Proprietățile porțelanului și aplicarea acestuia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Termenul „porțelan” se referă la o gamă largă de produse ceramice care sunt realizate la temperaturi ridicate. Caracteristicile lor distinctive sunt suprafața netedă și porozitatea scăzută. Aceste proprietăți ale porțelanului sunt solicitate pe scară largă până în prezent. Este dificil să găsești o industrie sau o economie națională, oriunde este folosită.

Cel mai comun porțelan decorativ, precum și articole din sticlă chimică, coroane dentare și izolatori electrici. De obicei alb sau aproape alb, pentru „coacet” acest minunat material ajunge ca o piesă de ceramică de neprezentat, care își va dobândi forma familiară abia după prăjire în cuptoare la temperatură ridicată.

Avantajele serviciilor chinezești

În acest articol, vom discuta despre proprietățile și tipurile de porțelan. Veți înțelege de ce acest material a fost atât de popular în întreaga lume încât expediții uriașe au fost echipate pentru a-l cumpăra. Pentru un serviciu frumos, pe care astăzi îl puteți cumpăra din orice magazin, atunci ați putea fi ucis.

Destul de ciudat, dar produsele maeștrilor chinezi cu ceramica de astăzi sunt doar rude, dar nu direct. Pentru a vedea acest lucru, este suficient să ne amintim proprietățile de bazăporțelan, care a ieșit din atelierele Regatului de Mijloc. Materialele sunt foarte asemănătoare între ele: atât porțelanul modern, cât și cel vechi pot fi glazurate sau „naturale”. Dar ceramica simplă este mult mai moale. Și nu se poate oferi un serviciu de în altă calitate.

De ce se întâmplă asta?

Proprietățile porțelanului, cum ar fi rezistența și rezistența la căldură, sunt rezultatul temperaturilor ridicate la care sunt produse ceramica chinezească adevărată. Este produs la o temperatură de 2.650 de grade Fahrenheit (1.454 de grade Celsius). Comparați asta cu 2.200 de grade Fahrenheit (1.204 de grade Celsius) pentru porțelanul simplu. Deoarece al doilea material este de calitate inferioară, nu este utilizat în industria chimică și în alte ramuri tehnologice ale științei. În plus, este porțelan chinezesc de cea mai în altă calitate care este transparent la lumină. Ceramica brută nu poate da un astfel de efect.

Pasiuni de spionaj

„Pasta tare”, sau adevăratul porțelan, a apărut pentru prima dată în China în timpul dinastiei Tang (618-907). Dar produsele cu adevărat de în altă calitate, în proprietățile lor deloc inferioare celor moderne, au devenit cunoscute lumii abia în timpul dinastiei Yuan (1279-1368). Porțelanul chinezesc timpuriu era format din caolin (argilă de porțelan) și pegmatită, un tip de granit dur.

Olarii europeni nu l-au cunoscut până la importul de echipamente chinezești în Evul Mediu. Europenii au încercat să dubleze proprietățile porțelanului, dar nu au reușit în această chestiune. Din moment ce analizează compoziția sa chimică au fostneputând, produsele realizate de ei semănau cu mâncăruri elegante, fragile și în același timp rezistente doar exterior. Așa s-a dovedit. Adevărate războaie de spioni au avut loc pentru a obține secretul producției adevărate de porțelan, dar chinezii și-au păzit secretul mai mult decât viața.

De ce a fost acest material atât de popular? Motivul este proprietățile fizice excelente ale porțelanului. Este mai puternic decât ceramica obișnuită, are o conductivitate termică ridicată, ceea ce face posibilă prepararea unui ceai excelent în ceainice. In plus, datorita glazurii, portelanul are o murdarie extrem de redusa, patandu-se doar sub influenta pigmentilor sintetici. Cupele de la serviciile antice chineze rămân albe după multe secole.

Ersatzy

După ce au amestecat sticla cu oxid de staniu pentru a face un material opac, artizanii europeni au încercat să combine lutul și sticla mată. Aceste alternative au devenit cunoscute ca „pastă moale” sau porțelan artificial. Dar două circumstanțe neplăcute au fost supărătoare: toate aceste materiale s-au dovedit prea moi, a fost imposibil să se facă produse cu adevărat subțiri și elegante din ele, iar costurile de producție au fost prea mari. Pe scurt, proprietățile porțelanului „de tip ersatz” erau departe de a fi perfecte.

