis användes någon form av blandning för att göra vilken produkt som helst. De nödvändiga materialen lades till det, beroende på vad som behövde erhållas i slutändan. Till en början, för hand, och något senare på en speciell maskin, gavs en speciell form till en lerprodukt. Därefter bränns keramiska produkter i ugnar vid höga temperaturer.

Många länder använde sin egen produktionsteknik. Det gäller keramik, målning och glasering. Egypten anses vara den första staten som har uppnått betydande utveckling av denna industri. Det var tillverkningen av keramik där som etablerades i första hand. Produkterna gjordes av grov och dåligt blandad lera, men senare förbättrades tekniken. Idag finns gula lertegelstenar som påstås ha använts vid konstruktionen av pyramiderna i Memphis.

Porslinets tillkomst

Jade har använts i Kina under lång tid. Den var vacker, men ganska skör och svår att hantera. Efter många års letande fann man en lösning. Porslin är lättare att tillverka. Men även här fanns det nyanser. Till exempel maldes glimmer och tsvaoka, som hittades i "porslinsstenar", till ett fint pulver och lagrades i mer än 10 år. Detta gjordes för att göra materialet så flexibelt som möjligt. FörstPorslinsprodukter i Kina var höga och långsträckta kärl. De hade en polerad yta och en blå eller mörkgrön färg. De sistnämnda värderades högst.

Idag tror man att Kina är den stat där porslin distribuerades mest. Detta är sant, även om det var populärt i Europa, men det dök upp där senare, och dess produktion utvecklades längre.

Huvudtyper av keramik

För närvarande har lerprodukter en bred klassificering. Så keramikföremål kan delas in i två huvudgrupper:

• oglaserad keramik (terrakotta och keramik);
• glaserad (majolika, fajans, porslin, firlera).

Terrakotta - från italienska "baked earth". Produkterna är gjorda av färgad lera och har en porös struktur. Terrakotta används för att göra vaser, fat, samt leksaker och kakel.

Keramik keramik är svårare att bearbeta. För att göra den vattentät krävs polering. Vidare utsätts produkten för färgning. För att göra detta lämnas den i en varm ugn i rök tills den svalnar helt. Idag är många typer av keramik, särskilt keramik, extremt populära. Den används i vardagen för förvaring av mjölk, bulkmaterial eller som inredning.

När det gäller den andra typen - glaserad keramik, porslin och lergods är de mest populära här. Den första är dyrare och mer arbetskrävande i produktionen, den andra är praktisk och billig. De skiljer sig från varandra genom att porslinsprodukter innehållermindre lera och mer speciella tillsatser. Dessutom är porslin genomskinligt i ljuset, till skillnad från lergods.

Om eldfasta material

Produkter gjorda av lerblandningar är eldfasta. Beroende på syftet tål de temperaturer från 1 300 till 2 000 grader Celsius, och ännu högre. En speciell ugn för bränning av keramik används. Eldfasta material används mest i den metallurgiska processen. Där används de för att designa masugnar och enheter.

Det är ganska logiskt att säga att med ökande temperatur förloras inte styrkan hos det eldfasta materialet, utan ökar tvärtom. Detta uppnås på grund av närvaron av eldfasta oxider, silikater och borider i kompositionen. De används nästan överallt där högtemperaturprocesser äger rum. Mycket ofta hittas de gjutna, det vill säga i form av en specifik produkt, till exempel en tegelsten. Sällan är det nödvändigt att använda oformade eldfasta material i pulverform.

Keramik i konstruktion

Fördelen med keramiska material är att deras lager är praktiskt taget obegränsat. Tillsammans med den lätta produktionen och den höga hållbarheten hos en sådan produkt är den idag oumbärlig i byggbranschen. Om vi tar väggmaterial, så intar lertegelstenen den ledande positionen här.

Detsamma gäller keramiska plattor, som trots utseendet på polymerer inte tappar mark. Det används fortfarande för att utrusta rum med hög luftfuktighet och temperatur. Bland fasadmaterialenexpanderad lera tar första platsen.

Under de senaste åren har produktionen av ihåliga keramiska block och tegelstenar ökat med 4 %. Deras produktion kräver minimala förändringar i tegelfabriker och fabriker, medan kostnaderna betalar sig under det första försäljningsåret. Utomlands har ihålig keramik länge intagit en ledande position och säljs mycket bättre än vanligt tegel.

