Կերամիկական նյութ՝ հատկություններ, արտադրության տեխնոլոգիա, կիրառություն

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Առաջին խեցեղենը հայտնվել է շատ ավելի վաղ, քան մարդիկ սովորել են մետաղ հալեցնել: Հնագույն կաթսաներն ու սափորները, որոնք հնագետները գտնում են մինչ օրս, դրա ապացույցն են: Հարկ է նշել, որ կերամիկական նյութն ունի յուրահատուկ հատկություններ, որոնք այն պարզապես անփոխարինելի են դարձնում որոշ ոլորտներում: Եկեք ձեզ հետ նայենք կերամիկայի առանձնահատկություններին, խոսենք դրա արտադրության և բնութագրերի մասին։

Ընդհանուր տեղեկություններ

Ձեռք բերեք կերամիկական արտադրանք՝ կավը և օրգանական հավելումներով խառնուրդները թրծելով: Երբեմն օգտագործվում են անօրգանական միացությունների օքսիդներ։ Առաջին նման արտադրանքը հայտնվել է 5000 տարի առաջ: Այս ընթացքում արտադրության տեխնոլոգիան զգալիորեն բարելավվել է, և այսօր մեզ հասանելի են բարձր ամրության կերամիկական արտադրանքները։ Շինարարության մեջ օգտագործվում են ճակատային երեսպատման, հատակի, պատերի և այլնի համար:

Կան խեցեղեն՝ խիտ և ծակոտկեն բեկորով։ Երկուսի հիմնական տարբերությունն այն է, որ խիտ բեկորը անջրանցիկ է: Սրանք ճենապակյա արտադրանք են, հատակի սալիկներ և այլն: Ծակոտկենբեկոր - սալիկներ, կերամիկական քար, դրենաժային խողովակներ և այլն։

Դեպքի պատմություն

«կերամիկա» բառը հունարեն նշանակում է «կավ»: Բնականաբար, ցանկացած ապրանք պատրաստելու համար օգտագործվում էր ինչ-որ խառնուրդ։ Դրան ավելացվել են անհրաժեշտ նյութերը՝ կախված նրանից, թե վերջում ինչ է պետք ձեռք բերել։ Սկզբում ձեռքով, իսկ որոշ ժամանակ անց հատուկ մեքենայի վրա կավե արտադրանքին հատուկ ձև էին տալիս։ Այնուհետև կերամիկական արտադրանքը վառում են վառարաններում բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում:

Շատ երկրներ օգտագործում էին սեփական արտադրության տեխնոլոգիաները. Սա վերաբերում է խեցեգործությանը, նկարչությանը և ապակեպատմանը: Եգիպտոսը համարվում է առաջին պետությունը, որը հասել է այս արդյունաբերության զգալի զարգացմանը։ Հենց այնտեղ կերամիկայի արտադրությունն էր առաջին հերթին հաստատված։ Ապրանքները պատրաստվում էին կոպիտ և վատ խառնված կավից, սակայն հետագայում տեխնոլոգիան բարելավվեց։ Այսօր հայտնաբերվել են դեղին կավե աղյուսներ, որոնք իբր օգտագործվել են Մեմֆիսի բուրգերի կառուցման ժամանակ։

Ճենապակի գալուստը

Նեֆրիտը երկար ժամանակ օգտագործվել է Չինաստանում։ Այն գեղեցիկ էր, բայց բավականին փխրուն և դժվար կառավարելի: Երկար տարիներ փնտրելուց հետո լուծումը գտնվեց. Ճենապակին ավելի հեշտ է արտադրել: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ այստեղ կային նրբերանգներ. Օրինակ՝ միկան ու ցվաոկան, որոնք հայտնաբերվել են «ճենապակե քարերի մեջ», մանրացրել են նուրբ փոշու մեջ և պահել ավելի քան 10 տարի։ Դա արվել է նյութը հնարավորինս ճկուն դարձնելու համար։ ԱռաջինՉինաստանում ճենապակե արտադրանքները բարձրահասակ և երկարավուն անոթներ էին: Նրանք ունեին փայլեցված մակերես և կապույտ կամ մուգ կանաչ գույն։ Վերջիններս ամենաշատն են գնահատվել։

Այսօր համարվում է, որ Չինաստանն այն պետությունն է, որտեղ ամենաշատ տարածված է ճենապակին: Սա ճիշտ է, թեև այն տարածված էր Եվրոպայում, բայց այնտեղ հայտնվեց ավելի ուշ, և դրա արտադրությունն ավելի երկար զարգացավ։

