Ceramic material: mga katangian, teknolohiya ng produksyon, aplikasyon

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang unang palayok ay lumitaw bago pa natutong magtunaw ng metal ang mga tao. Ang mga sinaunang palayok at pitsel na natagpuan ng mga arkeologo hanggang ngayon ay patunay nito. Kapansin-pansin na ang ceramic na materyal ay may mga natatanging katangian na ginagawang kailangan lamang sa ilang mga lugar. Tingnan natin ang mga feature ng ceramics kasama mo, pag-usapan ang paggawa at mga katangian nito.

Pangkalahatang impormasyon

Kumuha ng mga ceramic na produkto sa pamamagitan ng sintering clay at mga mixture na may mga organic na additives. Minsan ginagamit ang mga oxide ng inorganic compound. Ang unang mga naturang produkto ay lumitaw 5,000 taon na ang nakalilipas. Sa panahong ito, ang teknolohiya ng produksyon ay bumuti nang malaki, at ngayon ay magagamit sa amin ang mga produktong ceramic na may mataas na lakas. Ginagamit ang mga ito sa konstruksyon para sa facade cladding, sahig, dingding, atbp.

May mga palayok na may siksik at buhaghag na tipak. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawa ay ang siksik na shard ay hindi tinatablan ng tubig. Ito ay mga produktong porselana, mga tile sa sahig, atbp. Porousshard - tile, ceramic stone, drainage pipe at higit pa.

History of occurrence

Ang salitang "ceramics" sa Greek ay nangangahulugang "clay". Naturally, ilang uri ng timpla ang ginamit upang makagawa ng anumang produkto. Ang mga kinakailangang materyales ay idinagdag dito, depende sa kung ano ang kailangang makuha sa dulo. Sa una, sa pamamagitan ng kamay, at medyo mamaya sa isang espesyal na makina, isang espesyal na hugis ang ibinigay sa isang produktong luad. Kasunod nito, ang mga produktong ceramic ay pinaputok sa mga hurno sa mataas na temperatura.

Maraming bansa ang gumamit ng sarili nilang mga teknolohiya sa produksyon. Nalalapat ito sa mga palayok, pagpipinta at glazing. Ang Egypt ay itinuturing na unang estado na nakamit ang makabuluhang pag-unlad ng industriyang ito. Ito ay ang produksyon ng mga keramika doon na itinatag sa unang lugar. Ang mga produkto ay gawa sa magaspang at mahinang pinaghalong luad, ngunit kalaunan ay bumuti ang teknolohiya. Sa ngayon, natagpuan ang mga yellow clay brick na ginamit umano sa pagtatayo ng mga pyramids ng Memphis.

Ang pagdating ng porselana

Si Jade ay ginamit sa China sa mahabang panahon. Ito ay maganda, ngunit sa halip ay marupok at mahirap hawakan. Matapos ang maraming taon ng paghahanap, may nakitang solusyon. Ang porselana ay mas madaling gawin. Gayunpaman, kahit na dito mayroong mga nuances. Halimbawa, ang mika at tsvaoka, na natagpuan sa "mga batong porselana", ay dinurog sa pinong pulbos at inimbak nang higit sa 10 taon. Ginawa ito upang gawing flexible ang materyal hangga't maaari. UnaAng mga produktong porselana sa China ay matataas at pahabang sisidlan. Sila ay may makintab na ibabaw at isang asul o madilim na berdeng kulay. Pinahahalagahan ang huli.

Ngayon ay pinaniniwalaan na ang China ang estado kung saan ang porselana ay pinakamalawak na ipinamamahagi. Totoo ito, bagama't sikat ito sa Europe, ngunit lumitaw ito roon nang maglaon, at mas matagal na umunlad ang produksyon nito.

Mga pangunahing uri ng palayok

Sa kasalukuyan, ang mga produktong clay ay may malawak na klasipikasyon. Kaya, ang mga gamit sa palayok ay maaaring hatiin sa dalawang pangunahing pangkat:

• unglazed ceramics (terracotta at pottery);
• glazed (majolica, faience, porcelain, fireclay).