Specialkeramiska material

Sådana produkter inkluderar sanitets- och avloppsrör. De första är indelade i tre stora grupper:

• från hård fajans (porös skärva);
• sanitärporslin (sintrad skärva);
• halvporslin (halvgräddad skärva).

De viktigaste kraven för sanitetsgods är motståndskraft mot mekanisk skada, värmebeständighet. Receptet måste följas i strikt ordning, detsamma gäller teknik. Endast en professionell keramikugn och högkvalitativa råvaror används. Sanitetsprodukter inkluderar handfat, toalettskålar, badkar, radiatorer etc. Ett säkert sätt att kontrollera kvaliteten på en produkt är att knacka lätt på höljet. Ljudet ska vara klart och fritt från skallror. Detta indikerar eldning vid rätt temperatur och inga sprickor.

När det gäller avloppsrören måste de ha en tät sintrad skärva. Keramiska rör tillverkas med en diameter på 150-600 mm. Vanligtvis glaserad både in- och utvändigt. Sådana produkter är karakteriseradehög motståndskraft mot aggressiv miljö och elektrisk ström. De är rimligt prissatta, vilket gör dem mer överkomliga.

Keramiks fysikaliska och kemiska egenskaper

Som nämnts ovan kan alla produkter delas in i två breda grupper: täta och porösa. Tät har en vattenabsorptionskoefficient på mindre än 5%, porös - 5% eller mer. Den sista gruppen omfattar följande produkter: lertegel (porösa och ihåliga), ihåliga väggstenar, fasadpannor, takpannor. Täta keramiska produkter - vägtegel och golvplattor. Både porös och tät keramik finns i sanitetsindustrin.

Apropå fysikaliska och kemiska egenskaper, det är omöjligt att inte notera den viktigaste nackdelen med keramik. Den består i ökad bräcklighet jämfört med andra material. Ändå gör hög tillgänglighet och mångsidighet detta material till ett av de mest populära i många branscher och till och med i vardagen. Modern teknik gör det möjligt att få en slät yta direkt efter bränningen. Om du vill uppnå en viss färg, tillsätt sedan oxider av järn eller kobolt.

Funktioner i mikrostrukturen

När den värms upp blir keramik gradvis flytande. Det kännetecknas av ett stort antal enkla och komplexa föreningar. Vid kylning sker kristallisation. Det manifesterar sig i utfällningen av rena kristaller, som ökar i storlek. När massan hårdnar bildas den i strukturenmikrokonglomerat. I den cementeras mullitkorn av en härdad massa. Det är värt att uppmärksamma att syreatomerna bildar en slags matris. Den innehåller små metallatomer som byts ut i hålrummen mellan dem. Följaktligen dominerar jonbindningar i mikrostrukturen och något mindre kovalenta bindningar. Kemisk stabilitet och stabilitet uppnås genom närvaron av starka och hållbara kemiska föreningar.

Som nämnts ovan är användningen av keramiska material begränsad. Detta beror på det faktum att kristallerna är ofullkomliga. Kristallgitter har många defekter: porer i atomstorlek, deformationer etc. Allt detta försämrar styrkan avsevärt. Det finns dock några nyanser här. Till exempel, om tekniken observeras under tillverkningen av en viss typ av keramik, är det fullt möjligt att uppnå goda resultat i styrka. För att göra detta är det extremt viktigt att observera temperaturregimen och varaktigheten av bränningen av produkten.

Lerans egenskaper och egenskaper

Lera är en sedimentär bergart som, oavsett sammansättning och struktur, när den blandas med vatten bildar ett plastmaterial. Efter bränningen - en stenliknande kropp. Vanligtvis är blandningen tät, består mestadels av aluminosilikater. Ganska ofta finns även bergarter som kvarts, fältspat, svavelkis samt hydroxider och karbonater av kalcium-, magnesium- och titanföreningar i leror.

Kaoliner är de renaste lerorna som är kända idag. Nästan helt sammansatt av kaolinit. Efter rostning fåVit färg. Den plasticitet som krävs för bearbetning uppnås på grund av närvaron av fina korn av lermaterial (0,005 mm) i strukturen. Naturligtvis, ju mer ett sådant ämne i kompositionen, desto högre plasticitet och vice versa.

De huvudsakliga keramiska egenskaperna hos leror inkluderar:

• plasticitet - deformation utan att bryta integriteten;
• connectivity;
• luft- och brandkrympning;
• brandmotstånd.

