Egenskaper hos porslin och dess användning

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

Begreppet "porslin" syftar på ett brett utbud av keramiska produkter som tillverkas vid höga temperaturer. Deras utmärkande egenskaper är en slät yta och låg porositet. Dessa egenskaper hos porslin är mycket efterfrågade till denna dag. Det är svårt att hitta någon bransch eller nationell ekonomi, var den än används.

Det vanligaste dekorativa porslinet, samt kemiska glasvaror, tandkronor och elektriska isolatorer. Vanligtvis vitt eller benvitt, för "bakning" kommer detta underbara material som en opresentabel bit keramik, som kommer att få sin välbekanta form först efter rostning i högtemperaturugnar.

Fördelarna med kinesiska tjänster

I den här artikeln kommer vi att diskutera egenskaperna och typerna av porslin. Du kommer att förstå varför detta material var så populärt över hela världen att stora expeditioner var utrustade för att köpa det. För en vacker tjänst, som du idag kan köpa i vilken butik som helst, då kan du bli dödad.

Konstigt nog, men produkterna från kinesiska mästare med dagens keramik är bara släktingar, men inte direkta. För att se detta räcker det med att påminna om de grundläggande egenskapernaporslin, som kom ut ur Mellersta Rikets verkstäder. Materialen är väldigt lika varandra: både modernt och antikt porslin kan vara glaserat eller "naturligt". Men enkel keramik är mycket mjukare. Och en högkvalitativ tjänst kan inte göras av det.

Varför händer detta?

Egenskaperna hos porslin, såsom styrka och värmebeständighet, är resultatet av höga temperaturer vid vilka äkta kinesisk keramik produceras. Den produceras vid en temperatur på 2 650 grader Fahrenheit (1 454 grader Celsius). Jämför det med 2 200 grader Fahrenheit (1 204 grader Celsius) för vanligt porslin. Eftersom det andra materialet är av lägre kvalitet används det inte i den kemiska industrin och andra tekniska grenar av vetenskapen. Dessutom är det kinesiskt porslin av högsta kvalitet som är genomskinligt för ljuset. Grov keramik kan inte ge en sådan effekt.

Spy passions

"Hård pasta", eller äkta porslin, dök upp först i Kina under Tangdynastin (618-907). Men riktigt högkvalitativa produkter, i deras egenskaper på intet sätt sämre än moderna, blev kända för världen först under Yuan-dynastin (1279-1368). Tidigt kinesiskt porslin bestod av kaolin (porslinslera) och pegmatit, en grov typ av granit.

Det var okänt för europeiska krukmakare fram till importen av kinesisk utrustning under medeltiden. Européer försökte duplicera porslinets egenskaper, men lyckades inte i denna fråga. Sedan analysera dess kemiska sammansättning de varoförmögen att, liknade produkterna som producerades av dem eleganta, ömtåliga och samtidigt hållbara rätter endast externt. Det blev så. Verkliga spionkrig utspelade sig för att ta reda på hemligheten bakom äkta porslinsproduktion, men kineserna bevakade sin hemlighet mer än livet.

Varför var det här materialet så populärt? Anledningen är de utmärkta fysikaliska egenskaperna hos porslin. Det är starkare än vanlig keramik, har en hög värmeledningsförmåga, vilket gör det möjligt att brygga utmärkt te i tekannor från det. Dessutom, på grund av glasyren, har porslin en extremt låg nedsmutsning, färgning endast under påverkan av syntetiska pigment. Koppar från antika kinesiska tjänster förblir vita efter många århundraden.

Ersatzy

Efter att ha blandat glas med tennoxid för att göra ett ogenomskinligt material, försökte europeiska hantverkare att kombinera lera och frostat glas. Dessa alternativ blev kända som "soft paste" eller konstgjort porslin. Men två obehagliga omständigheter var upprörande: alla dessa material visade sig vara för mjuka, det var omöjligt att göra riktigt tunna, eleganta produkter från dem, och produktionskostnaderna var för höga. Kort sagt, egenskaperna hos porslin av "ersatztyp" var långt ifrån perfekta.

