Seramik malzeme: özellikler, üretim teknolojisi, uygulama

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

İlk çanak çömlek, insanlar metalin nasıl eritileceğini öğrenmeden çok önce ortaya çıktı. Arkeologların bugüne kadar buldukları antik çömlek ve testiler bunun kanıtıdır. Seramik malzemenin, bazı alanlarda onu vazgeçilmez kılan benzersiz özelliklere sahip olduğunu belirtmekte fayda var. Sizlerle seramiğin özelliklerine bir göz atalım, üretimi ve özelliklerinden bahsedelim.

Genel bilgi

Kil ve karışımları organik katkı maddeleri ile sinterleyerek seramik ürünler elde edin. Bazen inorganik bileşiklerin oksitleri kullanılır. Bu tür ilk ürünler 5.000 yıl önce ortaya çıktı. Bu süre zarfında üretim teknolojisi önemli ölçüde gelişti ve bugün yüksek mukavemetli seramik ürünler bizim elimizde. İnşaatta cephe kaplama, zemin, duvar vb. için kullanılırlar.

Yoğun ve gözenekli bir parçaya sahip çanak çömlekler var. İkisi arasındaki temel fark, yoğun parçanın su geçirmez olmasıdır. Bunlar porselen ürünler, yer karoları vb. Gözeneklishard - fayans, seramik taş, drenaj boruları ve daha fazlası.

Olay tarihi

Yunanca "seramik" kelimesi "kil" anlamına gelir. Doğal olarak, herhangi bir ürün yapmak için bir çeşit karışım kullanıldı. Sonunda elde edilmesi gerekenlere bağlı olarak gerekli malzemeler eklendi. İlk başta elle ve biraz sonra özel bir makinede kil ürüne özel bir şekil verildi. Ardından seramik ürünler yüksek sıcaklıklarda fırınlarda pişirilir.

Birçok ülke kendi üretim teknolojilerini kullandı. Bu, çanak çömlek, boyama ve sırlama için geçerlidir. Mısır, bu endüstride önemli bir gelişme sağlayan ilk devlet olarak kabul edilir. Orada ilk kurulan seramik üretimiydi. Ürünler kaba ve kötü karıştırılmış kilden yapılmıştır, ancak daha sonra teknoloji gelişmiştir. Bugün, Memphis piramitlerinin yapımında kullanıldığı iddia edilen sarı kil tuğlalar bulunuyor.

porselenin ortaya çıkışı

Jade, Çin'de uzun süredir kullanılmaktadır. Güzeldi, ama oldukça kırılgan ve ele alınması zordu. Yıllarca süren arayıştan sonra bir çözüm bulundu. Porselen üretimi daha kolaydır. Ancak burada bile nüanslar vardı. Örneğin, "porselen taşlarda" bulunan mika ve tsvaoka, ince bir toz haline getirildi ve 10 yıldan fazla bir süre saklandı. Bu, malzemeyi mümkün olduğunca esnek hale getirmek için yapıldı. ÖncelikleÇin'deki porselen ürünler uzun ve uzun kaplardı. Cilalı bir yüzeye ve mavi veya koyu yeşil bir renge sahiptiler. İkincisine en çok değer verildi.

Bugün Çin'in porselenin en yaygın olarak dağıtıldığı eyalet olduğuna inanılıyor. Bu, Avrupa'da popüler olmasına rağmen doğrudur, ancak orada daha sonra ortaya çıktı ve üretimi daha uzun sürdü.

Temel çömlek türleri

Şu anda kil ürünleri geniş bir sınıflandırmaya sahiptir. Bu nedenle, çanak çömlek öğeleri iki ana gruba ayrılabilir:

• sırsız seramikler (pişmiş toprak ve çömlek);
• sırlı (majolica, fayans, porselen, havai fişek).

Terracotta - İtalyan "pişmiş toprak"tan. Ürünler renkli kilden yapılır ve gözenekli bir yapıya sahiptir. Pişmiş toprak vazo, tabak, oyuncak ve fayans yapımında kullanılır.

Çömlek çömlek işlemek daha zordur. Su geçirmez hale getirmek için cilalama gereklidir. Ayrıca, ürün boyamaya tabi tutulur. Bunu yapmak için, tamamen soğuyana kadar sıcak bir fırında duman içinde bırakılır. Günümüzde pek çok seramik türü, özellikle çömlekçilik son derece popülerdir. Günlük hayatta süt, dökme malzeme veya dekor olarak kullanılır.