Խեցեգործության հիմնական տեսակները

Ներկայումս կավե արտադրանքն ունի լայն դասակարգում։ Այսպիսով, կավե իրերը կարելի է բաժանել երկու հիմնական խմբի՝

• չջնարակված կերամիկա (տերակոտա և խեցեղեն);
• ջնարակ (մաջոլիկա, ֆայանս, ճենապակյա, հրակայուն կավ):

Տեռակոտա - իտալական «թխած հողից»: Ապրանքները պատրաստված են գունավոր կավից և ունեն ծակոտկեն կառուցվածք։ Տերակոտան օգտագործվում է ծաղկամանների, սպասքի, ինչպես նաև խաղալիքների և սալիկների պատրաստման համար։

Խեցեգործական խեցեղենն ավելի դժվար է մշակվում։ Այն անջրանցիկ դարձնելու համար անհրաժեշտ է փայլեցնել։ Ավելին, արտադրանքը ենթարկվում է ներկման: Դրա համար այն թողնում են տաք ջեռոցում ծխի մեջ, մինչև այն ամբողջովին սառչի։ Այսօր կերամիկայի շատ տեսակներ, մասնավորապես խեցեղեն, չափազանց տարածված են: Այն օգտագործվում է առօրյա կյանքում՝ կաթ, զանգվածային նյութեր պահելու կամ որպես դեկոր։

Ինչ վերաբերում է երկրորդ տեսակին, ապա այստեղ ամենահայտնի են ջնարակապատ կերամիկա, ճենապակյա և կավե ամանեղեն: Առաջինը արտադրության մեջ ավելի թանկ է և աշխատատար, երկրորդը՝ գործնական և էժան։ Նրանք միմյանցից տարբերվում են նրանով, որ ճենապակյա արտադրանքը պարունակում էավելի քիչ կավ և ավելի շատ հատուկ հավելումներ: Բացի այդ, ճենապակին լույսի ներքո կիսաթափանցիկ է, ի տարբերություն կավե ամանեղենի:

հրակայուն նյութերի մասին

Կավային խառնուրդներից պատրաստված արտադրանքները հրակայուն են: Կախված նպատակից՝ նրանք կարող են դիմակայել 1300-ից մինչև 2000 աստիճան Ցելսիուս և նույնիսկ ավելի բարձր ջերմաստիճանի։ Օգտագործվում է հատուկ վառարան՝ կերամիկայի թրծման համար։ Մետաղագործական գործընթացում առավել լայնորեն կիրառվում են հրակայուն նյութերը։ Այնտեղ դրանք օգտագործվում են պայթուցիկ վառարանների և ագրեգատների նախագծման համար։

Միանգամայն տրամաբանական է ասել, որ ջերմաստիճանի բարձրացման հետ հրակայուն նյութի ուժը ոչ թե կորչում է, այլ, ընդհակառակը, մեծանում է։ Սա ձեռք է բերվում բաղադրության մեջ հրակայուն օքսիդների, սիլիկատների և բորիդների առկայության շնորհիվ: Դրանք օգտագործվում են գրեթե ամենուր, որտեղ տեղի են ունենում բարձր ջերմաստիճանի պրոցեսներ։ Շատ հաճախ դրանք հայտնաբերվում են կաղապարված, այսինքն, կոնկրետ արտադրանքի տեսքով, օրինակ, աղյուսով: Հազվադեպ անհրաժեշտ է լինում օգտագործել չձևավորված հրակայուն նյութեր փոշու տեսքով:

Կերամիկան շինարարության մեջ

Կերամիկական նյութերի առավելությունն այն է, որ դրանց պաշարները գործնականում անսահմանափակ են: Նման արտադրանքի արտադրության հեշտության և երկարակեցության հետ մեկտեղ, այսօր այն անփոխարինելի է շինարարության ոլորտում: Եթե վերցնենք պատի նյութերը, ապա կավե աղյուսն այստեղ առաջատար դիրք է զբաղեցնում։

Նույնը վերաբերում է կերամիկական սալիկների, որոնք, չնայած պոլիմերների տեսքին, չեն կորցնում իրենց դիրքերը։ Այն դեռ օգտագործվում է բարձր խոնավությամբ և ջերմաստիճանով սենյակները սարքավորելու համար։ Երեսպատման նյութերի շարքումընդլայնված կավը զբաղեցնում է առաջին տեղը։

