Bahan seramik: sifat, teknologi pengeluaran, aplikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Tembikar pertama muncul lama sebelum orang belajar cara melebur logam. Periuk dan kendi purba yang ditemui oleh ahli arkeologi sehingga hari ini adalah buktinya. Perlu diingat bahawa bahan seramik mempunyai sifat unik yang menjadikannya sangat diperlukan di beberapa kawasan. Mari lihat ciri-ciri seramik dengan anda, bercakap tentang pengeluaran dan ciri-cirinya.

Maklumat am

Dapatkan produk seramik dengan mensinter tanah liat dan campuran dengan bahan tambahan organik. Kadangkala oksida sebatian tak organik digunakan. Produk pertama seperti itu muncul 5,000 tahun yang lalu. Pada masa ini, teknologi pengeluaran telah meningkat dengan ketara, dan hari ini produk seramik berkekuatan tinggi tersedia untuk kami. Ia digunakan dalam pembinaan untuk pelapisan fasad, lantai, dinding, dll.

Terdapat tembikar dengan serpihan yang padat dan berliang. Perbezaan utama antara keduanya ialah serpihan padat adalah kalis air. Ini adalah produk porselin, jubin lantai, dll. Berliangserpihan - jubin, batu seramik, paip saliran dan banyak lagi.

Sejarah kejadian

Perkataan "seramik" dalam bahasa Yunani bermaksud "tanah liat". Sememangnya, beberapa jenis campuran digunakan untuk membuat sebarang produk. Bahan-bahan yang diperlukan telah ditambah kepadanya, bergantung pada apa yang perlu diperoleh pada akhirnya. Pada mulanya, dengan tangan, dan agak kemudian pada mesin khas, bentuk khas diberikan kepada produk tanah liat. Selepas itu, produk seramik dibakar dalam tanur pada suhu tinggi.

Banyak negara menggunakan teknologi pengeluaran mereka sendiri. Ini terpakai kepada tembikar, lukisan dan kaca. Mesir dianggap sebagai negeri pertama yang telah mencapai perkembangan ketara dalam industri ini. Ia adalah pengeluaran seramik di sana yang ditubuhkan pada mulanya. Produk diperbuat daripada tanah liat yang kasar dan tidak bercampur, tetapi kemudian teknologinya bertambah baik. Hari ini, batu bata tanah liat kuning ditemui yang didakwa digunakan dalam pembinaan piramid Memphis.

Kedatangan porselin

Jade telah digunakan di China sejak sekian lama. Ia cantik, tetapi agak rapuh dan sukar untuk dikendalikan. Selepas bertahun-tahun mencari, penyelesaian telah ditemui. Porselin lebih mudah untuk dihasilkan. Walau bagaimanapun, walaupun di sini terdapat nuansa. Contohnya, mika dan tsvaoka, yang terdapat dalam "batu porselin", dikisar menjadi serbuk halus dan disimpan selama lebih daripada 10 tahun. Ini dilakukan untuk menjadikan bahan sefleksibel mungkin. PertamaProduk porselin di China adalah kapal yang tinggi dan memanjang. Mereka mempunyai permukaan yang digilap dan warna biru atau hijau gelap. Yang terakhir dinilai paling tinggi.

Hari ini dipercayai bahawa China adalah negeri di mana porselin paling banyak diedarkan. Ini benar, walaupun ia popular di Eropah, tetapi ia muncul di sana kemudian, dan pengeluarannya berkembang lebih lama.

Jenis tembikar utama

Pada masa ini, produk tanah liat mempunyai klasifikasi yang luas. Jadi, barangan tembikar boleh dibahagikan kepada dua kumpulan utama:

• seramik tanpa kaca (terakota dan tembikar);
• berlapis (majolica, faience, porselin, fireclay).

Terracotta - daripada bahasa Itali "tanah bakar". Produk diperbuat daripada tanah liat berwarna dan mempunyai struktur berliang. Terakota digunakan untuk membuat pasu, pinggan mangkuk, serta mainan dan jubin.

Tembikar tembikar lebih sukar untuk diproses. Untuk menjadikannya kalis air, penggilap diperlukan. Selanjutnya, produk tertakluk kepada pewarnaan. Untuk melakukan ini, ia dibiarkan dalam ketuhar panas dalam asap sehingga ia sejuk sepenuhnya. Hari ini, banyak jenis seramik, khususnya tembikar, sangat popular. Ia digunakan dalam kehidupan seharian untuk menyimpan susu, bahan pukal atau sebagai hiasan.