Există dovezi că maeștrii noștri au stăpânit și arta producerii porțelanului adevărat, dar toate secretele ceramicii rusești s-au pierdut în timpul invaziei tătaro-mongole, când orașe întregi au fost arse împreună cu toți locuitorii lor. S-a realizat și o oarecare descoperireenglezii. Au creat un tip de material „os”.

Dar ce este bone china, ale cărei principale proprietăți l-au făcut incredibil de popular în vechea Europa?

Istoria creației

În 1707, doi germani pe nume Ehrenfried W alther von Chimhaus și Johan Friedrich Bottger descoperă o metodă de producție mai „sănătoasă”, care folosește argilă și feldspat măcinat fin. În secolul al XVII-lea, artizanii englezi au aflat prin experimente că porțelanul, aproape identic cu porțelanul chinezesc, putea fi obținut prin adăugarea de oase arse măcinate fin la acest amestec.

Și mai târziu s-a dovedit că versiunea în limba engleză vă permite să produceți ceramică transparentă la temperaturi mult mai scăzute, ceea ce reduce semnificativ costul de producție. În plus, porțelanul de la Foggy Albion a luptat mult mai rău, a fost mult mai puternic. Așa că nu este surprinzător că britanicii au umplut în curând jumătate din Lumea Veche și aproape întreaga Lume Nouă cu serviciile lor.

Care sunt proprietățile porțelanului? În primul rând, produsele fabricate din acesta se disting prin rezistență ridicată, greutate redusă și pereți subțiri. În al doilea rând, acest tip de ceramică nu poate fi folosit în industria chimică, deoarece substanțele din compoziția sa reacţionează cu acizii şi alcaline.

Materie prime

Așa cum am spus, principalele componente ale acestui material sunt extrem de simple: argilă, feldspat, minerale cu conținut de calciu. Până acum, diverse companii concurează între ele, deoarece s-a stabilit rapid căproprietățile porțelanului și faianței pot fi schimbate radical prin adăugarea de noi elemente în compoziția sa. Desigur, dacă experiența are succes.

In ciuda faptului ca compozitia argilei variaza in functie de locul extragerii acesteia, aceasta se transforma totusi in sticla (ceea ce asigura netezimea produsului final) doar la temperaturi extrem de ridicate. Dar acest lucru este valabil numai pentru acele cazuri în care argilele nu sunt amestecate cu materiale al căror prag de vitrificare este mai scăzut. Cu toate acestea, spre deosebire de sticlă, argila este stabilă termic, ceea ce înseamnă că își păstrează forma chiar și atunci când este încălzită la o temperatură ridicată.

Deci, acest material este cu adevărat unic, deoarece combină porozitatea scăzută a sticlei cu stabilitatea și rezistența relativă a ceramicii simple. Caolinul, un hidroaluminosilicat, a fost folosit ca principal tip de materie primă în orice moment. Feldspatul (conținând silicat de aluminiu) și silexul, un tip de cuarț dur, sunt ingrediente extrem de importante în orice tip de porțelan. Se topesc când sunt încălzite, legând materialul împreună.

Cuarț - „inima” porțelanului

Aceasta este cheia puterii. Proprietățile porțelanului (și folosirea acestuia) se datorează în mare măsură acestei caracteristici particulare: se sparge slab (comparativ cu sticla), iar distanțele mici dintre particule asigură impermeabilitatea materialului la aer, apă și alți compuși.

Cuarțul este un „aliaj” de oxigen și siliciu, cele două elemente cele mai abundente din scoarța terestră. Are trei forme funcționale: direct cuarț (cristale), opal(soi amorf) și nisip (fracție mixtă, murdară). În general, cuarțul a fost folosit de mult timp în producția artizanală. Porțelanul poate conține, de asemenea, alumină și piatră de săpun, mai bine cunoscute ca „piatră de săpun”.

Proces de producție

După ce materiile prime sunt selectate și cântărite, acestea trec în producție. În primul rând, este curățat și măcinat în fracțiuni foarte fine. După aceea, toate componentele sunt amestecate în proporția necesară, în funcție atât de condițiile de producție, cât și de caracteristicile produselor finale. Imediat ce acestea din urmă sunt formate, pot fi trimise imediat la cuptor sau sunt pre-curățate și apoi acoperite cu un strat de glazură.

Desigur, sticla zdrobită acționează mai întâi în rolul său. Și numai după aceea, viitoarele vaze, căni, vase de toaletă și coroane dentare sunt trimise la gura cuptorului. Acum să ne uităm la fiecare etapă separat. La urma urmei, proprietățile porțelanului și aplicarea acestuia depind de succesul lor!

