Keraminė medžiaga: savybės, gamybos technologija, pritaikymas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Pirmoji keramika atsirado gerokai anksčiau, nei žmonės išmoko lydyti metalą. Tai įrodo senoviniai puodai ir ąsočiai, kuriuos archeologai randa iki šių dienų. Verta paminėti, kad keraminė medžiaga turi unikalių savybių, dėl kurių kai kuriose srityse ji yra tiesiog nepakeičiama. Pažvelkime į keramikos ypatybes, pakalbėkime apie jos gamybą ir savybes.

Bendra informacija

Gaukite keramikos gaminius sukepinant molį ir mišinius su organiniais priedais. Kartais naudojami neorganinių junginių oksidai. Pirmieji tokie gaminiai pasirodė prieš 5000 metų. Per šį laiką gamybos technologija gerokai patobulėjo ir šiandien mums prieinami didelio stiprumo keramikos gaminiai. Jie naudojami statybose fasadų apdailai, grindims, sienoms ir kt.

Yra keramikos su tankia ir porėta skeveldra. Pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų yra tas, kad tanki skeveldra yra atspari vandeniui. Tai porceliano gaminiai, grindų plytelės ir tt Akytašukės – plytelės, keraminis akmuo, drenažo vamzdžiai ir kt.

Įvykio istorija

Žodis „keramika“graikų kalboje reiškia „molis“. Natūralu, kad bet kokiam produktui gaminti buvo naudojamas kažkoks mišinys. Į jį buvo pridėta reikiamų medžiagų, priklausomai nuo to, ką galiausiai reikėjo gauti. Iš pradžių rankomis, o kiek vėliau specialia mašina, molio gaminiui buvo suteikta ypatinga forma. Vėliau keramikos gaminiai kūrenami krosnyse aukštoje temperatūroje.

Daugelis šalių naudojo savo gamybos technologijas. Tai taikoma keramikai, dažymui ir stiklinimui. Egiptas laikomas pirmąja valstybe, pasiekusia reikšmingą šios pramonės plėtrą. Ten pirmiausia įsitvirtino keramikos gamyba. Gaminiai buvo gaminami iš grubaus ir prastai sumaišyto molio, tačiau vėliau technologija tobulėjo. Šiandien rasta geltono molio plytų, kurios tariamai buvo panaudotos statant Memfio piramides.

Porceliano atsiradimas

Jade Kinijoje naudojamas ilgą laiką. Jis buvo gražus, bet gana trapus ir sunkiai valdomas. Po daugelio metų paieškų sprendimas buvo rastas. Porcelianą lengviau gaminti. Tačiau ir čia buvo niuansų. Pavyzdžiui, žėrutis ir tsvaoka, kurie buvo rasti „porceliano akmenyse“, buvo sum alti į smulkius miltelius ir saugomi daugiau nei 10 metų. Tai buvo padaryta siekiant, kad medžiaga būtų kuo lankstesnė. PirmasPorceliano gaminiai Kinijoje buvo aukšti ir pailgi indai. Jie buvo poliruoto paviršiaus ir mėlynos arba tamsiai žalios spalvos. Pastarieji buvo vertinami labiausiai.

Šiandien manoma, kad Kinija yra valstybė, kurioje porcelianas buvo platinamas plačiausiai. Tai tiesa, nors jis buvo populiarus Europoje, bet ten pasirodė vėliau, o jo gamyba vystėsi ilgiau.

Pagrindinės keramikos rūšys

Šiuo metu molio gaminių klasifikacija yra plati. Taigi, keramikos dirbinius galima suskirstyti į dvi pagrindines grupes:

• neglazūruota keramika (terakota ir keramika);
• glazūruotas (majolika, fajansas, porcelianas, šamotas).

Terrakota – iš itališkos „keptos žemės“. Gaminiai pagaminti iš spalvoto molio ir turi porėtą struktūrą. Iš terakotos gaminamos vazos, indai, taip pat žaislai ir plytelės.

Keraminė keramika yra sunkiau apdirbama. Kad jis būtų atsparus vandeniui, būtinas poliravimas. Be to, produktas yra nudažytas. Norėdami tai padaryti, jis paliekamas karštoje orkaitėje dūmuose, kol visiškai atvės. Šiandien daugelis keramikos rūšių, ypač keramikos, yra labai populiarios. Kasdieniame gyvenime jis naudojamas pienui, birioms medžiagoms laikyti arba kaip dekoras.