Bagi jenis kedua - seramik berlapis, porselin dan tembikar adalah yang paling popular di sini. Yang pertama adalah lebih mahal dan intensif buruh dalam pengeluaran, yang kedua adalah praktikal dan murah. Mereka berbeza antara satu sama lain dalam produk porselin yang mengandungikurang tanah liat dan lebih banyak bahan tambahan istimewa. Selain itu, porselin adalah lut sinar dalam cahaya, tidak seperti tembikar.

Mengenai refraktori

Produk yang diperbuat daripada campuran tanah liat adalah tahan api. Bergantung pada tujuan, mereka boleh menahan suhu dari 1,300 hingga 2,000 darjah Celsius, dan lebih tinggi lagi. Kiln khas untuk membakar seramik digunakan. Bahan refraktori paling banyak digunakan dalam proses metalurgi. Di sana ia digunakan untuk mereka bentuk relau letupan dan unit.

Adalah logik untuk mengatakan bahawa dengan peningkatan suhu, kekuatan refraktori tidak hilang, tetapi, sebaliknya, meningkat. Ini dicapai kerana kehadiran oksida refraktori, silikat dan borida dalam komposisi. Ia digunakan hampir di mana-mana di mana proses suhu tinggi berlaku. Selalunya mereka didapati dibentuk, iaitu, dalam bentuk produk tertentu, sebagai contoh, batu bata. Jarang sekali, anda perlu menggunakan refraktori tidak berbentuk dalam bentuk serbuk.

Seramik dalam pembinaan

Kelebihan bahan seramik ialah stoknya boleh dikatakan tidak terhad. Bersama-sama dengan kemudahan pengeluaran dan ketahanan tinggi produk sedemikian, hari ini ia sangat diperlukan dalam industri pembinaan. Jika kita mengambil bahan dinding, maka bata tanah liat menempati kedudukan utama di sini.

Perkara yang sama berlaku untuk jubin seramik, yang, walaupun kelihatan seperti polimer, tidak kehilangan tempat. Ia masih digunakan untuk melengkapkan bilik dengan kelembapan dan suhu yang tinggi. Antara bahan yang dihadapitanah liat mengembang mengambil tempat pertama.

Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, pengeluaran blok seramik berongga dan bata telah meningkat sebanyak 4%. Pengeluaran mereka memerlukan perubahan minimum dalam kilang dan kilang bata, manakala kos membayar pada tahun pertama jualan. Di luar negara, seramik berongga telah lama mengambil kedudukan utama dan dijual jauh lebih baik daripada batu bata biasa.

Bahan seramik istimewa

Produk sedemikian termasuk paip kebersihan dan pembetung. Yang pertama dibahagikan kepada tiga kumpulan besar:

• dari faience keras (serpihan berliang);
• cina sanitari (serpihan tersinter);
• separa porselin (serpihan separuh masak).

Keperluan utama untuk peralatan sanitari adalah ketahanan terhadap kerosakan mekanikal, rintangan haba. Resipi mesti diikuti dalam susunan yang ketat, perkara yang sama berlaku untuk teknologi. Hanya tanur seramik profesional dan bahan mentah berkualiti tinggi digunakan. Produk kebersihan termasuk singki, mangkuk tandas, tab mandi, radiator, dsb. Cara yang pasti untuk memeriksa kualiti produk adalah dengan mengetik ringan pada bekas itu. Bunyi hendaklah jelas dan bebas daripada bunyi kompang. Ini menunjukkan penembakan pada suhu yang betul dan tiada keretakan.

Bagi paip pembetung, ia mestilah mempunyai serpihan tersinter yang padat. Paip seramik dihasilkan dengan diameter 150-600 mm. Biasanya berlapis kaca dalam dan luar. Produk sedemikian dicirikanrintangan yang tinggi terhadap persekitaran yang agresif dan arus elektrik sesat. Harganya sederhana, menjadikannya lebih mampu milik.

Sifat fizikal dan kimia seramik

Seperti yang dinyatakan di atas, semua produk boleh dibahagikan kepada dua kumpulan besar: padat dan berliang. Padat mempunyai pekali penyerapan air kurang daripada 5%, berliang - 5% atau lebih. Kumpulan terakhir termasuk produk berikut: bata tanah liat (berliang dan berongga), batu dinding berongga, jubin menghadap, jubin bumbung. Produk seramik padat - bata jalan dan jubin lantai. Kedua-dua seramik berliang dan padat terdapat dalam industri kebersihan.

