Material ceràmic: propietats, tecnologia de producció, aplicació

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

La primera ceràmica va aparèixer molt abans que la gent aprengués a fondre metall. Les olles i les gerres antigues que els arqueòlegs troben fins avui en són una prova. Val la pena assenyalar que el material ceràmic té propietats úniques que el fan simplement indispensable en algunes zones. Fem una ullada a les característiques de la ceràmica amb tu, parlem de la seva producció i característiques.

Informació general

Aconsegueix productes ceràmics sinteritzant argila i mescles amb additius orgànics. De vegades s'utilitzen òxids de compostos inorgànics. Els primers productes d'aquest tipus van aparèixer fa 5.000 anys. Durant aquest temps, la tecnologia de producció ha millorat significativament i avui en dia tenim disponibles productes ceràmics d' alta resistència. S'utilitzen en la construcció per a revestiments de façanes, terres, parets, etc.

Hi ha ceràmica amb un fragment dens i porós. La diferència clau entre els dos és que el fragment dens és impermeable. Es tracta de productes de porcellana, gres, etc. Porósfragment: rajoles, pedra ceràmica, canonades de drenatge i molt més.

Historial d'ocurrència

La paraula "ceràmica" en grec significa "argila". Naturalment, s'utilitzava algun tipus de barreja per fer qualsevol producte. S'hi van afegir els materials necessaris, en funció del que calia obtenir al final. Al principi, a mà, i una mica més tard amb una màquina especial, es va donar una forma especial a un producte d'argila. Posteriorment, els productes ceràmics es couen en forns a altes temperatures.

Molts països van utilitzar les seves pròpies tecnologies de producció. Això s'aplica a la ceràmica, la pintura i el vidre. Egipte es considera el primer estat que ha aconseguit un desenvolupament important d'aquesta indústria. Va ser la producció de ceràmica allà la que es va establir en primer lloc. Els productes es feien d'argila rugosa i mal barrejada, però més tard la tecnologia va millorar. Actualment, es troben maons d'argila groga que suposadament es van utilitzar en la construcció de les piràmides de Memphis.

L'adveniment de la porcellana

Jade s'ha utilitzat a la Xina durant molt de temps. Era bonic, però bastant fràgil i difícil de manejar. Després de molts anys de recerca, es va trobar una solució. La porcellana és més fàcil de fabricar. Tanmateix, fins i tot aquí hi havia matisos. Per exemple, la mica i la tsvaoka, que es van trobar en "pedres de porcellana", es van triturar en una pols fina i es van emmagatzemar durant més de 10 anys. Això es va fer per tal de fer el material el més flexible possible. PrimerEls productes de porcellana a la Xina eren recipients alts i allargats. Tenien una superfície polida i un color blau o verd fosc. Aquests últims eren els més valorats.

Avui es creu que la Xina és l'estat on la porcellana es va distribuir més àmpliament. Això és cert, tot i que va ser popular a Europa, però hi va aparèixer més tard i la seva producció es va desenvolupar durant més temps.

Tipus principals de ceràmica

Actualment, els productes d'argila tenen una àmplia classificació. Així, els articles de ceràmica es poden dividir en dos grups principals:

• ceràmica no esm altada (terracota i ceràmica);
• esm altat (majòlica, façana, porcellana, argila refractaria).

Terracota - de l'italià "terra al forn". Els productes estan fets d'argila de colors i tenen una estructura porosa. La terracota s'utilitza per fer gerros, plats, així com joguines i rajoles.

La ceràmica és més difícil de processar. Per fer-lo impermeable, és necessari polir. A més, el producte està sotmès a taques. Per fer-ho, es deixa al forn calent amb fum fins que es refredi completament. Avui en dia, molts tipus de ceràmica, en particular la ceràmica, són molt populars. S'utilitza a la vida quotidiana per emmagatzemar llet, materials a granel o com a decoració.

Pel que fa al segon tipus, la ceràmica vidriada, la porcellana i la terrissa són les més populars aquí. El primer és més car i requereix mà d'obra en la producció, el segon és pràctic i barat. Es diferencien entre si pel fet que els productes de porcellana contenenmenys argila i més additius especials. A més, la porcellana és translúcida a la llum, a diferència de la terrissa.

Sobre els refractaris

Els productes fets amb mescles d'argila són refractaris. Depenent de la finalitat, poden suportar temperatures d'entre 1.300 i 2.000 graus centígrads, i fins i tot més. S'utilitza un forn especial per a la cocció de ceràmica. Els materials refractaris són els més utilitzats en el procés metal·lúrgic. Allà s'utilitzen per dissenyar alts forns i unitats.

És força lògic dir que amb l'augment de la temperatura, la resistència del refractari no es perd, sinó que, al contrari, augmenta. Això s'aconsegueix a causa de la presència d'òxids refractaris, silicats i borurs en la composició. S'utilitzen gairebé a tot arreu on es produeixen processos d' alta temperatura. Molt sovint es troben modelats, és a dir, en forma d'un producte específic, per exemple, un maó. En poques ocasions, és necessari utilitzar refractaris sense forma en forma de pols.

