Ўласцівасці фарфору і яго прымяненне

Тэрмін «фарфор» ставіцца да шырокага дыяпазону керамічных вырабаў, якія вырабляюцца пры высокіх тэмпературах. Іх адметныя рысы гладкая паверхня і нізкая сітаватасць. Гэтыя ўласцівасці фарфору шырока запатрабаваныя і дагэтуль. Складана адшукаць нейкую галіну прамысловасці ці народнай гаспадаркі, дзе б ён ні выкарыстоўваўся.

Найбольш распаўсюджаны дэкаратыўны фарфор, а таксама хімічная посуд, зубныя каронкі і электрычныя ізалятары. Звычайна белы або брудна-белы, на «выпяканне» гэты цудоўны матэрыял прыбывае непрезентабельным кавалкам керамікі, якая набудзе звыклы нам выгляд толькі пасля пражарку ў высокатэмпературных печах.

ўласцівасці фарфору

Перавагі кітайскіх сервізаў

У гэтым артыкуле мы абмяркуем ўласцівасці і віды фарфору. Вы зразумееце, чаму ва ўсім свеце гэты матэрыял карыстаўся такой папулярнасцю, што для яго пакупкі рыхтаваліся велізарныя экспедыцыі. За прыгожы сервіз, які сёння можна купіць у любой краме, тады маглі забіць.

Як ні дзіўна, але вырабы кітайскіх майстроў з цяперашняй керамікай - толькі сваякі, але не прамыя. Каб у гэтым пераканацца, дастаткова ўзгадаць асноўныя ўласцівасці фарфору, які выйшаў з майстэрняў Паднябеснай. Матэрыялы вельмі падобныя адзін на аднаго: як цяперашні, так і старажытны фарфор можа быць глазураваныя або «прыродным». Але простая кераміка значна мякчэй. І высакаякасны сервіз з яе зрабіць не атрымаецца.

Чаму так адбываецца?

Такія ўласцівасці фарфору, як трываласць і тэрмаўстойлівасць, - плён высокіх тэмператур, пры якіх вядзецца вытворчасць праўдзівай кітайскай керамікі. Яна вырабляецца пры тэмпературы 2 650 градусаў па Фарэнгейце (1 454 градуса Цэльсія). Параўнайце гэта з 2 200 градусамі па Фарэнгейце (1 204 градуса Цэльсія) для простага фарфору. Бо другі матэрыял мае больш нізкую якасць, ён не выкарыстоўваецца ў хімічнай прамысловасці і іншых тэхналагічных галінах навукі. Акрамя таго, менавіта кітайскі фарфор вышэйшай якасці празрысты на прасвет. Грубая кераміка такога эфекту даць не можа.

ўласцівасці фарфору і яго прымяненне

шпіёнскія жарсці

«Цвёрдая паста», ці праўдзівы фарфор, упершыню з'явілася ў Кітаі ў часы дынастыі Тан (618-907 гг.). Але сапраўды высакаякасная прадукцыя, па сваіх уласцівасцях нічым не якая саступае сучаснай, стала вядомая свеце толькі ў часы дынастыі Юань (1279-1368 гг.). Ранні кітайскі фарфор складаўся з кааліну (фарфоравая гліна) і пегматита - грубага тыпу граніту.

Ён быў невядомы еўрапейскім ганчарам да пачатку імпарту кітайскага абсталявання ў перыяд Сярэднявечча. Еўрапейцы паспрабавалі дубляваць ўласцівасці фарфору, але не атрымалі поспех у гэтай справе. Паколькі прааналізаваць яго хімічны склад яны былі не ў стане, вырабы, вырабляныя імі, нагадвалі хупавую, далікатную і ў той жа час трывалую посуд толькі знешне. Атрымлівалася так сабе. Каб здабыць сакрэт вытворчасці праўдзівага фарфору, разгортваліся сапраўдныя шпіёнскія вайны, аднак кітайцы больш, чым жыццём бераглі сваю тайну.