Terracotta - mula sa Italian na "baked earth". Ang mga produkto ay gawa sa may kulay na luad at may buhaghag na istraktura. Ginagamit ang terracotta sa paggawa ng mga plorera, pinggan, pati na rin mga laruan at tile.

Mas mahirap iproseso ang pottery pottery. Upang gawin itong hindi tinatablan ng tubig, kinakailangan ang buli. Dagdag pa, ang produkto ay napapailalim sa paglamlam. Upang gawin ito, iniwan ito sa isang mainit na hurno sa usok hanggang sa ganap itong lumamig. Sa ngayon, maraming uri ng keramika, lalo na ang mga palayok, ay lubhang popular. Ginagamit ito sa pang-araw-araw na buhay para sa pag-iimbak ng gatas, maramihang materyales o bilang isang palamuti.

Para naman sa pangalawang uri - ang mga glazed ceramics, porselana at earthenware ang pinakasikat dito. Ang una ay mas mahal at labor-intensive sa produksyon, ang pangalawa ay praktikal at mura. Magkaiba sila sa bawat isa sa naglalaman ng mga produktong porselanamas kaunting luad at mas espesyal na mga additives. Bilang karagdagan, ang porselana ay translucent sa liwanag, hindi katulad ng earthenware.

Tungkol sa mga refractory

Ang mga produktong gawa sa clay mixtures ay refractory. Depende sa layunin, maaari silang makatiis ng mga temperatura mula 1,300 hanggang 2,000 degrees Celsius, at mas mataas pa. Ang isang espesyal na tapahan para sa pagpapaputok ng mga keramika ay ginagamit. Ang mga refractory na materyales ay pinaka-malawak na ginagamit sa proseso ng metalurhiko. Doon sila ginagamit sa pagdidisenyo ng mga blast furnace at unit.

Ito ay lubos na lohikal na sabihin na sa pagtaas ng temperatura, ang lakas ng refractory ay hindi nawawala, ngunit, sa kabaligtaran, tumataas. Ito ay nakamit dahil sa pagkakaroon ng refractory oxides, silicates at borides sa komposisyon. Ginagamit ang mga ito sa halos lahat ng dako kung saan nagaganap ang mga prosesong may mataas na temperatura. Kadalasan sila ay matatagpuan molded, iyon ay, sa anyo ng isang tiyak na produkto, halimbawa, isang brick. Bihirang, kailangang gumamit ng hindi hugis na mga refractory sa anyo ng pulbos.

Mga keramika sa konstruksyon

Ang bentahe ng mga ceramic na materyales ay ang kanilang mga stock ay halos walang limitasyon. Kasama ang kadalian ng paggawa at mataas na tibay ng naturang produkto, ngayon ito ay kailangang-kailangan sa industriya ng konstruksiyon. Kung kukuha tayo ng mga materyales sa dingding, ang clay brick ang nasa nangungunang posisyon dito.

Gayundin ang naaangkop sa mga ceramic tile, na, sa kabila ng hitsura ng mga polymer, ay hindi nawawalan ng lupa. Ginagamit pa rin ito para sa pagbibigay ng mga silid na may mataas na kahalumigmigan at temperatura. Kabilang sa mga nakaharap na materyalesnangunguna ang pinalawak na luad.

Sa nakalipas na ilang taon, ang produksyon ng mga hollow ceramic block at brick ay tumaas ng 4%. Ang kanilang produksyon ay nangangailangan ng kaunting pagbabago sa mga planta at pabrika ng ladrilyo, habang ang mga gastos ay nagbabayad sa unang taon ng mga benta. Sa ibang bansa, matagal nang nangunguna ang mga hollow ceramics at ibinebenta nang mas mahusay kaysa sa mga ordinaryong brick.

Mga espesyal na ceramic na materyales

Kabilang sa mga naturang produkto ang mga sanitary at sewer pipe. Ang una ay nahahati sa tatlong malalaking grupo:

• mula sa hard faience (porous shard);
• sanitary china (sintered shard);
• semi-porcelain (half-baked shard).