İkinci türe gelince - sırlı seramikler, porselenler ve çanak çömlekler burada en popüler olanlardır. Birincisi üretimde daha pahalı ve emek yoğun, ikincisi pratik ve ucuz. Porselen ürünlerin içermesi bakımından birbirlerinden farklıdırlar.daha az kil ve daha fazla özel katkı maddesi. Ayrıca porselen, çanak çömleklerin aksine ışıkta yarı saydamdır.

Refrakterler hakkında

Kil karışımlarından yapılan ürünler refrakterdir. Amaca bağlı olarak, 1.300 ila 2.000 santigrat derece ve hatta daha yüksek sıcaklıklara dayanabilirler. Seramik pişirimi için özel fırın kullanılmaktadır. Refrakter malzemeler en yaygın olarak metalurjik proseste kullanılmaktadır. Orada yüksek fırınlar ve üniteler tasarlamak için kullanılırlar.

Sıcaklık arttıkça refrakterin mukavemetinin kaybolmadığını, aksine arttığını söylemek oldukça mantıklı. Bu, bileşimde refrakter oksitler, silikatlar ve boridlerin varlığı nedeniyle elde edilir. Yüksek sıcaklık işlemlerinin gerçekleştiği hemen hemen her yerde kullanılırlar. Çoğu zaman kalıplanmış, yani belirli bir ürün, örneğin bir tuğla şeklinde bulunurlar. Nadiren toz halindeki şekillendirilmemiş refrakterlerin kullanılması gerekir.

İnşaatta seramik

Seramik malzemelerin avantajı, stoklarının neredeyse sınırsız olmasıdır. Böyle bir ürün üretim kolaylığı ve yüksek dayanıklılığı ile birlikte günümüzde inşaat sektörünün vazgeçilmezidir. Duvar malzemelerini alırsak, kil tuğla burada lider konumdadır.

Aynı şey, polimer görünümüne rağmen zemin kaybetmeyen seramik karolar için de geçerlidir. Hala yüksek nem ve sıcaklık ile odaları donatmak için kullanılmaktadır. Kaplama malzemeleri arasındagenişletilmiş kil ilk sırada yer alıyor.

Son birkaç yılda, içi boş seramik blok ve tuğla üretimi %4 arttı. Üretimleri, tuğla fabrikalarında ve fabrikalarda minimum değişiklik gerektirirken, maliyetler satışların ilk yılında karşılığını verir. Yurtdışında, içi boş seramikler uzun süredir lider konumdadır ve sıradan tuğlalardan çok daha iyi satılmaktadır.

Özel seramik malzemeler

Bu tür ürünlere sıhhi ve kanalizasyon boruları dahildir. İlki üç büyük gruba ayrılır:

• sert fayanstan (gözenekli parça);
• sıhhi çini (sinterlenmiş parça);
• yarı porselen (yarı pişmiş parça).

Sıhhi tesisat için temel gereksinimler, mekanik hasara karşı direnç, ısı direncidir. Tarif katı bir sırayla takip edilmelidir, aynısı teknoloji için de geçerlidir. Sadece profesyonel bir seramik fırını ve yüksek kaliteli hammaddeler kullanılmaktadır. Sıhhi ürünler arasında lavabolar, klozetler, küvetler, radyatörler vb. bulunur. Bir ürünün kalitesini kontrol etmenin kesin bir yolu, kasaya hafifçe vurmaktır. Ses net ve çıngıraksız olmalıdır. Bu, doğru sıcaklıkta ateşleme yapıldığını ve çatlak olmadığını gösterir.

Kanalizasyon borularına gelince, yoğun bir sinterlenmiş parçaya sahip olmaları gerekir. Seramik borular 150-600 mm çapında üretilmektedir. Genellikle hem içten hem de dıştan camlıdır. Bu tür ürünler karakterize ediliragresif ortama ve kaçak elektrik akımına karşı yüksek direnç. Orta fiyatlı olmaları onları daha uygun kılıyor.

Seramiklerin fiziksel ve kimyasal özellikleri

Yukarıda belirtildiği gibi, tüm ürünler iki geniş gruba ayrılabilir: yoğun ve gözenekli. Yoğun, %5'ten az, gözenekli - %5 veya daha fazla su emme katsayısına sahiptir. Son grup aşağıdaki ürünleri içerir: kil tuğlalar (gözenekli ve içi boş), içi boş duvar taşları, kaplama kiremitleri, çatı kiremitleri. Yoğun seramik ürünler - yol tuğlaları ve yer karoları. Sıhhi tesisat endüstrisinde hem gözenekli hem de yoğun seramikler bulunur.