Ceràmica en construcció

L'avantatge dels materials ceràmics és que les seves existències són pràcticament il·limitades. Juntament amb la facilitat de producció i l' alta durabilitat d'aquest producte, avui és indispensable a la indústria de la construcció. Si prenem materials de paret, el maó d'argila ocupa la posició de lideratge aquí.

El mateix passa amb les rajoles ceràmiques que, malgrat l'aparició de polímers, no perden terreny. Encara s'utilitza per equipar habitacions amb alta humitat i temperatura. Entre els materials de revestimentl'argila expandida ocupa el primer lloc.

Durant els darrers anys, la producció de blocs i maons buits de ceràmica ha augmentat un 4%. La seva producció requereix canvis mínims a les plantes i fàbriques de maons, mentre que els costos es paguen el primer any de vendes. A l'estranger, la ceràmica buida ha ocupat durant molt de temps una posició de lideratge i es ven molt millor que els maons normals.

Materials ceràmics especials

Aquests productes inclouen canonades sanitàries i de clavegueram. Els primers es divideixen en tres grans grups:

• de loda dura (fragment porós);
• chinesa sanitària (frag sinteritzat);
• semiporcellana (fragment mig cuit).

Els requisits principals dels articles sanitaris són la resistència als danys mecànics, la resistència a la calor. La recepta s'ha de seguir en un ordre estricte, el mateix s'aplica a la tecnologia. Només s'utilitza un forn de ceràmica professional i matèries primeres d' alta qualitat. Els productes sanitaris inclouen piques, tasses de vàter, banyeres, radiadors, etc. Una manera segura de comprovar la qualitat d'un producte és tocar lleugerament la caixa. El so ha de ser clar i lliure de sonalls. Això indica que es dispara a la temperatura correcta i que no hi ha esquerdes.

Pel que fa a les canonades de clavegueram, han de tenir un fragment sinteritzat dens. Les canonades de ceràmica es produeixen amb un diàmetre de 150-600 mm. Normalment esm altada tant per dins com per fora. Aquests productes es caracteritzen alta resistència a medis agressius i corrent elèctric dispers. Tenen un preu moderat, cosa que els fa més assequibles.

Propietats físiques i químiques de la ceràmica

Com s'ha indicat anteriorment, tots els productes es poden dividir en dos grans grups: densos i porosos. Densos tenen un coeficient d'absorció d'aigua inferior al 5%, porosos - 5% o més. L'últim grup inclou els següents productes: maons d'argila (porosos i buits), pedres de paret buides, teules de paret, teules. Productes ceràmics densos: maons de carretera i rajoles. Tant la ceràmica porosa com la densa es troben a la indústria sanitària.

Parlant de propietats físiques i químiques, és impossible no notar el desavantatge clau de la ceràmica. Consisteix en una major fragilitat en comparació amb altres materials. No obstant això, l' alta disponibilitat i versatilitat fan d'aquest material un dels més populars en moltes indústries i fins i tot en la vida quotidiana. Les tecnologies modernes permeten obtenir una superfície llisa immediatament després de la cocció. Si voleu aconseguir un color determinat, afegiu-hi òxids de ferro o cob alt.

Característiques de la microestructura

Quan s'escalfa, la ceràmica es torna líquida gradualment. Es distingeix per un gran nombre de compostos simples i complexos. En refredar-se, es produeix la cristal·lització. Es manifesta en la precipitació de cristalls purs, que augmenten de mida. Quan la massa s'endureix, es forma a l'estructuramicroconglomerat. En ella, els grans de mullita estan cimentats per una massa endurida. Val la pena parar atenció que els àtoms d'oxigen formen una mena de matriu. Conté petits àtoms metàl·lics que es substitueixen en els buits entre ells. En conseqüència, predominen els enllaços iònics a la microestructura i els enllaços una mica menys covalents. L'estabilitat i l'estabilitat química s'aconsegueixen gràcies a la presència de compostos químics forts i duradors.

Com s'ha indicat anteriorment, l'ús de materials ceràmics és limitat. Això es deu al fet que els cristalls són imperfectes. Les gelosies cristal·lines tenen molts defectes: porus de mida atòmica, deformacions, etc. Tot això perjudica notablement la resistència. Tanmateix, aquí hi ha alguns matisos. Per exemple, si s'observa la tecnologia durant la fabricació d'un determinat tipus de ceràmica, és molt possible aconseguir bons resultats en resistència. Per fer-ho, és molt important observar el règim de temperatura i la durada de la cocció del producte.

Característiques i propietats de l'argila

L'argila és una roca sedimentària que, independentment de la seva composició i estructura, quan es barreja amb aigua, forma un material plàstic. Després de disparar, un cos semblant a una pedra. En general, la mescla és densa, la majoria està formada per aluminosilicats. Molt sovint, també es troben a les argiles roques com el quars, el feldspat, les pirites de sofre, així com els hidròxids i els carbonats de calci, magnesi i titani.

