Porcelāna īpašības un pielietojums

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Jēdziens "porcelāns" attiecas uz plašu keramikas izstrādājumu klāstu, kas tiek ražoti augstā temperatūrā. To atšķirīgās iezīmes ir gluda virsma un zema porainība. Šīs porcelāna īpašības ir plaši pieprasītas līdz mūsdienām. Ir grūti atrast kādu nozari vai tautsaimniecību, lai kur to izmantotu.

Visizplatītākais dekoratīvais porcelāns, kā arī ķīmiskie stikla trauki, zobu kroņi un elektriskie izolatori. Parasti b alts vai gandrīz b alts, "cepšanai" šis brīnišķīgais materiāls nonāk kā neprezentējams keramikas gabals, kas savu pazīstamo formu iegūs tikai pēc apgrauzdēšanas augstas temperatūras krāsnīs.

Ķīnas pakalpojumu priekšrocības

Šajā rakstā mēs apspriedīsim porcelāna īpašības un veidus. Jūs sapratīsit, kāpēc šis materiāls bija tik populārs visā pasaulē, ka tā iegādei bija aprīkotas milzīgas ekspedīcijas. Par skaistu servisu, ko šodien var nopirkt jebkurā veikalā, tad var nomirt.

Savādi, bet ķīniešu meistaru izstrādājumi ar mūsdienu keramiku ir tikai radinieki, bet ne tiešie. Lai to redzētu, pietiek atcerēties pamatīpašībasporcelāns, kas iznācis no Vidējās karalistes darbnīcām. Materiāli ir ļoti līdzīgi viens otram: gan modernais, gan senais porcelāns var būt glazēts vai "dabisks". Bet vienkārša keramika ir daudz mīkstāka. Un no tā nevar nodrošināt augstas kvalitātes pakalpojumu.

Kāpēc tas notiek?

Porcelāna īpašības, piemēram, izturība un karstumizturība, ir augstas temperatūras rezultāts, kurā tiek ražota īsta ķīniešu keramika. Tas tiek ražots temperatūrā 2650 grādi pēc Fārenheita (1454 grādi pēc Celsija). Salīdziniet to ar 2200 grādiem pēc Fārenheita (1204 grādiem pēc Celsija) vienkāršam porcelānam. Tā kā otrs materiāls ir zemākas kvalitātes, tas netiek izmantots ķīmiskajā rūpniecībā un citās tehnoloģiskajās zinātnes nozarēs. Turklāt tas ir augstākās kvalitātes Ķīnas porcelāns, kas ir caurspīdīgs pret gaismu. Rupjā keramika nevar dot tādu efektu.

Spiegu aizraušanās

"Cietā pasta" jeb īstais porcelāns pirmo reizi parādījās Ķīnā Tanu dinastijas laikā (618-907). Bet patiešām augstas kvalitātes produkti, kas pēc savām īpašībām nekādā ziņā neatpaliek no mūsdienu, pasaulei kļuva zināmi tikai Juaņu dinastijas laikā (1279-1368). Agrīnā Ķīnas porcelāns sastāvēja no kaolīna (kaolīna) un pegmatīta, raupja granīta veida.

Eiropas podniekiem tas nebija zināms līdz ķīniešu aprīkojuma importam viduslaikos. Eiropieši mēģināja dublēt porcelāna īpašības, taču viņiem tas neizdevās. Kopš analizēt tās ķīmisko sastāvu tie bijanespējot, viņu ražotā produkcija tikai ārēji atgādināja elegantus, trauslus un vienlaikus izturīgus traukus. Tā sanāca. Īsti spiegu kari izvērtās, lai iegūtu patiesas porcelāna ražošanas noslēpumu, taču ķīnieši savu noslēpumu sargāja vairāk nekā dzīvību.

Kāpēc šis materiāls bija tik populārs? Iemesls ir porcelāna lieliskās fizikālās īpašības. Tas ir stiprāks par parasto keramiku, tam ir augsta siltumvadītspēja, kas ļauj no tā pagatavot lielisku tēju tējkannās. Turklāt, pateicoties glazūrai, porcelānam ir ārkārtīgi zems netīrības līmenis, kas krāsojas tikai sintētisko pigmentu ietekmē. Seno ķīniešu dievkalpojumu krūzes pēc daudziem gadsimtiem paliek b altas.

Ersatzy

Pēc tam, kad stikls tika sajaukts ar alvas oksīdu, lai iegūtu necaurspīdīgu materiālu, Eiropas amatnieki mēģināja apvienot mālu un matētu stiklu. Šīs alternatīvas kļuva pazīstamas kā "mīksta pasta" vai mākslīgais porcelāns. Taču apbēdināja divi nepatīkami apstākļi: visi šie materiāli izrādījās pārāk mīksti, no tiem nebija iespējams izgatavot īsti plānus, elegantus izstrādājumus, un ražošanas izmaksas bija pārāk augstas. Īsāk sakot, "ersatz" porcelāna īpašības bija tālu no perfektām.