Վերջին մի քանի տարիների ընթացքում խոռոչ կերամիկական բլոկների և աղյուսների արտադրությունն աճել է 4%-ով։ Նրանց արտադրությունը պահանջում է նվազագույն փոփոխություններ աղյուսի գործարաններում և գործարաններում, մինչդեռ ծախսերը վճարվում են վաճառքի առաջին տարում: Արտերկրում խոռոչ կերամիկան վաղուց առաջատար դիրք է գրավել և վաճառվում է շատ ավելի լավ, քան սովորական աղյուսները։

Հատուկ կերամիկական նյութեր

Նման արտադրանքը ներառում է սանիտարական և կոյուղու խողովակները: Առաջինները բաժանված են երեք մեծ խմբի՝

• կոշտ ֆայենսից (ծակոտկեն բեկորից);
• սանիտարական ճենապակու (փակված բեկոր);
• կիսաճենապակյա (կիսախաշած բեկոր).

Սանիտարական տեխնիկայի հիմնական պահանջներն են մեխանիկական վնասվածքների դիմադրությունը, ջերմակայունությունը: Բաղադրատոմսը պետք է պահպանվի խիստ հերթականությամբ, նույնը վերաբերում է տեխնոլոգիային։ Օգտագործվում է միայն պրոֆեսիոնալ կերամիկական վառարան և բարձրորակ հումք։ Սանիտարական արտադրանքները ներառում են լվացարաններ, զուգարանակոնքեր, լոգարաններ, ռադիատորներ և այլն: Ապրանքի որակը ստուգելու վստահ միջոցը պատյանին թեթև սեղմելն է: Ձայնը պետք է լինի պարզ և զերծ չխկչխկոցներից: Սա ցույց է տալիս կրակել ճիշտ ջերմաստիճանում և ճաքերի բացակայություն:

Ինչ վերաբերում է կոյուղու խողովակներին, ապա դրանք պետք է ունենան խիտ սինթրած բեկոր: Կերամիկական խողովակները արտադրվում են 150-600 մմ տրամագծով։ Սովորաբար ապակեպատվում է ինչպես ներսից, այնպես էլ դրսից: Նման արտադրանքները բնութագրվում ենբարձր դիմադրություն ագրեսիվ միջավայրին և թափառող էլեկտրական հոսանքին: Նրանք ունեն չափավոր գներ, ինչը նրանց ավելի մատչելի է դարձնում:

Կերամիկայի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները

Ինչպես նշվեց վերևում, բոլոր ապրանքները կարելի է բաժանել երկու լայն խմբի՝ խիտ և ծակոտկեն: Խիտ ունեն ջրի կլանման գործակիցը 5% -ից պակաս, ծակոտկենը `5% կամ ավելի: Վերջին խումբը ներառում է հետևյալ ապրանքները՝ կավե աղյուսներ (ծակոտկեն և սնամեջ), սնամեջ պատի քարեր, երեսպատման սալիկներ, տանիքի սալիկներ։ Խիտ կերամիկական արտադրանք - ճանապարհային աղյուսներ և հատակի սալիկներ: Ինչպես ծակոտկեն, այնպես էլ խիտ կերամիկաները հանդիպում են սանիտարական արդյունաբերության մեջ:

Խոսելով ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների մասին՝ անհնար է չնկատել կերամիկայի հիմնական թերությունը: Այն բաղկացած է այլ նյութերի համեմատ ավելացած փխրունությունից: Այնուամենայնիվ, բարձր հասանելիությունը և բազմակողմանիությունը այս նյութը դարձնում են ամենահայտնիներից մեկը բազմաթիվ ոլորտներում և նույնիսկ առօրյա կյանքում: Ժամանակակից տեխնոլոգիաները հնարավորություն են տալիս կրակելուց անմիջապես հետո հարթ մակերես ստանալ։ Եթե ցանկանում եք հասնել որոշակի գույնի, ապա ավելացրեք երկաթի կամ կոբալտի օքսիդներ։

Միկրոկառուցվածքի առանձնահատկությունները

Երբ ջեռուցվում է, կերամիկան աստիճանաբար դառնում է հեղուկ։ Այն առանձնանում է մեծ քանակությամբ պարզ և բարդ միացություններով։ Սառչելիս տեղի է ունենում բյուրեղացում: Այն արտահայտվում է մաքուր բյուրեղների տեղումներով, որոնք մեծանում են չափերով։ Երբ զանգվածը կարծրանում է, այն ձևավորվում է կառուցվածքումմիկրոկոնգլոմերատ. Դրանում մուլլիտի հատիկները ցեմենտացվում են կարծրացած զանգվածով։ Արժե ուշադրություն դարձնել, որ թթվածնի ատոմները մի տեսակ մատրիցա են կազմում։ Այն պարունակում է փոքր մետաղի ատոմներ, որոնք փոխարինվում են նրանց միջև եղած բացերում: Հետևաբար միկրոկառուցվածքում գերակշռում են իոնային կապերը և մի փոքր ավելի քիչ կովալենտային կապերը։ Քիմիական կայունությունն ու կայունությունը ձեռք են բերվում ուժեղ և դիմացկուն քիմիական միացությունների առկայության շնորհիվ:

Ինչպես նշվեց վերևում, կերամիկական նյութերի օգտագործումը սահմանափակ է: Դա պայմանավորված է նրանով, որ բյուրեղները անկատար են: Բյուրեղյա վանդակաճաղերն ունեն բազմաթիվ թերություններ՝ ատոմի չափի ծակոտիներ, դեֆորմացիաներ և այլն։ Այս ամենը զգալիորեն խաթարում է ամրությունը։ Այնուամենայնիվ, այստեղ կան որոշ նրբերանգներ. Օրինակ, եթե տեխնոլոգիան դիտարկվում է որոշակի տեսակի կերամիկայի արտադրության ժամանակ, ապա միանգամայն հնարավոր է հասնել ամրության լավ արդյունքների: Դրա համար չափազանց կարևոր է պահպանել ջերմաստիճանի ռեժիմը և արտադրանքի թրծման տևողությունը։

Կավի բնութագրերն ու հատկությունները

Կավը նստվածքային ապար է, որը, անկախ բաղադրությունից և կառուցվածքից, ջրի հետ խառնվելիս առաջանում է պլաստիկ նյութ։ Կրակելուց հետո՝ քարանման մարմին։ Սովորաբար խառնուրդը խիտ է, հիմնականում բաղկացած է ալյումինոսիլիկատներից։ Հաճախ կավերում հանդիպում են նաև այնպիսի ապարներ, ինչպիսիք են քվարցը, դաշտային սպաթը, ծծմբի պիրիտները, ինչպես նաև կալցիումի, մագնեզիումի և տիտանի միացությունների հիդրօքսիդներն ու կարբոնատները:

Կաոլիններն այսօր հայտնի ամենամաքուր կավերն են: Գրեթե ամբողջությամբ կազմված է կաոլինիտից։ Տապակելուց հետո ստացեքՍպիտակ գույն. Մշակման համար պահանջվող պլաստիկությունը ձեռք է բերվում կառուցվածքում կավե նյութի (0,005 մմ) նուրբ հատիկների առկայության շնորհիվ։ Բնականաբար, որքան շատ է նման նյութը բաղադրության մեջ, այնքան բարձր է պլաստիկությունը և հակառակը։

Կավերի հիմնական կերամիկական հատկությունները ներառում են՝

• պլաստիկություն - դեֆորմացիա առանց ամբողջականության խախտման;
• միացում;
• օդի և կրակի նեղացում;
• հրդեհային դիմադրություն.

Այսօր օգտագործվում են տարբեր նոսրացնող և հարստացնող հավելումներ, որոնք թույլ են տալիս փոխել նյութի հատկություններն այս կամ այն ուղղությամբ։ Սա հանգեցնում է նրան, որ կերամիկական արտադրանքը դառնում է ավելի պահանջված և մատչելի։

Արտադրության տեխնոլոգիական սխեման

Կերամիկական նյութերի բնութագրերը վկայում են տարբեր արդյունաբերության մեջ կավի օգտագործման հնարավորության մասին: Դա հանգեցրեց նրան, որ մեծ պահանջարկ կար, հետևաբար՝ առաջարկն ավելացավ։ Արտադրական գործարանները շատ դեպքերում աշխատում են նույն օրինաչափությամբ՝

• հումքի արդյունահանում;
• պատրաստում;
• ձևավորում և չորացում;
• թրծում և արտադրանքի թողարկում:

Ծախսերը նվազագույնի հասցնելու համար գործարանները սովորաբար կառուցվում են կավի հանքավայրի անմիջական հարևանությամբ: Հանքարդյունաբերությունն իրականացվում է բաց եղանակով, այսինքն՝ էքսկավատորով։ Հաջորդ քայլը զանգվածը պատրաստելն է։ Հումքը հարստացնում են, մանրացնում և խառնում մինչև համասեռ զանգված ստանալը։ Ապագա կերամիկական արտադրանքի ձևավորումն իրականացվում է թաց և չոր եղանակով։ Առաջին դեպքում զանգվածը խոնավացվում է մինչև 25%, իսկ երկրորդում՝ ոչ ավելի, քան 12%.

