Керамичен материал: свойства, производствена технология, приложение

Първите керамични продукти се появиха дълго преди хората да се научат да разтопяват метал. Древните саксии и кани, които археолозите откриват до днес, са потвърждение. Струва си да се отбележи, че керамичният материал има уникални свойства, които го правят в някои сфери просто незаменими. Нека да разгледаме с вас характеристиките на керамиката, да поговорим за нейното производство и характеристики.

Обща информация

Керамичните продукти се получават чрез синтероване на глина и смеси с органични добавки. Понякога се използват оксиди на неорганични съединения. Първите такива продукти се появиха преди 5000 години. През това време производствената технология е значително подобрена, а днес разполагаме с керамични продукти с висока якост. Те се използват в строителството за фасади, подове, монтаж на стени и др.

Има керамични продукти с плътен и порест цвят. Основната разлика между тях е, че плътният цвят е водоустойчив. Тези изделия от порцелан, подови плочки и др. Порести керемиди, керамичен камък, дренажни тръби и други.

История на събитието

Думата "керамика" на гръцки означава "глина". Естествено, за производството на всеки продукт се използва вид смес. Необходимите материали бяха добавени към него, в зависимост от това какво трябва да се получи в края на краищата. Отначало, ръчно и малко по-късно, и на специална машина, се изработваше специална форма от глина. В бъдеще керамичните продукти се изстрелват в пещи при висока температура.

Много страни използват собствени производствени технологии. Това се отнася за керамика, боядисване и остъкляване. Първата държава, която е постигнала значително развитие на тази индустрия, е Египет. Именно там се намираше производството на керамика. Продуктите са от груба и слабо смесена глина, но в бъдеще технологията е подобрена. Днес те откриват тухли от жълта глина, за които се твърди, че са използвани в изграждането на пирамидите в Мемфис.

Появата на порцелан

В Китай дълго време се използва материал като нефрит. Беше красива, но доста крехка и трудна за обработка. След многогодишно търсене се намери решение. Порцеланът е по-лесен за правене. Въпреки това имаше и някои нюанси. Например, слюдата и zwaoku, които се намират в "порцеланови камъни", се втриват в фин прах и се съхраняват повече от 10 години. Това беше направено, за да се направи материалът възможно най-пластмасов. Първите порцеланови изделия в Китай бяха високи и продълговати съдове. Имаха полирана повърхност и син или тъмнозелен цвят. Последните бяха оценени най-много.

Днес се смята, че Китай е държавата, в която порцеланът е най-широко разпространен. Това е вярно, въпреки че е популярно в Европа, но се е появило по-късно и производството му се е развивало по-дълго.

Основните видове керамика

В момента глинените продукти имат широка класификация. По този начин, керамичните изделия могат да бъдат разделени на две основни групи:

• неглазирана керамика (теракота и керамика);
• остъклени (майолика, фаянс, порцелан, чамот).

Теракота - от италианската "изгорена земя". Продуктите са изработени от оцветена глина и имат пореста структура. От теракота се правят вази, ястия, както и играчки и херпес зостер.

Грънчарството също е по-трудно да се обработва. За да се направи водоустойчив, е необходимо да се оцветява. След това продуктът е изложен на открито море. За да направите това, той се оставя в гореща фурна в дима, докато се охлади напълно. Днес много видове керамика, по-специално керамика, са изключително популярни. Използва се в дома за съхранение на мляко, насипни материали или като декор.

Що се отнася до втория тип стъклокерамика, тогава най-популярният порцелан и фаянс. Първата е по-скъпа и трудоемка в производството, втората е практична и евтина. Те се различават помежду си, тъй като порцелановите продукти съдържат по-малко глина и повече специални добавки. В допълнение, порцеланът е полупрозрачен в светлината, за разлика от фаянс.

За рефракторите

Продуктите от глинени смеси са огнеупорни. В зависимост от целта, те могат да издържат на температури от 1300 до 2000 градуса по Целзий и дори по-високи. Използва се специална пещ за керамично изпичане. Огнеупорни материали в най-голямо количество се използват в металургичния процес. Там те се използват за изграждане на доменни пещи и агрегати.

Логично е да се каже, че с нарастването на температурата силата на огнеупорната маса не се губи, а напротив, тя се издига. Това се постига благодарение на наличието на огнеупорни оксиди, силикати и бориди в състава. Те се използват почти навсякъде, където се извършват процеси с висока температура. Много често те се намират формовани, т.е. под формата на конкретен продукт, да речем тухла. По-рядко е необходимо да се използват неоформени огнеупорни материали под формата на прах.