Els caolins són les argiles més pures que es coneixen avui dia. Compost gairebé íntegrament per caolinita. Després de rostir obtenirColor blanc. La plasticitat necessària per al processament s'aconsegueix gràcies a la presència de grans fins de matèria argilosa (0,005 mm) a l'estructura. Naturalment, com més substància d'aquest tipus en la composició, més gran serà la plasticitat i viceversa.

Les principals propietats ceràmiques de les argiles inclouen:

• plasticitat: deformació sense trencar la integritat;
• connectivitat;
• contracció d'aire i foc;
• resistència al foc.

Avui s'utilitzen diversos additius diluents i enriquidors, que permeten canviar les propietats del material en una direcció o una altra. Això fa que els productes ceràmics siguin encara més demandats i assequibles.

Esquema tecnològic de producció

Les característiques dels materials ceràmics indiquen la possibilitat d'utilitzar argiles en diverses indústries. Això va fer que hi hagués una gran demanda i, en conseqüència, l'oferta va augmentar. En la majoria dels casos, les plantes de producció funcionen segons el mateix patró:

• extracció de matèries primeres;
• preparació;
• format i assecat;
• torrat i llançament del producte.

Per minimitzar els costos, normalment es construeixen fàbriques a les proximitats immediates del dipòsit d'argila. La mineria es realitza de manera oberta, és a dir, amb una excavadora. El següent pas és preparar la massa. Les matèries primeres s'enriqueixen, es trituren i es barregen fins a obtenir una massa homogènia. La formació del futur producte ceràmic es realitza mitjançant mètodes humits i secs. En el primer cas, la massa s'humiteja fins a un 25%, i en el segon, no més del 12%.

En el passat, s'utilitzava sovint l'assecat natural. Tanmateix, el resultat depenia en gran mesura del clima. Per tant, amb pluja o fred, la planta s'atura. Per tant, s'utilitzen assecadors especials (gas). El pas més crític és acomiadar. És molt important complir amb la tecnologia, que és força complexa. També depèn molt del refredament de la ceràmica. No es permet una baixada brusca de temperatura, que pot provocar una curvatura del pla. Només així pots vendre materials ceràmics. La tecnologia de producció, com podeu veure, no és senzilla, consta de diverses etapes. Cal seguir cadascun d'ells. Si això no passa, a les prestatgeries de la botiga podrem trobar-nos amb el matrimoni.

Una mica sobre els inconvenients de la ceràmica

Com ja s'ha dit, la composició dels materials ceràmics no és ideal. En particular, això afecta la resistència del producte d'argila. Qualsevol dany mecànic es pot manifestar com un xip, una esquerda, etc. Aquest és el desavantatge clau. Però hi ha altres factors que dificulten la difusió generalitzada del material que estem considerant. Un d'ells és l' alt cost. Per exemple, les rajoles ceràmiques per al sostre d'una casa de camp són una solució excel·lent des del punt de vista estètic, però aquest plaer serà molt car.

Al mateix temps, el seu aspecte no durarà més de 5 anys amb la cura adequada. En el futur, es produeix l'esvaïment, l'aparició de molsa a la superfície, etc. Juntament amb això, la fragilitat i la fragilitat condueixen al fet que qualsevolels danys mecànics poden provocar fuites al sostre i a poca gent li agradarà. Per descomptat, el material ceràmic modern sembla molt impressionant, cosa que s'aconsegueix a causa de l'àmplia textura de colors i la mà d'obra d' alta qualitat. Però encara és car, cosa que sovint fa pensar en la conveniència d'aquesta elecció.

Resumeix

Hem considerat les propietats bàsiques dels materials ceràmics. A partir de tot l'anterior, podem concloure que aquests productes tenen una certa singularitat. Rau en el fet que, en absència de danys mecànics, duraran molt, molt de temps. A més, el material ceràmic per colar metall líquid a les fàbriques també és indispensable, ja que pot suportar altes temperatures.

Pel que fa a la vida quotidiana, la ceràmica és molt útil. D'aquest material encara es fan plats especials per cuinar al forn, tot i que han canviat d'aspecte amb els anys. La porcellana, malgrat el seu alt cost, té un aspecte elegant i és senzillament agradable a la vista. Això també s'aplica a la terrissa, que, si s'executa correctament, és difícil de distingir de la porcellana.

En qualsevol cas, s'ha d'utilitzar material ceràmic. Això es deu principalment a les grans reserves d'argila natural. Realment n'hi ha molt, i cada any es desenvolupen més i més noves pedreres per a l'extracció d'aquest recurs natural. El segon factor important és el respecte al medi ambient. Abans, la gent no tenia l'oportunitatutilitzar qualsevol additiu nociu per millorar les característiques de resistència del producte. Avui la situació ha canviat, encara que no massa crítica. Les rajoles ceràmiques, a diferència dels materials sintètics, no són perjudicials per a la salut. Això també s'aplica als plats de ceràmica, que, en comparació amb el plàstic, sobretot si aquest s'escalfa, no fan cap mal.