Ang mga pangunahing kinakailangan para sa sanitary ware ay paglaban sa mekanikal na pinsala, paglaban sa init. Ang recipe ay dapat sundin sa mahigpit na pagkakasunud-sunod, ang parehong naaangkop sa teknolohiya. Isang propesyonal na ceramic kiln at mataas na kalidad na hilaw na materyales lamang ang ginagamit. Kasama sa mga sanitary na produkto ang mga lababo, toilet bowl, bathtub, radiator, atbp. Ang isang tiyak na paraan upang suriin ang kalidad ng isang produkto ay ang bahagyang pag-tap sa case. Ang tunog ay dapat na malinaw at walang mga kalansing. Ito ay nagpapahiwatig ng pagpapaputok sa tamang temperatura at walang mga bitak.

Kung tungkol sa mga tubo ng alkantarilya, dapat silang may siksik na sintered shard. Ang mga ceramic pipe ay ginawa na may diameter na 150-600 mm. Karaniwang kumikinang sa loob at labas. Ang mga naturang produkto ay nailalarawanmataas na pagtutol sa agresibong kapaligiran at ligaw na kuryente. May katamtamang presyo ang mga ito, na ginagawang mas abot-kaya ang mga ito.

Mga katangiang pisikal at kemikal ng mga keramika

Gaya ng nabanggit sa itaas, lahat ng produkto ay maaaring hatiin sa dalawang malawak na grupo: siksik at buhaghag. Ang siksik ay may water absorption coefficient na mas mababa sa 5%, porous - 5% o higit pa. Ang huling grupo ay kinabibilangan ng mga sumusunod na produkto: clay brick (buhaghag at guwang), guwang na mga bato sa dingding, nakaharap sa mga tile, mga tile sa bubong. Mga produktong siksik na ceramic - mga brick sa kalsada at mga tile sa sahig. Parehong may buhaghag at siksik na ceramics ay matatagpuan sa sanitary industry.

Sa pagsasalita ng mga katangiang pisikal at kemikal, imposibleng hindi pansinin ang pangunahing kawalan ng mga keramika. Binubuo ito sa mas mataas na hina kumpara sa iba pang mga materyales. Gayunpaman, ang mataas na kakayahang magamit at kakayahang magamit ang materyal na ito ay isa sa pinakasikat sa maraming industriya at maging sa pang-araw-araw na buhay. Ginagawang posible ng mga modernong teknolohiya na makakuha ng makinis na ibabaw kaagad pagkatapos ng pagpapaputok. Kung gusto mong makamit ang isang tiyak na kulay, pagkatapos ay magdagdag ng mga oxide ng bakal o kob alt.

Mga tampok ng microstructure

Kapag pinainit, unti-unting nagiging likido ang mga ceramics. Ito ay nakikilala sa pamamagitan ng isang malaking bilang ng mga simple at kumplikadong mga compound. Sa paglamig, nangyayari ang pagkikristal. Ito ay nagpapakita ng sarili sa pag-ulan ng mga dalisay na kristal, na lumalaki sa laki. Kapag tumigas ang masa, nabubuo ito sa istrakturamicroconglomerate. Sa loob nito, ang mga butil ng mullite ay nasemento ng isang matigas na masa. Ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay ng iyong pansin na ang mga atomo ng oxygen ay bumubuo ng isang uri ng matrix. Naglalaman ito ng maliliit na atomo ng metal na pinapalitan sa mga voids sa pagitan nila. Dahil dito, ang mga ionic bond ay nangingibabaw sa microstructure at medyo hindi gaanong covalent bond. Nakakamit ang katatagan at katatagan ng kemikal sa pamamagitan ng pagkakaroon ng malalakas at matibay na compound ng kemikal.

