Keramický materiál: vlastnosti, výrobní technologie, aplikace

První keramické výrobky se objevily dlouho předtím, než se lidé naučili roztavit kov. Starožitné hrnce a džbány, které dnes našli archeologové, jsou potvrzením. Stojí za zmínku, že keramický materiál má jedinečné vlastnosti, které z něj činí v některých oblastech prostě nenahraditelnou. Zvažme s sebou vlastnosti keramiky, hovoříme o její výrobě a vlastnostech.

Obecné informace

Keramické výrobky se získávají slinováním jílu a směsí s organickými přísadami. Někdy se používají oxidy anorganických sloučenin. První takové produkty se objevily před 5000 lety. Během této doby se výrobní technologie výrazně zlepšila a dnes máme keramické výrobky s vysokou pevností. Používají se v konstrukci pro obkladové fasády, podlahy, výstavbu zdí atd.

Existují keramické výrobky s hustým a porézním střepem. Klíčovým rozdílem mezi nimi je, že hustá střecha je vodotěsná. Tyto porcelánové výrobky, dlažby, atd. Porézní dlaždice, keramický kámen, drenážní potrubí a další.

Historie výskytu

Slovo "keramika" v řečtině znamená "hlínu". Samozřejmě, při výrobě jakéhokoli použitého produktu je určitá směs. K tomu byly přidány potřebné materiály, v závislosti na tom, co bylo nakonec dosaženo. Zpočátku, ručně a o něco později a na speciálním stroji, byla vyrobena speciální forma z hlíny. V budoucnu budou keramické výrobky vypalovány v pecích při vysoké teplotě.

Mnoho zemí používalo vlastní výrobní technologie. To se týká keramiky, malby a zasklení. Prvním stavem, který dosáhl významného rozvoje tohoto odvětví, je Egypt. Právě tam byla výroba keramiky. Výrobky byly z hrubé a špatně smíšené hlíny, ale v budoucnu byla technologie vylepšena. Dnes naleznou cihly žluté hlíny, které byly údajně použity při stavbě pyramid v Memphisu.

Vzhled porcelánu

Po dlouhou dobu v Číně byl použit materiál jako jadek. Bylo to krásné, ale poměrně křehké a obtížně zpracovatelné. Po mnoha letech hledání bylo nalezeno řešení. Porcelán je snadnější. Nicméně, tam byly také některé nuance. Například slída a zwaoku, které byly nalezeny v "porcelánových kamenech", byly naneseny do jemného prášku a skladovány více než 10 let. To bylo provedeno, aby byl materiál co nejvíce plastu. První porcelánové výrobky v Číně byly vysoké a protáhlé nádoby. Mají leštěný povrch a modrou nebo tmavě zelenou barvu. Ty byly nejvíce oceněny.

Dnes se věří, že je to Čína, kde je porcelán nejrozšířenější. To je pravda, i když byla v Evropě oblíbená, ale později se objevila a její produkce se rozvíjela delší dobu.

Hlavní typy keramiky

V současné době mají hliněné výrobky širokou klasifikaci. Tak, keramické předměty lze rozdělit do dvou hlavních skupin:

• neglazovaná keramika (terakota a keramika);
• glazované (majolika, faianta, porcelán, šamot).

Terakota - z italské "spálené země". Výrobky jsou vyrobeny z barevné hlíny a mají porézní strukturu. Z terakoty vyrobte vázy, nádobí, stejně jako hračky a šindele.

Keramika je také obtížněji zpracovatelná. Aby byl vodotěsný, je třeba glazovat. Pak je produkt vystaven moři. K tomu je ponecháno v horké troubě v kouři, dokud není zcela chlazeno. Dnes je mnoho druhů keramiky, zejména keramiky, velmi oblíbené. Používá se v domácnosti pro skladování mléka, sypkých materiálů nebo jako dekor.

Pokud jde o druhý typ - glazovanou keramiku, pak nejoblíbenější porcelán a faianci. První je dražší a náročnější na výrobu, druhá je praktická a levná. Mezi sebou se liší tím, že výrobky z porcelánu obsahují méně jílu a další speciální přísady. Kromě toho je porcelán průsvitný ve světle, na rozdíl od fajánů.

O žáruvzdorných materiálech

Výrobky ze směsí jílu jsou žáruvzdorné. V závislosti na účelu mohou odolávat teplotám od 1 300 do 2 000 stupňů Celsia a ještě vyšší. Používá se speciální pec na keramické odpalování. Žáruvzdorné materiály v největším množství se používá v metalurgickém procesu. Zde se používají k výrobě vysokých pecí a agregátů.

Je logické říci, že když teplota stoupá, síla žáruvzdorné hmoty se neztratí, ale naopak se zvedá. Toho je dosaženo díky přítomnosti žáruvzdorných oxidů, silikátů a boridů v kompozici. Používají se téměř všude tam, kde probíhají procesy s vysokou teplotou. Velmi často se nalézají tvarované, tj. Ve formě určitého výrobku, například z cihel. Méně často je nutné používat nezpracované žáruvzdorné materiály ve formě prášku.