Fiziksel ve kimyasal özelliklerden bahsetmişken, seramiğin temel dezavantajını not etmemek mümkün değil. Diğer malzemelere kıyasla artan kırılganlıktan oluşur. Bununla birlikte, yüksek kullanılabilirlik ve çok yönlülük, bu malzemeyi birçok endüstride ve hatta günlük yaşamda en popüler malzemelerden biri haline getirmektedir. Modern teknolojiler, ateşlemeden hemen sonra pürüzsüz bir yüzey elde etmeyi mümkün kılar. Belirli bir renk elde etmek istiyorsanız, demir veya kob alt oksitleri ekleyin.

Mikro yapının özellikleri

Isıtıldığında seramikler yavaş yavaş sıvı hale gelir. Çok sayıda basit ve karmaşık bileşik ile ayırt edilir. Soğutmada kristalleşme meydana gelir. Boyutu artan saf kristallerin çökeltilmesinde kendini gösterir. Kütle sertleştiğinde yapıda oluşur.mikrokonglomera. İçinde mullit taneleri sertleştirilmiş bir kütle ile çimentolanır. Oksijen atomlarının bir tür matris oluşturduğuna dikkat etmeye değer. Aralarındaki boşluklarda değiştirilen küçük metal atomları içerir. Sonuç olarak, mikro yapıda iyonik bağlar baskındır ve daha az kovalent bağlar. Kimyasal kararlılık ve kararlılık, güçlü ve dayanıklı kimyasal bileşiklerin varlığıyla sağlanır.

Yukarıda belirtildiği gibi seramik malzemelerin kullanımı sınırlıdır. Bunun nedeni kristallerin kusurlu olmasıdır. Kristal kafeslerin birçok kusuru vardır: atomik boyutta gözenekler, deformasyonlar, vb. Bütün bunlar gücü önemli ölçüde bozar. Ancak burada bazı nüanslar var. Örneğin, belirli bir seramik türünün üretimi sırasında teknoloji gözlemlenirse, sağlamlıkta iyi sonuçlar elde etmek oldukça mümkündür. Bunu yapmak için, sıcaklık rejimini ve ürünün pişme süresini gözlemlemek son derece önemlidir.

Kilin özellikleri ve özellikleri

Kil, bileşimi ve yapısından bağımsız olarak suyla karıştırıldığında plastik bir malzeme oluşturan tortul bir kayadır. Ateş ettikten sonra - taş gibi bir vücut. Genellikle karışım yoğundur, çoğunlukla alüminosilikatlardan oluşur. Oldukça sık olarak, kuvars, feldispat, kükürt piritleri gibi kayaçların yanı sıra kalsiyum, magnezyum ve titanyum bileşiklerinin hidroksitleri ve karbonatları da killerde bulunur.

Kaolinler bugün bilinen en saf killerdir. Neredeyse tamamen kaolinitten oluşur. kavurduktan sonraBeyaz renk. İşleme için gereken plastisite, yapıda ince kil taneciklerinin (0,005 mm) bulunması nedeniyle elde edilir. Doğal olarak, bileşimde böyle bir madde ne kadar fazla olursa, plastisite o kadar yüksek olur ve bunun tersi de geçerlidir.

Killerin ana seramik özellikleri şunları içerir:

• plastisite - bütünlüğü bozmadan deformasyon;
• bağlanabilirlik;
• havada ve yangında büzülme;
• yangına dayanıklılık.

Bugün, malzemenin özelliklerini bir yönde değiştirmeye izin veren çeşitli inceltici ve zenginleştirici katkı maddeleri kullanılmaktadır. Bu da seramik ürünlerin daha çok talep görmesine ve uygun fiyatlı olmasına neden oluyor.

Teknolojik üretim şeması

Seramik malzemelerin özellikleri, killerin çeşitli endüstrilerde kullanılma olasılığını gösterir. Bu, büyük bir talep olmasına ve dolayısıyla arzın artmasına neden oldu. Üretim tesisleri çoğu durumda aynı modele göre çalışır:

• hammaddelerin çıkarılması;
• hazırlık;
• şekillendirme ve kurutma;
• kavurma ve ürün bırakma.