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang paggamit ng mga ceramic na materyales ay limitado. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga kristal ay hindi perpekto. Ang mga kristal na sala-sala ay may maraming mga depekto: atomic-sized na mga pores, mga deformation, atbp. Ang lahat ng ito ay makabuluhang nakapipinsala sa lakas. Gayunpaman, mayroong ilang mga nuances dito. Halimbawa, kung ang teknolohiya ay sinusunod sa panahon ng paggawa ng isang partikular na uri ng ceramic, posible na makamit ang magagandang resulta sa lakas. Upang gawin ito, napakahalagang obserbahan ang rehimen ng temperatura at ang tagal ng pagpapaputok ng produkto.

Mga katangian at katangian ng luad

Ang Clay ay isang sedimentary rock na, anuman ang komposisyon at istraktura, kapag inihalo sa tubig, ay bumubuo ng isang plastic na materyal. Pagkatapos ng pagpapaputok - isang parang bato na katawan. Karaniwan ang halo ay siksik, karamihan ay binubuo ng mga aluminosilicates. Kadalasan, ang mga bato tulad ng quartz, feldspar, sulfur pyrites, pati na rin ang mga hydroxides at carbonates ng calcium, magnesium at titanium compound ay matatagpuan din sa clay.

Ang Kaolins ang mga purong clay na kilala ngayon. Halos ganap na binubuo ng kaolinit. Pagkatapos litson kumuhaKulay puti. Ang plasticity na kinakailangan para sa pagproseso ay nakakamit dahil sa pagkakaroon ng mga pinong butil ng clay matter (0.005 mm) sa istraktura. Naturally, mas maraming ganoong substance sa komposisyon, mas mataas ang plasticity, at vice versa.

Ang mga pangunahing katangian ng ceramic ng clays ay kinabibilangan ng:

• plasticity - pagpapapangit nang hindi nasisira ang integridad;
• pagkakakonekta;
• pag-urong ng hangin at apoy;
• paglaban sa sunog.

Ngayon, ginagamit ang iba't ibang mga thinning at enriching additives, na nagpapahintulot sa pagbabago ng mga katangian ng materyal sa isang direksyon o iba pa. Ito ay humahantong sa katotohanan na ang mga produktong ceramic ay nagiging mas in demand at abot-kaya.

Technological scheme of production

Ang mga katangian ng mga ceramic na materyales ay nagpapahiwatig ng posibilidad ng paggamit ng mga clay sa iba't ibang industriya. Ito ay humantong sa katotohanan na mayroong isang malaking demand, at dahil dito, ang supply ay tumaas. Ang mga production plant sa karamihan ng mga kaso ay gumagana ayon sa parehong pattern:

• pagkuha ng mga hilaw na materyales;
• paghahanda;
• paghugis at pagpapatuyo;
• pagihaw at paglabas ng produkto.

Upang mabawasan ang mga gastos, karaniwang itinatayo ang mga pabrika sa malapit sa deposito ng luad. Ang pagmimina ay isinasagawa sa isang bukas na paraan, iyon ay, sa isang excavator. Ang susunod na hakbang ay ihanda ang masa. Ang mga hilaw na materyales ay pinayaman, dinurog at pinaghalo hanggang sa isang homogenous na masa. Ang pagbuo ng hinaharap na ceramic na produkto ay isinasagawa sa pamamagitan ng basa at tuyo na mga pamamaraan. Sa unang kaso, ang masa ay moistened hanggang sa 25%, at sa pangalawa - hindi hihigit sa 12%.

Noon, kadalasang ginagamit ang natural na pagpapatuyo. Gayunpaman, ang resulta ay higit na nakasalalay sa lagay ng panahon. Samakatuwid, sa ulan o malamig, ang halaman ay nakatayo pa rin. Samakatuwid, ang mga espesyal na dryer (gas) ay ginagamit. Ang pinakamahalagang hakbang ay ang pagpapaputok. Napakahalaga na sumunod sa teknolohiya, na medyo kumplikado. Malaki rin ang nakasalalay sa paglamig ng mga keramika. Ang isang matalim na pagbaba ng temperatura ay hindi pinapayagan, na maaaring humantong sa isang kurbada ng eroplano. Pagkatapos lamang maaari kang magbenta ng mga ceramic na materyales. Ang teknolohiya ng produksyon, tulad ng nakikita mo, ay hindi simple, ito ay binubuo ng ilang mga yugto. Dapat sundin ang bawat isa sa kanila. Kung hindi ito mangyayari, kung gayon sa mga istante ng tindahan ay makikilala natin ang kasal.