Keramika ve stavebnictví

Výhodou keramických materiálů je, že jejich zásoby jsou prakticky neomezené. Spolu s jednoduchostí výroby a vysokou trvanlivostí takového výrobku je dnes v oblasti stavebnictví nepostradatelná. Když vezmeme stěnové materiály, pak vedoucím postavením je přesně jílová cihla.

Totéž platí pro keramické dlaždice, který, navzdory vzhledu polymerů, se nevzdává polohy. Stále se používá k vybavení místností s vysokou vlhkostí a teplotou. Mezi obkladovými materiály je první místo jílové.

Během několika posledních let se výroba dutého keramického bloku a cihel zvýšila o 4%. Při jejich výrobě se vyžadují minimální změny u tehlových továren a továren, přičemž náklady byly vyplaceny v prvním roce prodeje. V zahraničí dutá keramika dlouho zaujímá vedoucí pozici a prodává se mnohem lépe než klasické cihly.

Speciální keramické materiály

Mezi tyto produkty patří sanitární a odpadní potrubí. První jsou rozděleny do tří velkých skupin:

• z pevné fajansy (porézní hrnec);
• hygienický porcelán (pečivo);
• poloporcelán.

Hlavní požadavky kladené na hygienické výrobky jsou odolnost vůči mechanickému poškození, tepelné odolnosti. Receptura musí být dodržována v přísném pořadí, to samé platí pro technologii. Používá se pouze profesionální keramická pec a vysoce kvalitní suroviny. Sanitární keramika obsahuje umyvadla, toaletní mísy, vany, radiátory atd. Správným způsobem, jak zkontrolovat kvalitu výrobku, je snadné poklepání na tělo. Zvuk by měl být čistý a bez chřtání. To znamená, že došlo ke spálení při správné teplotě a bez trhlin.

Co se týče kanalizačních trubek, musí mít hustý dlážděný hrnce. Keramické trubky jsou vyráběny v průměru 150-600 mm. Obvykle pokryté glazurou zevnitř i zevnitř. Takové výrobky se vyznačují vysokou odolností vůči agresivnímu prostředí a putujícím elektrickým proudem. Mají průměrné náklady, což je činí cenově dostupnějšími.

Fyzikálně-chemické vlastnosti keramiky

Jak již bylo uvedeno výše, všechny produkty lze rozdělit na dvě široké skupiny: husté a porézní. Husté mají koeficient absorpce vody menší než 5%, porézní - 5% nebo více. Poslední skupina zahrnuje následující produkty: cihlovou cihlu (porézní a dutou), duté stěnové kameny, obkladové dlaždice, střešní tašky. Husté keramické výrobky - silniční cihly a dlažba. V hygienickém průmyslu se nachází jak porézní, tak hustá keramika.

Když mluvíme o fyzikálně-chemických vlastnostech, je třeba si uvědomit klíčový nedostatek keramiky. Skládá se ze zvýšené křehkosti ve srovnání s jinými materiály. Vysoká dostupnost a všestrannost však činí tento materiál jednou z nejoblíbenějších v mnoha průmyslových odvětvích a dokonce iv každodenním životě člověka. Moderní technologie vám umožňuje dosáhnout hladkého povrchu ihned po odpálení. Pokud chcete dosáhnout určité barvy, přidejte oxidy železa nebo kobaltu.

Vlastnosti mikrostruktury

Po zahřátí se keramika postupně stává kapalinou. Vyznačuje se velkým počtem jednoduchých a komplexních spojení. Při ochlazení dochází k krystalizaci. Objevuje se při srážení čistých krystalů, které se zvětšují. Když se hmota ztuhne, v konstrukci se vytvoří mikrokonvertor. V tom jsou mulitové zrnky opatřeny cementovanou hmotou. Za zmínku stojí, že atomy kyslíku tvoří určitý druh matice. Obsahuje malé atomy kovů, které jsou nahrazeny v mezery mezi nimi. V mikrostruktuře tedy převládají iontové a mírně méně kovalentní vazby. Chemická stabilita a stabilita jsou dosaženy díky přítomnosti silných a silných chemických sloučenin.

Jak bylo uvedeno výše, použití keramických materiálů je omezené. To je způsobeno tím, že krystaly nejsou ideální. Krystalické mřížky mají mnoho defektů: póry atomové velikosti, deformace atd. To vše značně zhoršuje sílu. Existují zde však i jejich vlastní nuance. Například při dodržování technologie při výrobě keramiky je možné dosáhnout dobrých výsledků pevnosti. Proto je velmi důležité dodržovat teplotní režim a dobu trvání spálení výrobku.

Vlastnosti a vlastnosti hlíny

Hlína je sedimentární hornina, která vytváří plastový materiál, když je smíchán s vodou, bez ohledu na složení a strukturu. Po pečení je kamenné tělo. Obvykle je směs hustá, většinou sestává z hlinitokřemičitanů. Často se vyskytují v jílech a takové horniny jako křemen, sírový pyrite, jakož i hydroxidy a uhličitany sloučenin vápníku, hořčíku a titanu.