Idag används olika gallrings- och berikande tillsatser, som gör det möjligt att ändra materialets egenskaper i en eller annan riktning. Detta leder till att keramiska produkter blir ännu mer efterfrågade och prisvärda.

Teknologiskt produktionsschema

Keramiska materials egenskaper tyder på möjligheten att använda leror i olika industrier. Detta ledde till att efterfrågan var stor och följaktligen ökade utbudet. Produktionsanläggningar arbetar i de flesta fall enligt samma mönster:

• utvinning av råvaror;
• förberedelse;
• formning och torkning;
• rostning och produktsläpp.

För att minimera kostnaderna byggs fabriker vanligtvis i omedelbar närhet av lerfyndigheten. Gruvdrift utförs på ett öppet sätt, det vill säga med en grävmaskin. Nästa steg är att förbereda massan. Råvaror berikas, krossas och blandas till en homogen massa. Bildandet av den framtida keramiska produkten utförs med våta och torra metoder. I det första fallet fuktas massan upp till 25%, och i det andra - inte mer än 12%.

Förr användes ofta naturlig torkning. Men resultatet berodde till stor del på vädret. Därför står växten stilla i regn eller kyla. Därför används speciella torktumlare (gas). Det mest kritiska steget är att skjuta. Det är oerhört viktigt att följa tekniken, som är ganska komplex. Mycket beror också på kylningen av keramiken. Ett kraftigt temperaturfall är inte tillåtet, vilket kan leda till en krökning av planet. Först då kan du sälja keramiska material. Produktionstekniken, som du kan se, är inte enkel, den består av flera steg. Var och en av dem måste följas. Om detta inte händer kan vi träffa äktenskapet på hyllorna i butiken.

Lite om nackdelarna med keramik

Som redan nämnts är sammansättningen av keramiska material inte idealisk. I synnerhet påverkar detta lerproduktens styrka. Alla mekaniska skador kan visa sig som ett chip, spricka, etc. Detta är den viktigaste nackdelen. Men det finns andra faktorer som hindrar den omfattande spridningen av det material vi överväger. En av dem är höga kostnader. Till exempel är keramiska plattor för taket på ett hus på landet en utmärkt lösning ur estetisk synvinkel, men ett sådant nöje kommer att bli mycket dyrt.

Samtidigt kommer dess utseende inte att hålla i mer än 5 år med korrekt skötsel. I framtiden uppstår blekning, utseende av mossa på ytan etc. Tillsammans med detta leder bräcklighet och sprödhet till att allamekaniska skador kan få taket att läcka, och få människor kommer att gilla det. Naturligtvis ser modernt keramiskt material mycket imponerande ut, vilket uppnås på grund av den breda texturen av färger och högkvalitativ utförande. Men det är fortfarande dyrt, vilket ofta får en att tänka på lämpligheten i ett sådant val.

Sammanfatta

Vi har övervägt de grundläggande egenskaperna hos keramiska material. Baserat på allt ovan kan vi dra slutsatsen att sådana produkter har en viss unikhet. Det ligger i det faktum att i frånvaro av mekanisk skada kommer de att hålla väldigt, väldigt länge. Dessutom är keramiskt material för gjutning av flytande metall i fabriker också oumbärligt, eftersom det tål höga temperaturer.

När det gäller vardagen, då kommer keramik väl till pass. Specialrätter för matlagning i ugnen, även om de har ändrat sitt utseende under åren, är fortfarande gjorda av detta material. Porslin har, trots sin höga kostnad, ett elegant utseende och är helt enkelt tilltalande för ögat. Detta gäller även lergods som, om det är rätt utfört, är svårt att skilja från porslin.

I alla fall måste keramiskt material användas. Detta beror främst på de stora reserverna av naturlig lera. Det finns verkligen mycket av det och varje år utvecklas fler och fler nya stenbrott för utvinning av denna naturresurs. Den andra viktiga faktorn är miljövänlighet. Tidigare hade folk inte möjlighetanvänd eventuella skadliga tillsatser för att förbättra produktens styrka. Idag har läget förändrats, om än inte alltför kritiskt. Keramiska plattor, till skillnad från syntetiska material, är inte skadliga för hälsan. Detta gäller även keramiska fat, som jämfört med plast, speciellt om den senare är uppvärmd, inte skadar alls.