Bercakap tentang sifat fizikal dan kimia, adalah mustahil untuk tidak menyedari kelemahan utama seramik. Ia terdiri daripada peningkatan kerapuhan berbanding bahan lain. Namun begitu, ketersediaan dan serba boleh yang tinggi menjadikan bahan ini antara yang paling popular dalam banyak industri dan juga dalam kehidupan seharian. Teknologi moden memungkinkan untuk mendapatkan permukaan licin serta-merta selepas menembak. Jika anda ingin mencapai warna tertentu, kemudian tambahkan oksida besi atau kob alt.

Ciri-ciri struktur mikro

Apabila dipanaskan, seramik beransur-ansur menjadi cecair. Ia dibezakan oleh sebilangan besar sebatian mudah dan kompleks. Pada penyejukan, penghabluran berlaku. Ia menunjukkan dirinya dalam pemendakan kristal tulen, yang meningkat dalam saiz. Apabila jisim mengeras, ia terbentuk dalam strukturmikrokonglomerat. Di dalamnya, bijirin mullite disimen oleh jisim yang mengeras. Perlu diberi perhatian bahawa atom oksigen membentuk sejenis matriks. Ia mengandungi atom logam kecil yang digantikan dalam lompang di antara mereka. Akibatnya, ikatan ionik mendominasi dalam struktur mikro dan ikatan kovalen yang agak kurang. Kestabilan dan kestabilan kimia dicapai melalui kehadiran sebatian kimia yang kuat dan tahan lama.

Seperti yang dinyatakan di atas, penggunaan bahan seramik adalah terhad. Ini disebabkan oleh fakta bahawa kristal tidak sempurna. Kekisi kristal mempunyai banyak kecacatan: liang bersaiz atom, ubah bentuk, dll. Semua ini menjejaskan kekuatan dengan ketara. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa nuansa di sini. Sebagai contoh, jika teknologi diperhatikan semasa pembuatan jenis seramik tertentu, adalah mungkin untuk mencapai hasil yang baik dalam kekuatan. Untuk melakukan ini, adalah sangat penting untuk memerhatikan rejim suhu dan tempoh pembakaran produk.

Ciri dan sifat tanah liat

Tanah liat ialah batu sedimen yang, tanpa mengira komposisi dan struktur, apabila dicampur dengan air, membentuk bahan plastik. Selepas menembak - badan seperti batu. Biasanya campuran itu padat, kebanyakannya terdiri daripada aluminosilikat. Selalunya, batuan seperti kuarza, feldspar, pirit sulfur, serta hidroksida dan karbonat sebatian kalsium, magnesium dan titanium juga terdapat dalam tanah liat.

Kaolin ialah tanah liat paling tulen yang diketahui hari ini. Hampir keseluruhannya terdiri daripada kaolinit. Selepas dibakar dapatkanWarna putih. Keplastikan yang diperlukan untuk pemprosesan dicapai kerana kehadiran butiran halus bahan tanah liat (0.005 mm) dalam struktur. Sememangnya, lebih banyak bahan sedemikian dalam komposisi, lebih tinggi keplastikan, dan sebaliknya.

Sifat seramik utama tanah liat termasuk:

• keplastikan - ubah bentuk tanpa memecahkan integriti;
• kesambungan;
• udara dan pengecutan api;
• tahan api.

Hari ini, pelbagai bahan tambahan penipisan dan pengayaan digunakan, yang membolehkan mengubah sifat bahan dalam satu arah atau yang lain. Ini membawa kepada fakta bahawa produk seramik semakin mendapat permintaan dan mampu milik.

Skim pengeluaran teknologi

Ciri-ciri bahan seramik menunjukkan kemungkinan menggunakan tanah liat dalam pelbagai industri. Ini membawa kepada fakta bahawa terdapat permintaan yang besar, dan akibatnya, penawaran meningkat. Kilang pengeluaran dalam kebanyakan kes berfungsi mengikut corak yang sama:

• pengekstrak bahan mentah;
• persediaan;
• membentuk dan mengeringkan;
• membakar dan keluaran produk.