Чаму гэты матэрыял быў так папулярны? Прычына - выдатныя фізічныя ўласцівасці фарфору. Ён трывалей звычайнай керамікі, валодае высокай цеплаправоднасцю, што дазваляе заварваць ў імбрычках з яго цудоўны чай. Акрамя таго, за кошт глазуры фарфор валодае вельмі малой маркостью, афарбоўваючы толькі пад уздзеяннем сінтэтычных пігментаў. Кубкі са старажытных кітайскіх сервізаў праз многія стагоддзі захоўваюць беласць.

фізічныя ўласцівасці фарфору

эрзац

Пасля змешвання шкла з аксідам волава, каб атрымаць непразрысты матэрыял, еўрапейскія рамеснікі паспрабавалі аб'яднаць гліну і матавае шкло. Гэтыя альтэрнатывы сталі вядомымі як «мяккая паста», ці штучны фарфор. Але засмучалі два непрыемных абставіны: усе гэтыя матэрыялы былі дужа мяккімі, з іх немагчыма было зрабіць сапраўды тонкія, хупавыя вырабы, ды і выдаткі на вытворчасць былі занадта вялікія. Словам, ўласцівасці фарфору «эрзац-тыпу» былі вельмі далёкія ад дасканаласці.

Маюцца звесткі, што нашы майстры таксама валодалі мастацтвам вытворчасці праўдзівага фарфору, але ўсё сакрэты рускай керамікі былі страчаны ў перыяд татара-мангольскага нашэсця, калі выпальвалі цэлыя гарады разам з усімі іх насельнікамі. Пэўнага прарыву змаглі дасягнуць таксама англічане. Яны стварылі «касцяную» разнавіднасць матэрыялу.

Але што такое касцяной фарфор, асноўныя ўласцівасці якога забяспечылі яму неверагодную папулярнасць у старой Еўропе?

Гісторыя стварэння

У 1707 годзе два немца па імі Эренфрид Вальтэр фон Чимхаус і Ёхан Фрыдрых Боттгер адкрываюць больш «разумны» спосаб вытворчасці, пры якім выкарыстоўваецца гліна і дробна размолотый палявы шпат. У XVII стагоддзі ангельскія рамеснікі даведаліся ў ходзе эксперыментаў, што практычна ідэнтычны кітайскаму фарфор можна атрымаць, калі дадаць да гэтай сумесі дробна размолотые перапаленая косткі.

ўласцівасці касцянога фарфоруПрычым пасля аказалася, што англійская варыянт дазваляе вырабляць празрыстую кераміку пры нашмат больш нізкіх тэмпературах, што значна патанняе вытворчасць. Акрамя таго, фарфор з Туманнага Альбіёна нашмат горш біўся, быў значна больш трывалым. Так што нядзіўна, што англічане неўзабаве завалілі сваімі сервізамі палову Старога і амаль увесь Новы Свет.

Якія ўласцівасці касцянога фарфору? Па-першае, вырабы з яго адрозніваюцца высокай трываласцю пры малой вазе і танкасценныя. Па-другое, гэтая разнавіднасць керамікі не можа выкарыстоўвацца ў хімічнай прамысловасці, так як рэчывы, якія ўваходзяць у яе склад, ўступаюць у рэакцыю з кіслотамі і шчолачамі.

Сыравіна

Як мы ўжо казалі, асноўныя кампаненты гэтага матэрыялу вельмі простыя: гліна, палявы шпат, мінералы з утрыманнем кальцыя. Да гэтага часу розныя кампаніі спаборнічаюць паміж сабой, так як хутка было ўстаноўлена, што ўласцівасці фарфору і фаянсу можна кардынальна змяніць, дадаўшы ў яго склад новыя элементы. Вядома, калі досвед апынецца ўдалым.

Нягледзячы на ​​тое што склад гліны вар'іруецца ў залежнасці ад месца яе здабычы, усё роўна яна ператвараецца ў шкло (за кошт чаго дасягаецца гладкасць канчатковага прадукту) толькі пры надзвычай высокіх тэмпературах. Але гэта справядліва толькі для тых выпадкаў, калі гліны не змешаны з матэрыяламі, парог витрификации якіх ніжэй. У адрозненне ад шкла, гліна, аднак, з'яўляецца термостабильной, то ёсць захоўвае сваю форму нават пры моцным награванні.