Kaunti tungkol sa mga disadvantages ng ceramics

Tulad ng nabanggit na, ang komposisyon ng mga ceramic na materyales ay hindi perpekto. Sa partikular, nakakaapekto ito sa lakas ng produkto ng luad. Anumang mekanikal na pinsala ay maaaring magpakita mismo bilang isang chip, crack, atbp. Ito ang pangunahing kawalan. Ngunit may iba pang mga kadahilanan na humahadlang sa malawakang pagpapakalat ng materyal na aming isinasaalang-alang. Ang isa sa kanila ay mataas na gastos. Halimbawa, ang mga ceramic tile para sa bubong ng isang country house ay isang mahusay na solusyon mula sa isang aesthetic na punto ng view, ngunit ang gayong kasiyahan ay magiging napakamahal.

Kasabay nito, ang hitsura nito ay tatagal ng hindi hihigit sa 5 taon na may wastong pangangalaga. Sa hinaharap, nangyayari ang pagkupas, ang hitsura ng lumot sa ibabaw, atbp. Kasabay nito, ang pagkasira at pagkasira ay humahantong sa katotohanan na ang anumangAng mekanikal na pinsala ay maaaring maging sanhi ng pagtagas ng bubong, at kakaunti ang magugustuhan nito. Siyempre, ang modernong ceramic na materyal ay mukhang napaka-kahanga-hanga, na nakamit dahil sa malawak na texture ng mga kulay at mataas na kalidad ng pagkakagawa. Ngunit ito ay mahal pa rin, na kadalasang nagpapaisip tungkol sa pagiging angkop ng gayong pagpipilian.

Ibuod

Isinaalang-alang namin ang mga pangunahing katangian ng mga ceramic na materyales. Batay sa lahat ng nasa itaas, maaari nating tapusin na ang mga naturang produkto ay may ilang natatangi. Ito ay namamalagi sa katotohanan na sa kawalan ng mekanikal na pinsala, sila ay magtatagal ng napakatagal. Bilang karagdagan, ang ceramic na materyal para sa paghahagis ng likidong metal sa mga pabrika ay kailangan din, dahil nakakayanan nito ang mataas na temperatura.

Tungkol sa pang-araw-araw na buhay, kung gayon ang mga ceramics ay lubhang madaling gamitin. Ang mga espesyal na pagkain para sa pagluluto sa oven, kahit na binago nila ang kanilang hitsura sa mga nakaraang taon, ay ginawa pa rin mula sa materyal na ito. Ang porselana, sa kabila ng mataas na halaga nito, ay may eleganteng hitsura at kaaya-aya sa mata. Nalalapat din ito sa earthenware, na, kung maayos na isagawa, ay mahirap makilala sa porselana.

Sa anumang kaso, ang ceramic na materyal ay dapat gamitin. Pangunahin ito dahil sa malalaking reserba ng natural na luad. Talagang marami ito, at bawat taon ay parami nang parami ang mga bagong quarry para sa pagkuha ng likas na yaman na ito ay binuo. Ang pangalawang mahalagang salik ay ang pagiging magiliw sa kapaligiran. Dati, walang pagkakataon ang mga taogumamit ng anumang nakakapinsalang additives upang mapabuti ang mga katangian ng lakas ng produkto. Ngayon ang sitwasyon ay nagbago, kahit na hindi masyadong kritikal. Ang mga ceramic tile, hindi katulad ng mga sintetikong materyales, ay hindi nakakapinsala sa kalusugan. Nalalapat din ito sa mga ceramic dish, na, kung ihahambing sa plastic, lalo na kung ang huli ay pinainit, ay walang anumang pinsala.