Керамика в строителството

Предимствата на керамичните материали са, че техните резерви са практически неограничени. Заедно с простотата на производство и голямата издръжливост на такъв продукт, днес той е необходим в строителния сектор. Ако вземем стенните материали, тогава водещата позиция тук е точно глинеста тухла.

Същото важи и за керамични плочки, който, въпреки появата на полимери, не се отказва от позицията. Все още се използва за оборудване на помещения с висока влажност и температура. Сред облицовъчните материали първото място е глина.

През последните няколко години производството на кухи керамични блокчета и тухли се е увеличило с 4%. За тяхното производство се изискват минимални промени в тухлените фабрики и фабриките, като разходите са изплатени през първата година от продажбите. В чужбина, кухата керамика отдавна заема водеща позиция и се продава много по-добре от обикновените тухли.

Специални керамични материали

Тези продукти включват санитарни и канализационни тръби. Първите са разделени на три големи групи:

• от твърд фаянс (порест глинен съд);
• санитарен порцелан (печен гръб);
• semiporcelain (semisintered глинен съд).

Основните изисквания за санитарни продукти са устойчивост на механични повреди, топлинна устойчивост. Рецептата трябва да се спазва в строг ред, същото важи и за технологиите. Използват се само професионални керамични пещи и висококачествени суровини. Санитарен фаянс включва мивки, тоалетни чинии, вани, радиатори и т.н. Правилният начин за проверка на качеството на продукта е лесното потупване на тялото. Звукът трябва да бъде чист и без раздразнение. Това показва изгаряне при правилна температура и липса на пукнатини.

Що се отнася до канализационните тръби, те трябва да имат плътен гарниран гръб. Керамични тръби се произвеждат в диаметър 150-600 мм. Обикновено са покрити с глазура отвътре и отвън. Такива продукти се характеризират с висока устойчивост на агресивна среда и скитащи електрически ток. Те имат умерена цена, което ги прави по-достъпни.

Физико-химични свойства на керамиката

Както вече бе отбелязано по-горе, всички продукти могат да бъдат разделени на две широки групи: плътни и порьозни. Плътността има коефициент на поглъщане на вода по-малък от 5%, порест - 5% или повече. глина тухла (пореста и кухи), кухи блокове за зидария, фаянс, плочки за покрива: Последната група включва следните продукти. Плътни керамични изделия - тухли и пътни плочки. В санитарния сектор, че отговаря порести и плътни керамични.

Говорейки за физикохимичните свойства, е необходимо да се отбележи ключовият недостатък на керамиката. Състои се от повишена крехкост в сравнение с други материали. Независимо от това, високата наличност и гъвкавостта правят този материал един от най-популярните в много индустрии и дори в ежедневието на човек. Съвременната технология ви позволява да получите гладка повърхност веднага след изпичане. Ако искате да постигнете определен цвят, добавете железни или кобалтови оксиди.

Характеристики на микроструктурата

Когато се отопляват, керамичните материали постепенно стават течни. То се отличава с голям брой прости и сложни връзки. При охлаждане се получава кристализация. Той се появява при утаяването на чисти кристали, които се увеличават по размер. Когато масата се втвърди, в структурата се образува микроконгломер. В него муллитните зърна се циментират с втвърдена маса. Струва си да се отбележи, че кислородните атоми формират един вид матрица. Той съдържа малки атоми от метали, които се заместват в кухините между тях. Следователно в микроструктурата преобладават йонни и малко по-малко ковалентни връзки. Химическата стабилност и стабилност се постигат благодарение на наличието на силни и силни химически съединения.

Както бе отбелязано по-горе, използването на керамични материали е ограничено. Това се дължи на факта, че кристалите не са идеални. Кристалните решетки имат много дефекти: пори с атомен размер, деформации и др. Всичко това значително влошава силата. Тук обаче има свои собствени нюанси. Например, при спазване на технологията по време на производството на керамика, е възможно да се постигнат добри резултати за здравина. За тази цел е изключително важно да се спазва температурният режим и продължителността на изпичане на продукта.

Характеристики и свойства на глина

Глината е седиментна скала, която образува пластмаса, когато се смесва с вода, независимо от нейния състав и структура. След изпичане, каменното тяло. Обикновено сместа е гъста, най-вече се състои от алуминосиликати. Доста често се срещат в глини и такива скали като кварц, серен пирит, както и хидроксиди и карбонати на калциеви, магнезиеви и титанови съединения.