ўласцівасці халоднага фарфоруТак што матэрыял гэты сапраўды унікальны, паколькі аб'ядноўвае нізкую сітаватасць шкла з устойлівасцю і адноснай трываласцю просты керамікі. У якасці асноўнага тыпу сыравіны ва ўсе часы выкарыстоўваўся каалін, гидроалюмосиликат. Палявы шпат (які змяшчае сілікатаў алюмінія) і крэмень, тып цвёрдага кварца, з'яўляюцца надзвычай важнымі кампанентамі любога тыпу фарфору. Яны расплаўляюцца падчас награвання, звязваючы матэрыял у адзінай цэлае.

Кварц - «сэрца» фарфору

Гэта залог трываласці. Ўласцівасці фарфору (і яго прымяненне) у шмат абумоўлены менавіта гэтай характарыстыкай: ён дрэнна б'ецца (калі параўноўваць са шклом), а малыя адлегласці паміж часціцамі забяспечваюць непранікальнасць матэрыялу для паветра, вады, іншых злучэнняў.

Кварц з'яўляецца «сплавам» кіслароду і крэмнію - двух самых распаўсюджаных элементаў у зямной кары. У яго ёсць тры функцыянальных формы: непасрэдна кварц (крышталі), апаў (аморфная разнавіднасць) і пясок (змяшаная, брудная фракцыя). Увогуле-то, кварц з даўніх часоў выкарыстоўваецца ў рамесніцкай вытворчасці. Фарфор можа таксама ўтрымліваць глинозем і стеатит, больш вядомы як «мыльная камень».

ўласцівасці фарфору і фаянсу

вытворчы працэс

Пасля таго як сыравіна будзе адабрана і узважана, яно паступае на вытворчасць. Па-першае, яно ачышчаецца і перамолваецца да вельмі дробных фракцый. Пасля гэтага ўсе кампаненты змешваюцца ў неабходнай прапорцыі, якая залежыць як ад умоў вытворчасці, так і ад характарыстык канчатковых вырабаў. Як толькі апошнія сфарміраваны, яны могуць быць адпраўлены ў печ адразу ж, ці ж падвяргаюцца папярэдняй ачыстцы і далейшаму нанясення пласта глазуры.

Вядома, у яе ролі спачатку выступае размолотых шкло. І толькі пасля гэтага будучыя вазы, кубкі, унітазы і зубныя каронкі адпраўляюцца ў жарало печы. А цяпер разгледзім кожны этап у паасобку. Як-ніяк, ад іх паспяховасці залежаць ўласцівасці фарфору і яго прымяненне!

размельченную сыравіны

Мабыць, гэта адна з найбольш важных аперацый, так як ад дбайнасці яе правядзення залежыць якасць канчатковага вырабы. Размельченную вырабляецца пры дапамозе велізарных механічных барабанных драбнілак. На другім праходзе памер часціц даводзіцца да 0,25 гл. Каб ператварыць зыходнае сыравіну ў дробны пыл, выкарыстоўваюць асаблівыя, шаравыя драбнілку. Гэта вялікія сталёвыя цыліндры, запоўненыя металічнымі шарыкамі. Калі ўся канструкцыя круціцца, часціцы сыравіны ператвараюцца ў аднастайную масу вельмі дробнага памолу.асноўныя ўласцівасці фарфору

Ачыстка і змешванне

Сумесь прапускаецца праз тонкія фільтры, а затым падаецца на спецыяльны «канвеер», які ўяўляе сабой нахільна размешчаныя сталёвыя лісты. Яны вібруюць, у выніку чаго сыравіна не толькі аўтаматычна змешваецца, але і сартуецца, так як найбольш буйныя часціцы выштурхваюцца наверх. Калі патрабуецца падача змочанага матэрыялу, то на лініі ў аўтаматычным парадку распыляецца вада.

Часам выкарыстоўваюцца фільтры з магутнымі магнітамі, так як апошнія дазваляюць выдаліць драбнюткія прымешкі жалеза. Апошняе, калі патрапіць у гатовую прадукцыю, паведаміць яму непажаданы чырвоны адценне. Пасля гэтага гатовыя вырабы адпраўляюць у печ, дзе ідзе абпал пры ўжо названых намі тэмпературах.