Kalbant apie antrą rūšį – čia populiariausi glazūruota keramika, porcelianas ir keramika. Pirmasis yra brangesnis ir daug darbo reikalaujantis gamyboje, antrasis yra praktiškas ir pigus. Jie skiriasi vienas nuo kito tuo, kad juose yra porceliano gaminiaimažiau molio ir daugiau specialių priedų. Be to, porcelianas yra permatomas šviesoje, skirtingai nei moliniai dirbiniai.

Apie ugniai atsparias medžiagas

Iš molio mišinių pagaminti gaminiai yra ugniai atsparūs. Priklausomai nuo paskirties, jie gali atlaikyti nuo 1300 iki 2000 laipsnių Celsijaus ir net aukštesnę temperatūrą. Keramikai deginti naudojama speciali krosnis. Ugniai atsparios medžiagos plačiausiai naudojamos metalurgijos procese. Ten jie naudojami aukštakrosnių ir mazgų projektavimui.

Gana logiška teigti, kad kylant temperatūrai ugniai atsparios medžiagos stiprumas neprarandamas, o, priešingai, didėja. Tai pasiekiama dėl to, kad kompozicijoje yra ugniai atsparių oksidų, silikatų ir boridų. Jie naudojami beveik visur, kur vyksta aukštos temperatūros procesai. Labai dažnai jie randami suformuoti, tai yra, konkretaus gaminio, pavyzdžiui, plytos, pavidalu. Retai reikia naudoti neforminius ugniai atsparius miltelius.

Keramika statyboje

Keraminių medžiagų privalumas yra tas, kad jų atsargos praktiškai neribotos. Be tokio gaminio gamybos paprastumo ir didelio patvarumo, šiandien jis yra būtinas statybų pramonėje. Jei imsime sienų medžiagas, tada molio plyta čia užima pirmaujančią vietą.

Tas pats pasakytina ir apie keramines plyteles, kurios, nepaisant polimerų išvaizdos, nepraranda savo pozicijų. Jis vis dar naudojamas patalpų, kuriose yra didelė drėgmė ir temperatūra, įrengimui. Tarp apdailos medžiagųkeramzitas užima pirmąją vietą.

Per pastaruosius kelerius metus tuščiavidurių keraminių blokelių ir plytų gamyba išaugo 4 %. Jų gamyba reikalauja minimalių pakeitimų plytų gamyklose ir gamyklose, o išlaidos atsiperka jau pirmaisiais pardavimo metais. Užsienyje tuščiavidurė keramika jau seniai užėmė lyderio pozicijas ir parduodama daug geriau nei paprastos plytos.

Ypatingos keraminės medžiagos

Tokie gaminiai apima sanitarinius ir kanalizacijos vamzdžius. Pirmieji yra suskirstyti į tris dideles grupes:

• iš kietojo fajanso (akytos šukės);
• sanitarinis porcelianas (sukepintos skeveldros);
• pusiau porcelianas (pusiau iškepta šukė).

Pagrindiniai reikalavimai santechnikai – atsparumas mechaniniams pažeidimams, atsparumas karščiui. Receptas turi būti griežtai laikomasi, tas pats pasakytina ir apie technologijas. Naudojama tik profesionali keraminė krosnis ir aukštos kokybės žaliavos. Santechnikos gaminiai yra kriauklės, tualeto dubenys, vonios, radiatoriai ir kt. Tikras būdas patikrinti gaminio kokybę – švelniai bakstelėti į korpusą. Garsas turi būti aiškus ir be barškučių. Tai rodo, kad šaudoma tinkamoje temperatūroje ir nėra įtrūkimų.

Kalbant apie kanalizacijos vamzdžius, jie turi turėti tankią sukepintą skeveldrą. Keraminiai vamzdžiai gaminami 150-600 mm skersmens. Paprastai stiklinamas tiek iš vidaus, tiek iš išorės. Tokie produktai pasižymididelis atsparumas agresyviai aplinkai ir kintamos elektros srovės poveikiui. Jų kaina yra vidutinė, todėl yra prieinamesnė.