Ir liecības, ka mūsu meistari apguva arī īstā porcelāna izgatavošanas mākslu, taču visi krievu keramikas noslēpumi tika zaudēti tatāru-mongoļu iebrukuma laikā, kad tika nodedzinātas veselas pilsētas kopā ar visiem to iedzīvotājiem. Tika panākts arī zināms izrāviensangļu. Viņi izveidoja "kaula" veida materiālu.

Bet kas ir kaula porcelāns, kura galvenās īpašības padarīja to neticami populāru vecajā Eiropā?

Radīšanas vēsture

1707. gadā divi vācieši Ērenfrīds V alters fon Čimhauss un Johans Frīdrihs Botgers atklāj "prātīgāku" ražošanas metodi, kurā izmanto mālu un smalki sam altu laukšpatu. 17. gadsimtā angļu amatnieki eksperimentējot uzzināja, ka porcelānu, kas ir gandrīz identisks ķīniešu porcelānam, var iegūt, pievienojot šim maisījumam smalki sam altus sadedzinātus kaulus.

Un vēlāk izrādījās, ka angļu versija ļauj ražot caurspīdīgu keramiku daudz zemākā temperatūrā, kas ievērojami samazina ražošanas izmaksas. Turklāt Foggy Albion porcelāns cīnījās daudz sliktāk, bija daudz spēcīgāks. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka briti drīz ar saviem pakalpojumiem piepildīja pusi Vecās un gandrīz visu Jauno pasauli.

Kādas ir kaula porcelāna īpašības? Pirmkārt, no tā izgatavotie izstrādājumi izceļas ar augstu izturību, mazu svaru un plānām sienām. Otrkārt, šāda veida keramiku nevar izmantot ķīmiskajā rūpniecībā, jo tās sastāvā esošās vielas reaģē ar skābēm un sārmiem.

Izejvielas

Kā jau teicām, šī materiāla galvenās sastāvdaļas ir ārkārtīgi vienkāršas: māls, laukšpats, minerāli ar kalcija saturu. Līdz šim dažādi uzņēmumi konkurē savā starpā, jo ātri vien tas tika konstatētsporcelāna un fajansa īpašības var radikāli mainīt, pievienojot tā sastāvam jaunus elementus. Protams, ja pieredze ir veiksmīga.

Neskatoties uz to, ka māla sastāvs mainās atkarībā no ieguves vietas, tas tomēr pārvēršas par stiklu (kas nodrošina galaprodukta gludumu) tikai ārkārtīgi augstā temperatūrā. Bet tas attiecas tikai uz tiem gadījumiem, kad māli netiek sajaukti ar materiāliem, kuru stiklojuma slieksnis ir zemāks. Tomēr atšķirībā no stikla māls ir termiski stabils, kas nozīmē, ka tas saglabā savu formu pat tad, ja tiek uzkarsēts līdz augstai temperatūrai.

Tātad šis materiāls ir patiesi unikāls, jo tas apvieno stikla zemo porainību ar vienkāršas keramikas stabilitāti un relatīvo izturību. Kaolīns, hidroaluminosilikāts, vienmēr ir izmantots kā galvenais izejmateriāls. Laukšpats (satur alumīnija silikātu) un krams, cietā kvarca veids, ir ārkārtīgi svarīgas jebkura veida porcelāna sastāvdaļas. Karsējot tie kūst, savienojot materiālu kopā.

Kvarcs - porcelāna "sirds"

Šī ir spēka atslēga. Porcelāna īpašības (un tā izmantošana) lielā mērā ir saistītas ar šo īpašo īpašību: tas slikti plīst (salīdzinot ar stiklu), un mazi attālumi starp daļiņām nodrošina materiāla necaurlaidību pret gaisu, ūdeni un citiem savienojumiem.

Kvarcs ir skābekļa un silīcija "sakausējums", divi visizplatītākie elementi zemes garozā. Tam ir trīs funkcionālās formas: tieši kvarcs (kristāli), opāls(amorfā šķirne) un smiltis (jauktā, netīrā frakcija). Kopumā kvarcs jau sen ir izmantots rokdarbu ražošanā. Porcelāns var saturēt arī alumīnija oksīdu un ziepjakmeni, kas labāk pazīstams kā "ziepjakmens".

Ražošanas process

Pēc izejvielu atlases un nosvēršanas tās nonāk ražošanā. Pirmkārt, to notīra un sasmalcina līdz ļoti smalkām frakcijām. Pēc tam visas sastāvdaļas tiek sajauktas vajadzīgajā proporcijā atkarībā gan no ražošanas apstākļiem, gan no galaprodukta īpašībām. Tiklīdz pēdējie ir izveidojušies, tos var nekavējoties sūtīt uz cepeškrāsni vai arī tos iepriekš notīrīt un pēc tam pārklāt ar glazūras kārtu.

Protams, smalcināts stikls vispirms pilda savu lomu. Un tikai pēc tam topošās vāzes, krūzes, tualetes podi un zobu kroņi tiek sūtīti uz krāsns muti. Tagad apskatīsim katru posmu atsevišķi. Galu galā porcelāna īpašības un tā pielietojums ir atkarīgas no tā panākumiem!