Untuk meminimumkan kos, kilang biasanya dibina di sekitar kawasan deposit tanah liat. Perlombongan dijalankan secara terbuka, iaitu dengan jengkaut. Langkah seterusnya ialah menyediakan jisim. Bahan mentah diperkaya, dihancurkan dan dicampur sehingga jisim homogen. Pembentukan produk seramik masa depan dilakukan dengan kaedah basah dan kering. Dalam kes pertama, jisim dibasahkan sehingga 25%, dan dalam kes kedua - tidak lebih daripada 12%.

Dahulu, pengeringan semula jadi sering digunakan. Bagaimanapun, hasilnya bergantung pada cuaca. Oleh itu, dalam hujan atau sejuk, tumbuhan itu berdiri diam. Oleh itu, pengering khas (gas) digunakan. Langkah paling kritikal ialah menembak. Ia amat penting untuk mematuhi teknologi, yang agak rumit. Banyak juga bergantung pada penyejukan seramik. Penurunan suhu mendadak tidak dibenarkan, yang boleh menyebabkan kelengkungan pesawat. Barulah boleh jual bahan seramik. Teknologi pengeluaran, seperti yang anda lihat, tidak mudah, ia terdiri daripada beberapa peringkat. Setiap daripada mereka mesti diikuti. Jika ini tidak berlaku, maka di rak kedai kita boleh bertemu perkahwinan.

Sedikit tentang keburukan seramik

Seperti yang telah disebutkan, komposisi bahan seramik tidak sesuai. Khususnya, ini menjejaskan kekuatan produk tanah liat. Sebarang kerosakan mekanikal boleh nyata sebagai cip, retak, dll. Ini adalah kelemahan utama. Tetapi terdapat faktor lain yang menghalang penyebaran bahan yang sedang kita pertimbangkan secara meluas. Salah satunya adalah kos yang tinggi. Contohnya, jubin seramik untuk bumbung rumah desa adalah penyelesaian yang sangat baik dari sudut pandangan estetik, tetapi keseronokan sedemikian akan menjadi sangat mahal.

Pada masa yang sama, penampilannya akan bertahan tidak lebih daripada 5 tahun dengan penjagaan yang betul. Pada masa hadapan, pudar berlaku, kemunculan lumut di permukaan, dll. Bersama-sama ini, kerapuhan dan kerapuhan membawa kepada fakta bahawa apa-apakerosakan mekanikal boleh menyebabkan bumbung bocor, dan beberapa orang akan menyukainya. Sudah tentu, bahan seramik moden kelihatan sangat mengagumkan, yang dicapai kerana tekstur warna yang luas dan mutu kerja berkualiti tinggi. Tetapi ia masih mahal, yang sering membuatkan seseorang berfikir tentang kesesuaian pilihan sedemikian.

Ringkaskan

Kami telah mempertimbangkan sifat asas bahan seramik. Berdasarkan semua perkara di atas, kita boleh membuat kesimpulan bahawa produk tersebut mempunyai beberapa keunikan. Ia terletak pada hakikat bahawa jika tiada kerosakan mekanikal, mereka akan bertahan dalam masa yang sangat lama. Selain itu, bahan seramik untuk menuang logam cecair di kilang juga amat diperlukan, kerana ia boleh menahan suhu tinggi.

Bagi kehidupan seharian, seramik sangat berguna. Hidangan khas untuk memasak di dalam ketuhar, walaupun telah berubah penampilan mereka selama bertahun-tahun, masih dibuat dari bahan ini. Porselin, walaupun kosnya tinggi, mempunyai rupa yang elegan dan hanya menyenangkan mata. Ini juga terpakai kepada tembikar, yang, jika dilaksanakan dengan betul, sukar untuk dibezakan daripada porselin.

Walau bagaimanapun, bahan seramik mesti digunakan. Ini disebabkan terutamanya oleh rizab tanah liat semulajadi yang besar. Terdapat benar-benar banyak, dan setiap tahun semakin banyak kuari baru untuk pengekstrakan sumber semula jadi ini sedang dibangunkan. Faktor penting kedua ialah mesra alam. Sebelum ini, orang ramai tidak berpeluanggunakan sebarang bahan tambahan yang berbahaya untuk meningkatkan ciri kekuatan produk. Hari ini keadaan telah berubah, walaupun tidak terlalu kritikal. Jubin seramik, tidak seperti bahan sintetik, tidak berbahaya kepada kesihatan. Ini juga terpakai pada hidangan seramik, yang, berbanding dengan plastik, terutamanya jika yang terakhir dipanaskan, tidak membahayakan sama sekali.