Zdrobirea materiilor prime

Poate, aceasta este una dintre cele mai importante operațiuni, deoarece calitatea produsului final depinde de minuțiozitatea implementării acestuia. Zdrobirea se realizează folosind concasoare mecanice uriașe cu tambur. La a doua trecere, dimensiunea particulelor este adusă la 0,25 cm. Pentru a transforma materia primă în praf fin, se folosesc concasoare speciale cu bile. Acestea sunt cilindri uriași de oțel plini cu bile metalice. Când întreaga structură se rotește, particulele de materii prime se transformă într-o masă omogenă de măcinare extrem de fină.

Curăţare şi amestecare

Amestecul este trecut prin filtre fine și apoi alimentat la un „conveior” special, care este o tablă de oțel înclinată. Ele vibrează, drept urmare materiile prime nu sunt numai amestecate automat, ci și sortate, deoarece particulele cele mai mari sunt împinse în sus. Dacă este necesar material umezit, apa este pulverizată automat în conductă.

Uneori se folosesc filtre cu magneți puternici, deoarece aceștia din urmă pot elimina cele mai mici impurități de fier. Acesta din urmă, dacă intră în produsul finit, îi va da o nuanță roșie nedorită. După aceea, produsele finite sunt trimise la cuptor, unde sunt arse la temperaturile deja indicate de noi.

De ce condiții de producție pot depinde proprietățile produsului?

De remarcat că în timpul arderii finale există multe procese care afectează direct proprietățile porțelanului rece. În primul rând, toate impuritățile organice de carbon sunt arse, excesul de apă este evaporat, diverse fracțiuni gazoase ies din grosimea viitorului produs. Dacă în același timp temperatura nu este adusă la 1100 de grade Celsius, atunci siliciul și alte componente ale glazurii nu se vor putea topi, ceea ce înseamnă că nu vor forma un strat neted și neutru din punct de vedere chimic pe suprafața ceramică.

În plus, aceste conexiuni sunt necesare pentru a reduce distanța dintre particulele de materiale, pentru o conexiune mai fiabilă între ele. Odată ce densitatea dorită a fost atinsă,produsul este răcit, în urma căreia glazura „se trage împreună”, devine netedă și deosebit de durabilă.

Rezultate

Deci de ce descriem toate acestea? Chestia este că proprietățile acestui material depind îndeaproape de caracteristicile și condițiile de fabricație a acestuia. De exemplu, rezistența depinde de procentul de conținut de feldspat din masă, iar numărul de pori din porțelan este cu cât este mai mic, cu atât mai mult feldspat. Pe măsură ce cuarțul și reziduul obținut din descompunerea substanței argiloase se dizolvă în sticlă, scheletul materialului porțelan devine mai slab și deformările cresc. În funcție de finețea măcinarii cuarțului, de compoziția masei, de temperatură și de durata arderii, compoziția fazei vitroase include de la 15 la 40% din totalul cuarțului introdus în masă. Cu cât este mai mult, porțelanul este mai subțire și mai „aerisit”.

Proprietățile materialelor ceramice ca dielectrice se caracterizează în principal prin rezistența la trecerea curentului electric în material și pe suprafața izolatorului. Distingeți între volumul specific și rezistența specifică la suprafață a porțelanului.

Pe lângă aceasta, proprietățile chimice ale porțelanului sunt de mare importanță practică. Mai exact, absența lor. Ceramica glazurată cu adăugarea unei cantități mari de feldspat și cuarț este neutră din punct de vedere chimic. Credeți de ce sunt făcute mortarele farmaciștilor și chimiștilor din acest material? Este mult mai puternic decât sticla, dar nu reacționează.

Starea actuală

Astăzi, ceramica (și în special porțelanul) se confruntă cu o secundănaștere. S-a dovedit că aceste materiale pot fi utilizate în producția de diferite tipuri de microelectronice. Importanța acestui lucru pentru civilizația modernă nu trebuie să fie explicată. Oamenii de știință au mai descoperit că atunci când se adaugă anumiți aditivi, rezistența porțelanului crește exponențial. În prezent, chiar și cercetări promițătoare sunt în curs de desfășurare în domeniul creării de noi tipuri de armuri pe baza acesteia. Deci nu numai vasele de toaletă!

În sfârșit, acest material devine din ce în ce mai important în medicină. Diverse proteze și coroane dentare magnifice - cererea pentru ele crește în fiecare an. Prin urmare, vechea invenție chineză va rămâne relevantă pentru o perioadă foarte lungă de timp.