Maliyetleri en aza indirmek için fabrikalar genellikle kil yatağının yakın çevresine kurulur. Madencilik açık bir şekilde, yani bir ekskavatörle gerçekleştirilir. Bir sonraki adım kütleyi hazırlamaktır. Hammaddeler zenginleştirilir, ezilir ve homojen bir kütleye kadar karıştırılır. Geleceğin seramik ürününün oluşumu yaş ve kuru yöntemlerle gerçekleştirilir. İlk durumda, kütle% 25'e kadar nemlendirilir ve ikincisinde -% 12'den fazla değil.

Geçmişte doğal kurutma sıklıkla kullanılırdı. Ancak, sonuç büyük ölçüde hava durumuna bağlıydı. Bu nedenle, yağmurda veya soğukta bitki hareketsiz kalır. Bu nedenle özel kurutucular (gaz) kullanılmaktadır. En kritik adım ateş etmektir. Oldukça karmaşık olan teknolojiye uymak son derece önemlidir. Aynı zamanda seramiklerin soğutulmasına da bağlıdır. Uçağın eğriliğine yol açabilecek keskin bir sıcaklık düşüşüne izin verilmez. Ancak o zaman seramik malzemeleri satabilirsiniz. Gördüğünüz gibi üretim teknolojisi basit değil, birkaç aşamadan oluşuyor. Her biri takip edilmelidir. Bu olmazsa, mağazanın raflarında evlilikle tanışabiliriz.

Seramiğin dezavantajları hakkında biraz

Daha önce de belirtildiği gibi, seramik malzemelerin bileşimi ideal değildir. Bu özellikle kil ürününün mukavemetini etkiler. Herhangi bir mekanik hasar kendisini bir çip, çatlak vb. olarak gösterebilir. Bu en önemli dezavantajdır. Ancak düşündüğümüz materyalin yaygın bir şekilde yayılmasını engelleyen başka faktörler de var. Bunlardan biri yüksek maliyetlidir. Örneğin, bir kır evinin çatısı için seramik karolar estetik açıdan mükemmel bir çözümdür, ancak böyle bir zevk çok pahalı olacaktır.

Aynı zamanda, uygun bakımla görünümü 5 yıldan fazla sürmez. Gelecekte, solma meydana gelir, yüzeyde yosun görünümü vb. Bununla birlikte, kırılganlık ve kırılganlık, herhangi birmekanik hasar çatının sızdırmasına neden olabilir ve çok az insan bundan hoşlanır. Tabii ki, modern seramik malzeme çok etkileyici görünüyor, bu da geniş renk dokusu ve yüksek kaliteli işçilik nedeniyle elde ediliyor. Ancak yine de pahalıdır, bu da genellikle böyle bir seçimin uygunluğu hakkında düşündürür.

Özetle

Seramik malzemelerin temel özelliklerini ele aldık. Yukarıdakilerin tümüne dayanarak, bu tür ürünlerin bazı benzersizlikleri olduğu sonucuna varabiliriz. Mekanik hasarın yokluğunda çok, çok uzun süre dayanacakları gerçeğinde yatmaktadır. Ayrıca fabrikalarda sıvı metal dökümü için seramik malzeme de vazgeçilmezdir çünkü yüksek sıcaklıklara dayanabilir.

Günlük yaşam söz konusu olduğunda, seramik çok işe yarar. Fırında pişirmek için özel yemekler, yıllar içinde görünümleri değişse de hala bu malzemeden yapılmaktadır. Porselen, yüksek maliyetine rağmen zarif bir görünüme sahiptir ve göze hoş gelir. Bu, düzgün bir şekilde yapıldığında porselenden ayırt edilmesi zor olan toprak kaplar için de geçerlidir.

Her durumda seramik malzeme kullanılmalıdır. Bu öncelikle büyük doğal kil rezervlerinden kaynaklanmaktadır. Gerçekten çok var ve her yıl bu doğal kaynağın çıkarılması için daha fazla yeni taş ocağı geliştiriliyor. İkinci önemli faktör çevre dostu olmasıdır. Eskiden insanların imkanı yoktu.ürünün mukavemet özelliklerini geliştirmek için herhangi bir zararlı katkı maddesi kullanın. Bugün durum çok kritik olmasa da değişti. Seramik karolar sentetik malzemelerin aksine sağlığa zararlı değildir. Bu aynı zamanda plastiğe kıyasla, özellikle ikincisi ısıtıldığında hiç zarar vermeyen seramik tabaklar için de geçerlidir.