Каолините са най-чистите глини, които до този момент са известни. Почти напълно съставен от каолинит. След стрелба те стават бели. Пластиката, необходима за преработката, се постига благодарение на присъствието в структурата на фини зърна на глинеста субстанция (0.005 mm). Естествено, колкото повече в състава на такова вещество, толкова по-голяма е пластичността и обратно.

Основните керамични свойства на глините са:

• пластичност - деформация без нарушаване на целостта;
• свързаност;
• свиване на въздух и огън;
• пожароустойчивост.

Днес, различни otoschayuschie и обогатителни добавки, които ви позволяват да промените свойствата на материала в една или друга посока. Това води до факта, че керамичните продукти стават още по-популярни и достъпни.

Технологична схема на производство

Характеристиките на керамичните материали показват възможността за използване на глини в различни отрасли. Това доведе до факта, че има голямо търсене и следователно доставянето се е увеличило. Производствените предприятия в повечето случаи работят по същата схема:

• извличане на суровини;
• обучение;
• образуване и сушене;
• печене и освобождаване на продукта.

За да се сведат до минимум разходите, фабриките обикновено са изградени в непосредствена близост до глиненото находище. Извличането се извършва чрез отворен метод, т.е. багер. Следващият етап подготвя масата. Суровините се обогатяват, раздробяват и смесват до хомогенност. Формирането на бъдещия керамичен продукт се извършва чрез мокри и сухи методи. В първия случай масата се навлажнява на 25%, а на второ - не повече от 12%.

Преди това често се използва естественото сушене. Резултатът обаче зависеше в голяма степен от времето. Следователно, в дъжд или студ растението стои. Ето защо се използват специални сушилни (газ). Най-важният етап е изстрелването. Изключително важно е да се съобразявате с технологията, която е доста сложна. Много зависи от охлаждането на керамиката. Не позволявайте рязко падане на температурата, което може да доведе до изкривяване на равнината. Само след това можете да продавате керамични материали. Технологията на производство, както виждате, не е проста, се състои от няколко етапа. Всеки от тях трябва да бъде уважаван. Ако това не стане, тогава на рафтовете на магазина можем да срещнем брак.

Малко за недостатъците на керамиката

Както вече беше споменато, съставът на керамичните материали не е идеален. По-специално, това влияе върху силата на глинестия продукт. Всяко механично увреждане може да се прояви като чип, пукнатина и т.н. Това е основният недостатък. Но има и други фактори, които ограничават широко разпространеното разпространение на материалите, които обмисляме. Една от тях е с висока цена. Например, керамични плочки за покрив на селска къща е красиво решение от естетическа гледна точка, но ще струва толкова голямо удоволствие.

В този случай, външният му вид ще продължи не повече от 5 години с подходяща грижа. Освен това там замира, поява на мъх по повърхността и т. Н. Освен това, крехкост и чупливост води до факта, че всяка механична повреда може да доведе до изтичане на покрива, и то вече много малко хора се наслаждават. Разбира се, модерният керамичен материал изглежда много впечатляващо, което се постига чрез широк цветове текстура и високо качество на производството. Но това все още е скъпо, което често ни кара да мислим за целесъобразността на такъв избор.

Нека да обобщим резултатите

Изследвахме основните свойства на керамичните материали. Въз основа на всичко казано по-горе, можем да заключим, че такива продукти имат някаква уникалност. Състои се от факта, че при липса на механични щети те ще продължат много, много дълго. Освен това, керамичният материал за леене на течен метал в заводите също е незаменим, тъй като издържа на високи температури.

Що се отнася до ежедневието, тогава керамиката е много удобна. Специални ястия за готвене във фурната, въпреки че се е променила през много години, но все още е направена от този материал. Порцеланът, независимо от високата му цена, има елегантен вид и е просто приятен за окото. Това се отнася за фаянс, който при правилното изпълнение е трудно да се разграничи от порцелан.

Във всеки случай е необходимо да се използва керамичен материал. На първо място, това се дължи на големите запаси от естествена глина. Наистина е много и всяка година все повече и повече нови кариери се разработват за добив на този природен ресурс. Вторият важен фактор е екологичната чистота. Преди това хората обикновено нямаха възможност да използват каквито и да е вредни добавки за подобряване на силните характеристики на продукта. Днес ситуацията се промени, макар и да не е твърде критична. Керамичните плочки, за разлика от синтетичните материали, не вредят на здравето. Това важи за керамичните изделия, които в сравнение с пластмасата, особено ако се нагреят, не причиняват никаква вреда.