Izejvielu smalcināšana

Iespējams, šī ir viena no vissvarīgākajām operācijām, jo galaprodukta kvalitāte ir atkarīga no tā īstenošanas pamatīguma. Sasmalcināšana tiek veikta, izmantojot milzīgus mehāniskos trumuļu drupinātājus. Otrajā piegājienā daļiņu izmērs tiek palielināts līdz 0,25 cm Lai pārvērstu izejvielu smalkos putekļos, tiek izmantoti speciāli lodīšu drupinātāji. Tie ir milzīgi tērauda cilindri, kas pildīti ar metāla bumbiņām. Visai struktūrai griežoties, izejvielu daļiņas pārvēršas viendabīgā masā ar īpaši smalku slīpēšanu.

Tīrīšana un sajaukšana

Maisījums tiek izvadīts caur smalkiem filtriem un pēc tam tiek padots uz īpašu "konveijera", kas ir slīpas tērauda loksnes. Tie vibrē, kā rezultātā izejvielas tiek ne tikai automātiski sajauktas, bet arī šķirotas, jo lielākās daļiņas tiek stumtas uz augšu. Ja nepieciešams samitrināts materiāls, līnijā tiek automātiski izsmidzināts ūdens.

Dažreiz tiek izmantoti filtri ar spēcīgiem magnētiem, jo pēdējie var noņemt mazākos dzelzs piemaisījumus. Pēdējais, ja tas nokļūst gatavajā produktā, piešķirs tam nevēlamu sarkanu nokrāsu. Pēc tam gatavā produkcija tiek nosūtīta uz cepli, kur to apdedzina jau mūsu norādītajās temperatūrās.

No kādiem ražošanas apstākļiem var būt atkarīgas produkta īpašības?

Jāatzīmē, ka pēdējās apdedzināšanas laikā notiek daudzi procesi, kas tieši ietekmē aukstā porcelāna īpašības. Pirmkārt, tiek sadedzināti visi oglekļa organiskie piemaisījumi, tiek iztvaicēts liekais ūdens, no topošā produkta biezuma izdalās dažādas gāzveida frakcijas. Ja tajā pašā laikā temperatūra netiek paaugstināta līdz 1100 grādiem pēc Celsija, tad silīcijs un citi glazūras komponenti nespēs izkust, kas nozīmē, ka tie neveido gludu un ķīmiski neitrālu slāni uz keramikas virsmas.

Turklāt šie savienojumi ir nepieciešami, lai samazinātu attālumu starp materiālu daļiņām un nodrošinātu uzticamāku savienojumu starp tām. Kad ir sasniegts vēlamais blīvums,produkts tiek atdzesēts, kā rezultātā glazūra “savelkas”, kļūst gluda un īpaši izturīga.

Rezultāti

Kāpēc mēs to visu aprakstām? Lieta ir tāda, ka šī materiāla īpašības ir cieši atkarīgas no tā ražošanas īpašībām un apstākļiem. Piemēram, stiprums ir atkarīgs no laukšpata satura procentuālā daudzuma masā, un porcelāna poru skaits ir mazāks, jo vairāk laukšpata. Stiklā izšķīstot kvarcam un māla vielas sadalīšanās rezultātā iegūtajam atlikumam, porcelāna materiāla karkass kļūst vājāks un deformācijas palielinās. Atkarībā no kvarca maluma smalkuma, masas sastāva, temperatūras un apdedzināšanas ilguma stiklveida fāzes sastāvā ietilpst no 15 līdz 40% no visa masā ievadītā kvarca. Jo vairāk tas ir, porcelāns ir plānāks un "gaisīgāks".

Keramisko materiālu kā dielektriķu īpašības galvenokārt raksturo izturība pret elektriskās strāvas pāreju materiālā un uz izolatora virsmas. Atšķiriet porcelāna īpatnējo tilpumu un īpatnējo virsmas pretestību.

Turklāt porcelāna ķīmiskajām īpašībām ir liela praktiska nozīme. Precīzāk, viņu neesamība. Glazētā keramika ar lielu daudzumu laukšpata un kvarca ir ķīmiski neitrāla. Vai jūs domājat, kāpēc farmaceitu un ķīmiķu javas ir izgatavotas no šī materiāla? Tas ir daudz stiprāks par stiklu, bet nereaģē.

Pašreizējais lietu stāvoklis

Šodien keramika (un jo īpaši porcelāns) piedzīvo otrodzimšanas. Izrādījās, ka šos materiālus var izmantot dažāda veida mikroelektronikas ražošanā. Tas, cik tas ir svarīgi mūsdienu civilizācijai, nav jāpaskaidro. Zinātnieki arī atklāja, ka, pievienojot noteiktas piedevas, porcelāna stiprums palielinās eksponenciāli. Šobrīd uz tās bāzes notiek pat daudzsološi pētījumi jaunu bruņu veidu radīšanas jomā. Tāpēc ne tikai tualetes podi!

Beidzot šis materiāls kļūst arvien svarīgāks medicīnā. Dažādas protēzes un krāšņi zobu kroņi – pieprasījums pēc tiem ar katru gadu pieaug. Tātad seno ķīniešu izgudrojums paliks aktuāls ļoti ilgu laiku.