Fizikinės ir cheminės keramikos savybės

Kaip minėta aukščiau, visus gaminius galima suskirstyti į dvi dideles grupes: tankius ir porėtus. Tankiųjų vandens sugerties koeficientas yra mažesnis nei 5%, porėtas - 5% ar daugiau. Paskutinei grupei priskiriami šie gaminiai: molinės plytos (akytos ir tuščiavidurės), tuščiavidurės sienų akmenys, apdailos čerpės, stogo čerpės. Tankios keramikos gaminiai – kelių plytos ir grindų plytelės. Sanitarinėje pramonėje randama ir porėtos, ir tankios keramikos.

Kalbant apie fizines ir chemines savybes, neįmanoma nepaminėti pagrindinio keramikos trūkumo. Jį sudaro didesnis trapumas, palyginti su kitomis medžiagomis. Nepaisant to, dėl didelio prieinamumo ir universalumo ši medžiaga yra viena iš populiariausių daugelyje pramonės šakų ir net kasdieniame gyvenime. Šiuolaikinės technologijos leidžia išgauti lygų paviršių iš karto po apdegimo. Jei norite gauti tam tikrą spalvą, pridėkite geležies arba kob alto oksidų.

Mikrostruktūros ypatybės

Kaitinama keramika palaipsniui tampa skysta. Jis išsiskiria daugybe paprastų ir sudėtingų junginių. Atvėsus, vyksta kristalizacija. Tai pasireiškia grynų kristalų, kurių dydis didėja, nusodinimu. Masei kietėjant ji formuojasi struktūrojemikrokonglomeratas. Jame mullito grūdeliai sucementuojami sukietėjusia mase. Verta atkreipti dėmesį į tai, kad deguonies atomai sudaro savotišką matricą. Jame yra mažų metalų atomų, kurie pakeičiami tarp jų esančiose tuštumose. Vadinasi, mikrostruktūroje vyrauja joniniai ryšiai ir šiek tiek mažiau kovalentiniai ryšiai. Cheminis stabilumas ir stabilumas pasiekiami naudojant stiprius ir patvarius cheminius junginius.

Kaip minėta, keraminių medžiagų naudojimas yra ribotas. Taip yra dėl to, kad kristalai yra netobuli. Kristalinės gardelės turi daug defektų: atominio dydžio porų, deformacijų ir t.t.. Visa tai ženkliai pablogina tvirtumą. Tačiau čia yra keletas niuansų. Pavyzdžiui, jei technologijos laikomasi gaminant tam tikros rūšies keramiką, visiškai įmanoma pasiekti gerų stiprumo rezultatų. Norint tai padaryti, labai svarbu laikytis temperatūros režimo ir gaminio degimo trukmės.

Molio savybės ir savybės

Molis yra nuosėdinė uoliena, kuri, nepaisant sudėties ir struktūros, maišant su vandeniu, sudaro plastikinę medžiagą. Po šaudymo – į akmenį panašus kūnas. Paprastai mišinys yra tankus, daugiausia susideda iš aliuminio silikatų. Gana dažnai molyje taip pat randama tokių uolienų kaip kvarcas, lauko špatas, sieros piritai, taip pat kalcio, magnio ir titano junginių hidroksidai ir karbonatai.

Kaolinai yra gryniausias šiandien žinomas molis. Beveik visas sudarytas iš kaolinito. Iškepus gautiB alta spalva. Apdirbimui reikalingas plastiškumas pasiekiamas dėl to, kad konstrukcijoje yra smulkių molio grūdelių (0,005 mm). Natūralu, kad kuo daugiau tokios medžiagos kompozicijoje, tuo didesnis plastiškumas, ir atvirkščiai.

Pagrindinės keraminės molio savybės:

• plastiškumas – deformacija nepažeidžiant vientisumo;
• ryšis;
• oro ir ugnies susitraukimas;
• atsparumas ugniai.

Šiandien naudojami įvairūs skiedimo ir sodrinimo priedai, kurie leidžia keisti medžiagos savybes viena ar kita kryptimi. Dėl to keramikos gaminiai tampa dar labiau paklausūs ir įperkami.

Gamybos technologinė schema

Keraminių medžiagų charakteristikos rodo galimybę naudoti molį įvairiose pramonės šakose. Tai lėmė tai, kad buvo didelė paklausa, todėl išaugo pasiūla. Gamybos įmonės daugeliu atvejų dirba pagal tą patį modelį:

• žaliavų gavyba;
• pasiruošimas;
• formavimas ir džiovinimas;
• skrudinimas ir produkto išleidimas.