Det finns bevis för att våra mästare också behärskade konsten att tillverka äkta porslin, men alla hemligheter bakom rysk keramik gick förlorade under den tatarisk-mongoliska invasionen, när hela städer brändes tillsammans med alla deras invånare. Ett visst genombrott uppnåddes ocksåden engelska. De skapade ett "ben"-material.

Men vad är benporslin, vars huvudsakliga egenskaper gjorde det otroligt populärt i det gamla Europa?

Skapelsens historia

År 1707 upptäcker två tyskar vid namn Ehrenfried W alther von Chimhaus och Johan Friedrich Bottger en mer "sansad" produktionsmetod som använder lera och finmalen fältspat. På 1600-talet lärde engelska hantverkare genom experiment att porslin, nästan identiskt med kinesiskt porslin, kunde erhållas genom att tillsätta finmalda brända ben till denna blandning.

Och senare visade det sig att den engelska versionen låter dig producera transparent keramik vid mycket lägre temperaturer, vilket avsevärt minskar produktionskostnaden. Dessutom kämpade porslin från Foggy Albion mycket värre, var mycket starkare. Så det är inte förvånande att britterna snart fyllde upp hälften av den gamla och nästan hela den nya världen med sina tjänster.

Vilka egenskaper har benporslin? För det första kännetecknas produkter gjorda av det av hög styrka med låg vikt och tunnväggiga. För det andra kan denna typ av keramik inte användas i den kemiska industrin, eftersom ämnena i dess sammansättning reagerar med syror och alkalier.

Råvaror

Som vi sa är huvudkomponenterna i detta material extremt enkla: lera, fältspat, mineraler med kalciuminnehåll. Hittills konkurrerar olika företag med varandra, eftersom det snabbt slogs fastegenskaperna hos porslin och fajans kan förändras radik alt genom att lägga till nya element i dess sammansättning. Naturligtvis, om upplevelsen är framgångsrik.

Trots att sammansättningen av leran varierar beroende på platsen för utvinningen, förvandlas den fortfarande till glas (vilket säkerställer jämnheten hos slutprodukten) endast vid extremt höga temperaturer. Men detta gäller bara för de fall då leror inte blandas med material vars förglasningströskel är lägre. Till skillnad från glas är dock lera termiskt stabil, vilket innebär att den behåller sin form även när den värms upp till en hög temperatur.

Så detta material är verkligen unikt eftersom det kombinerar glasets låga porositet med stabiliteten och den relativa styrkan hos enkel keramik. Kaolin, ett hydroaluminosilikat, har alltid använts som den huvudsakliga råvaran. Fältspat (innehållande aluminiumsilikat) och flinta, en typ av hård kvarts, är extremt viktiga ingredienser i alla typer av porslin. De smälter när de värms upp och binder samman materialet.

Kvarts - porslinets "hjärta"

Detta är nyckeln till styrka. Egenskaperna hos porslin (och dess användning) beror till stor del på denna speciella egenskap: det går sönder dåligt (jämfört med glas) och små avstånd mellan partiklar säkerställer materialets ogenomtränglighet för luft, vatten och andra föreningar.

Kvarts är en "legering" av syre och kisel, de två vanligaste grundämnena i jordskorpan. Den har tre funktionella former: direkt kvarts (kristaller), opal(amorf sort) och sand (blandad, smutsig fraktion). I allmänhet har kvarts länge använts i hantverksproduktion. Porslin kan också innehålla aluminiumoxid och täljsten, mer känd som "täljsten".

Produktionsprocess

Efter att råvarorna är valda och vägda går de till produktion. Först rengörs den och mals till mycket fina fraktioner. Därefter blandas alla komponenter i den proportion som krävs, beroende både på produktionsförhållandena och på egenskaperna hos slutprodukterna. Så snart de senare har bildats kan de skickas till ugnen omedelbart, eller så förrengörs de och täcks sedan med ett lager glasyr.

Krossat glas agerar naturligtvis först i sin roll. Och först efter det skickas framtida vaser, koppar, toalettskålar och tandkronor till ugnens mun. Låt oss nu titta på varje steg separat. När allt kommer omkring beror egenskaperna hos porslin och dess användning på deras framgång!