Ад якіх умоў вытворчасці могуць залежаць ўласцівасці прадукцыі?

Варта адзначыць, што падчас канчатковага абпалу адбываецца мноства працэсаў, ад якіх наўпрост залежаць ўласцівасці халоднага фарфору. Па-першае, спальваюцца ўсе вугляродныя арганічныя прымешкі, выпарваюць лішкі вады, з тоўшчы будучыні вырабы выходзяць розныя газападобныя фракцыі. Калі пры гэтым тэмпература не будзе даведзеная да 1100 градусаў па шкале Цэльсія, то крэмній і іншыя кампаненты глазуры не змогуць расплавіцца, а значыць, не сфарміруюць на паверхні керамікі гладкага і хімічна нейтральнага пласта.

Акрамя таго, гэтыя злучэнні неабходныя для скарачэння адлегласці паміж часціцамі матэрыялаў, для больш надзейнага злучэння іх адзін з адным. Пасля таго як жаданая шчыльнасць дасягнута, выраб астуджаецца, у выніку чаго глазуру «сцягваецца», становіцца гладкай і адмыслова трывалай.

Вынікі

Дык навошта ж мы ўсё гэта апісвалі? Уся справа ў тым, што ўласцівасці гэтага матэрыялу найцяснейшым чынам залежаць ад асаблівасцяў і ўмоў яго вырабу. Напрыклад, трываласць залежыць ад працэнта ўтрымання ў масе палявога шпата, ды і колькасць часу ў фарфоры тым менш, чым шпата больш. Па меры растварэння ў шкле кварца і астатку, атрыманага ад раскладання гліністага рэчывы, шкілет фарфоравага матэрыялу становіцца слабым, і дэфармацыі ўзрастаюць. У залежнасці ад тонкасці памолу кварца, складу масы, тэмпературы і працягласці абпалу, у склад шклопадобнай фазы ўваходзіць ад 15 да 40% усяго ўведзенага ў масу кварца. Чым яго больш, тым фарфор танчэй і «воздушнее».што такое касцяной фарфор асноўныя ўласцівасці

Ўласцівасці керамічных матэрыялаў як дыэлектрыкаў характарызуюцца ў асноўным супрацівам праходжання электрычнага току ў матэрыяле і на паверхні ізалятара. Адрозніваюць ўдзельнае аб'ёмнае і ўдзельнае павярхоўнае супраціў фарфору.

Акрамя гэтага, велізарнае практычнае значэнне маюць хімічныя ўласцівасці фарфору. Дакладней, іх адсутнасць. Глазураваны кераміка з даданнем вялікай колькасці палявога шпата і кварца з'яўляецца хімічна нейтральнай. Думаеце, з-за чаго ступкі фармацэўтаў і хімікаў зроблены менавіта з гэтага матэрыялу? Ён крыху мацней шкла, але пры гэтым не ўступае ў рэакцыю.

Сучасны стан рэчаў

Сёння кераміка (і фарфор у прыватнасці) перажывае другое нараджэнне. Аказалася, што гэтыя матэрыялы могуць быць выкарыстаны ў вытворчасці розных тыпаў мікраэлектронікі. Важнасць гэтага для сучаснай цывілізацыі тлумачыць не трэба. Таксама навукоўцы высветлілі, што пры даданні пэўных прысадак трываласць фарфору ўзрастае ў геаметрычнай прагрэсіі. У цяперашні час вядуцца нават перспектыўныя даследаванні ў галіне стварэння на яго аснове новых тыпаў броні. Так што не ўнітазамі адзінымі!ўласцівасці і віды фарфору

Нарэшце, усё большае значэнне гэты матэрыял набывае ў медыцыне. Розныя пратэзы і цудоўныя зубныя каронкі - на іх попыт узрастае з кожным годам. Так што старажытнае кітайскае вынаходства яшчэ вельмі доўга будзе заставацца актуальным.

Print Friendly, PDF і электронная пошта
Загрузка ...

Дадаць каментар

Ваш адрас электроннай пошты не будзе апублікаваны. Абавязковыя палі пазначаныя *