Kaoliny jsou nejčistší hlinky, které jsou dosud známy. Téměř zcela složený z kaolinitu. Po odpálení se stávají bílou. Plastičnost požadovaná pro zpracování je dosažena díky přítomnosti jemnozrnné látky (0,005 mm) ve struktuře. Samozřejmě, čím spíše je složení takové látky, tím větší je plasticita a naopak.

Hlavní keramické vlastnosti jílí jsou:

• plasticita - deformace bez narušení integrity;
• spojitost;
• vzduchové a požární smrštění;
• požární odolnost.

Dnes, různé otoschayuschie a obohacovací přísady, které vám umožní měnit vlastnosti materiálu v jednom směru nebo jiný. To vede k tomu, že keramické výrobky se stávají stále oblíbenějšími a dostupnějšími.

Technologický plán výroby

Vlastnosti keramických materiálů ukazují možnost použití jílí v různých průmyslových odvětvích. To vedlo k tomu, že byla velká poptávka, a proto se nabídka zvýšila. Výrobní závody většinou pracují podle stejného režimu:

• těžba surovin;
• příprava;
• tvorba a sušení;
• pražení a uvolnění produktu.

Pro minimalizaci nákladů jsou továrny obvykle stavěny v těsné blízkosti hlíny. Extrakce se provádí otevřeným způsobem, tj. Rypadlem. Další etapa připravuje masu. Suroviny jsou obohaceny, drceny a smíchány, dokud nejsou homogenní. Tvorba budoucího keramického výrobku se provádí mokrou a suchou metodou. V prvním případě je hmotnost navlhčena na 25% a ve druhé - ne více než 12%.

Dříve se často používalo přirozené sušení. Výsledek však v zásadě závisel na počasí. Následně v dešti nebo v zimě stojí rostlina. Proto se používají speciální sušičky (plyn). Nejdůležitějším bodem je střelba. Je nesmírně důležité dodržovat technologii, která je spíše komplikovaná. Hodně závisí na ochlazení keramiky. Nedovolte prudký pokles teploty, který může vést k zakřivení roviny. Teprve potom můžete prodávat keramické materiály. Technologie výroby, jak vidíte, není jednoduchá, sestává z několika etap. Každá z nich musí být respektována. Pokud se tak nestane, pak na regálech obchodu se můžeme setkat s manželstvím.

Něco o nedostatcích keramiky

Jak již bylo uvedeno, složení keramických materiálů není ideální. Zejména to ovlivňuje pevnost produktu z jílu. Jakékoliv mechanické poškození se může projevit jako čip, prasklin atd. Toto je hlavní nevýhoda. Ale existují i ​​další faktory, které omezují rozsáhlé šíření materiálu, který uvažujeme. Jedním z nich je vysoká cena. Například, keramické dlaždice střechy venkovského domu - krásné z estetického hlediska řešení, ale cena je velmi drahé potěšení.

V takovém případě bude jeho vzhled trvat nejdéle 5 let s řádnou péčí. Dále je blednutí, výskyt mechu na povrchu a m. N. Kromě toho, křehkost a křehkost vede k tomu, že jakákoli mechanickému poškození může mít za následek únik střechu, a to už jen velmi málo lidí baví. Moderní keramický materiál samozřejmě vypadá velmi impozantně, což je dosaženo širokou strukturou barev a kvalitním zpracováním. Ale je to stále nákladné, což nás často přemýšlí o vhodnosti takové volby.

Shrňme výsledky

Zkoumali jsme hlavní vlastnosti keramických materiálů. Na základě všech výše uvedených skutečností můžeme usoudit, že tyto výrobky mají určitou jedinečnost. Spočívá v tom, že při absenci mechanického poškození budou trvat velmi, velmi dlouho. Navíc keramický materiál pro odlévání tekutého kovu v továrnách je také nezbytný, protože odolává vysokým teplotám.

Co se týče každodenního života, keramika je velmi užitečná. Speciální nádobí na vaření v troubě, ačkoli to změnil svůj vzhled po mnoho let, ale to je stále vyrobené z tohoto materiálu. Porcelán, navzdory vysokým nákladům, má elegantní vzhled a je prostě příjemný pro oko. To platí pro faianci, která se při správném provedení obtížně odlišuje od porcelánu.

V každém případě je nutné použít keramický materiál. Především je to kvůli velkým rezervám přírodního hlíny. Je to opravdu hodně a každý rok se stále více a více nových kariér vyvíjí pro těžbu tohoto přírodního zdroje. Druhým důležitým faktorem je ekologická čistota. Dříve lidé obecně neměli příležitost používat žádné škodlivé přísady ke zlepšení pevnostních vlastností výrobku. Dnes se situace změnila, i když ne příliš kritická. Keramické dlaždice, na rozdíl od syntetických materiálů, neškodí zdraví. To se týká keramického zboží, které se ve srovnání s plasty, zvláště pokud je ohříváno, v žádném případě nepoškodí.