Krossning av råvaror

Kanske är detta en av de viktigaste operationerna, eftersom kvaliteten på den slutliga produkten beror på hur noggrann den implementeras. Krossning utförs med hjälp av enorma mekaniska trumkrossar. Vid den andra passagen bringas partikelstorleken till 0,25 cm För att förvandla råvaran till fint damm används speciella kulkrossar. Dessa är enorma stålcylindrar fyllda med metallkulor. När hela strukturen roterar förvandlas råmaterialpartiklarna till en homogen massa av extremt finmalning.

Rengöring och blandning

Blandningen passeras genom fina filter och matas sedan till en speciell "transportör", som är en lutande stålplåt. De vibrerar, vilket gör att råvarorna inte bara automatiskt blandas utan också sorteras, eftersom de största partiklarna trycks upp. Om fuktat material krävs sprutas vatten automatiskt in i ledningen.

Ibland används filter med kraftfulla magneter, eftersom de senare kan ta bort de minsta föroreningarna av järn. Den senare, om den kommer in i den färdiga produkten, kommer att ge den en oönskad röd nyans. Därefter skickas de färdiga produkterna till ugnen, där de bränns vid de temperaturer som redan angivits av oss.

På vilka produktionsförhållanden kan produktegenskaper bero?

Det bör noteras att under den slutliga bränningen finns det många processer som direkt påverkar egenskaperna hos kallt porslin. För det första bränns alla organiska kolföroreningar, överskottsvatten förångas, olika gasformiga fraktioner kommer ut ur tjockleken på den framtida produkten. Om temperaturen samtidigt inte höjs till 1100 grader Celsius kommer inte kisel och andra komponenter i glasyren att kunna smälta, vilket innebär att de inte kommer att bilda ett slätt och kemiskt neutr alt lager på den keramiska ytan.

Dessutom är dessa kopplingar nödvändiga för att minska avståndet mellan materialpartiklarna, för en mer tillförlitlig koppling mellan dem. När den önskade densiteten har uppnåtts,produkten kyls, vilket gör att glasyren "drar ihop sig", blir slät och särskilt hållbar.

Resultat

Så varför beskriver vi allt detta? Saken är att egenskaperna hos detta material är nära beroende av egenskaperna och villkoren för dess tillverkning. Till exempel beror styrkan på den procentuella h alten av fältspat i massan, och antalet porer i porslin är ju mindre, desto mer fältspat. När kvartsen och resterna som erhålls från sönderdelningen av lerämnet löses upp i glaset blir porslinsmaterialets skelett svagare och deformationerna ökar. Beroende på kvartsmalningens finhet, massans sammansättning, temperaturen och bränningens varaktighet inkluderar sammansättningen av den glasaktiga fasen från 15 till 40 % av all kvarts som införs i massan. Ju mer det är, porslinet är tunnare och "luftigare".

Egenskaper hos keramiska material som dielektrikum kännetecknas huvudsakligen av motstånd mot passage av elektrisk ström i materialet och på isolatorns yta. Skilj mellan specifik volym och specifik ytbeständighet hos porslin.

Förutom detta är porslinets kemiska egenskaper av stor praktisk betydelse. Mer exakt, deras frånvaro. Glaserad keramik med tillsats av en stor mängd fältspat och kvarts är kemiskt neutrala. Tror du varför mortlarna från farmaceuter och kemister är gjorda av detta material? Det är mycket starkare än glas, men det reagerar inte.

Det aktuella läget

I dag upplever keramik (och porslin i synnerhet) en sekundfödelse. Det visade sig att dessa material kan användas vid tillverkning av olika typer av mikroelektronik. Vikten av detta för den moderna civilisationen behöver inte förklaras. Forskare fann också att när vissa tillsatser tillsätts ökar porslinets styrka exponentiellt. För närvarande pågår till och med lovande forskning inom området för att skapa nya typer av rustningar baserade på det. Så inte enbart toalettskålar!

Äntligen, detta material blir allt viktigare inom medicin. Olika proteser och magnifika tandkronor - efterfrågan på dem ökar för varje år. Så den antika kinesiska uppfinningen kommer att förbli relevant under mycket lång tid.