Siekiant sumažinti išlaidas, gamyklos paprastai statomos prie pat molio telkinio. Kasyba vykdoma atviru būdu, tai yra su ekskavatoriumi. Kitas žingsnis – paruošti masę. Žaliavos praturtinamos, susmulkinamos ir maišomos iki vientisos masės. Būsimo keramikos gaminio formavimas atliekamas drėgnu ir sausu būdu. Pirmuoju atveju masė drėkinama iki 25%, o antruoju - ne daugiau kaip 12%.

Anksčiau dažnai buvo naudojamas natūralus džiovinimas. Tačiau rezultatas labai priklausė nuo oro sąlygų. Todėl lyjant ar š altyje augalas stovi vietoje. Todėl naudojamos specialios džiovyklės (dujos). Svarbiausias žingsnis yra šaudymas. Labai svarbu laikytis technologijos, kuri yra gana sudėtinga. Daug kas priklauso ir nuo keramikos aušinimo. Staigus temperatūros kritimas neleidžiamas, o tai gali sukelti plokštumos kreivumą. Tik tada galite parduoti keramines medžiagas. Gamybos technologija, kaip matote, nėra paprasta, ji susideda iš kelių etapų. Kiekvienas iš jų turi būti laikomasi. Jei taip neatsitiks, parduotuvės lentynose galime sutikti santuoką.

Šiek tiek apie keramikos trūkumus

Kaip jau minėta, keraminių medžiagų sudėtis nėra ideali. Visų pirma tai turi įtakos molio gaminio stiprumui. Bet koks mechaninis pažeidimas gali pasireikšti lustu, įtrūkimu ir tt Tai yra pagrindinis trūkumas. Tačiau yra ir kitų veiksnių, trukdančių plačiai skleisti medžiagą, kurią svarstome. Vienas iš jų yra didelė kaina. Pavyzdžiui, keraminės čerpės kaimo namo stogui yra puikus sprendimas estetiniu požiūriu, tačiau toks malonumas kainuos labai brangiai.

Tuo pačiu metu, tinkamai prižiūrint, jo išvaizda truks ne ilgiau kaip 5 metus. Ateityje atsiranda išblukimas, samanų atsiradimas ant paviršiaus ir tt Be to, trapumas ir trapumas lemia tai, kad bet koksDėl mechaninių pažeidimų stogas gali nutekėti, ir mažai kam tai patiks. Žinoma, moderni keraminė medžiaga atrodo labai įspūdingai, o tai pasiekiama dėl plačios spalvų tekstūros ir kokybiško darbo. Tačiau tai vis tiek brangu, todėl dažnai susimąsto apie tokio pasirinkimo tinkamumą.

Apibendrinti

Atsižvelgėme į pagrindines keraminių medžiagų savybes. Remdamiesi visa tai, kas išdėstyta pirmiau, galime daryti išvadą, kad tokie gaminiai turi tam tikrą unikalumą. Tai slypi tame, kad jei nėra mechaninių pažeidimų, jie tarnaus labai labai ilgai. Be to, nepakeičiama ir keraminė medžiaga skystam metalui lieti gamyklose, nes ji gali atlaikyti aukštą temperatūrą.

Kasdieniame gyvenime keramika labai praverčia. Iš šios medžiagos vis dar gaminami specialūs patiekalai, skirti gaminti orkaitėje, nors ir keitė savo išvaizdą bėgant metams. Porcelianas, nepaisant didelių sąnaudų, atrodo elegantiškai ir yra tiesiog malonus akiai. Tai taip pat taikoma moliniams indams, kuriuos, tinkamai pagamintus, sunku atskirti nuo porceliano.

Bet kokiu atveju turi būti naudojama keraminė medžiaga. Tai visų pirma dėl didelių natūralaus molio atsargų. Jo tikrai daug ir kasmet kuriama vis daugiau naujų karjerų, skirtų šiam gamtos ištekliui išgauti. Antras svarbus veiksnys yra ekologiškumas. Anksčiau žmonės neturėjo galimybėsnaudokite bet kokius kenksmingus priedus, kad pagerintumėte gaminio stiprumo charakteristikas. Šiandien situacija pasikeitė, nors ir ne itin kritiškai. Keraminės plytelės, skirtingai nei sintetinės medžiagos, nekenkia sveikatai. Tai taip pat taikoma keraminiams indams, kurie, palyginti su plastikiniais, ypač kai pastarieji yra šildomi, nedaro jokios žalos.