Նախկինում հաճախ օգտագործվում էր բնական չորացում: Այնուամենայնիվ, արդյունքը մեծապես կախված էր եղանակից։ Հետեւաբար, անձրեւի կամ ցրտի ժամանակ բույսը կանգնում է տեղում: Հետեւաբար, օգտագործվում են հատուկ չորանոցներ (գազ): Ամենակրիտիկական քայլը կրակոցն է։ Չափազանց կարևոր է պահպանել տեխնոլոգիան, որը բավականին բարդ է։ Շատ բան կախված է նաև կերամիկայի սառեցումից: Չի թույլատրվում ջերմաստիճանի կտրուկ անկում, ինչը կարող է հանգեցնել ինքնաթիռի կորության։ Միայն դրանից հետո կարող եք վաճառել կերամիկական նյութեր: Արտադրության տեխնոլոգիան, ինչպես տեսնում եք, պարզ չէ, այն բաղկացած է մի քանի փուլից։ Նրանցից յուրաքանչյուրին պետք է հետևել: Եթե դա տեղի չունենա, ապա խանութի դարակներում մենք կարող ենք հանդիպել ամուսնության:

Մի փոքր կերամիկայի թերությունների մասին

Ինչպես արդեն նշվեց, կերամիկական նյութերի բաղադրությունը իդեալական չէ։ Մասնավորապես, դա ազդում է կավե արտադրանքի ուժի վրա: Ցանկացած մեխանիկական վնաս կարող է դրսևորվել որպես չիպ, ճաք և այլն: Սա հիմնական թերությունն է: Բայց կան նաև այլ գործոններ, որոնք խոչընդոտում են մեր դիտարկած նյութի համատարած տարածմանը։ Դրանցից մեկը բարձր արժեքն է: Օրինակ՝ գյուղական տան տանիքի կերամիկական սալիկները էսթետիկ տեսանկյունից հիանալի լուծում են, բայց նման հաճույքը շատ թանկ կարժենա։

Միևնույն ժամանակ, պատշաճ խնամքի դեպքում նրա տեսքը կտևի 5 տարուց ոչ ավել։ Հետագայում առաջանում է մարում, մակերևույթի վրա մամուռի տեսք և այլն: Դրա հետ մեկտեղ փխրունությունն ու փխրունությունը հանգեցնում են նրան, որ ցանկացածմեխանիկական վնասը կարող է հանգեցնել տանիքի արտահոսքի, և դա քչերին դուր կգա: Իհարկե, ժամանակակից կերամիկական նյութը շատ տպավորիչ տեսք ունի, ինչը ձեռք է բերվում գույների լայն հյուսվածքի և բարձրորակ աշխատանքի շնորհիվ: Բայց այն դեռ թանկ է, ինչը հաճախ ստիպում է մտածել նման ընտրության նպատակահարմարության մասին։

Ամփոփել

Մենք դիտարկել ենք կերամիկական նյութերի հիմնական հատկությունները: Ելնելով վերը նշված բոլորից՝ կարող ենք եզրակացնել, որ նման ապրանքներն ունեն որոշակի յուրահատկություն: Դա կայանում է նրանում, որ մեխանիկական վնասների բացակայության դեպքում դրանք կտևեն շատ, շատ երկար: Բացի այդ, գործարաններում հեղուկ մետաղի ձուլման կերամիկական նյութը նույնպես անփոխարինելի է, քանի որ այն կարող է դիմակայել բարձր ջերմաստիճաններին։

Ինչ վերաբերում է առօրյային, ապա կերամիկան շատ հարմար է։ Ջեռոցում կերակուր պատրաստելու հատուկ ուտեստներ, թեև տարիների ընթացքում փոխել են իրենց տեսքը, այնուամենայնիվ պատրաստվում են այս նյութից։ Ճենապակին, չնայած իր բարձր արժեքին, ունի էլեգանտ տեսք և պարզապես հաճելի է աչքին։ Սա վերաբերում է նաև կավե ամանը, որը ճիշտ աշխատելու դեպքում դժվար է տարբերել ճենապակուց։

Ամեն դեպքում պետք է օգտագործել կերամիկական նյութ։ Դա առաջին հերթին պայմանավորված է բնական կավի մեծ պաշարներով: Դա իսկապես շատ է, և տարեցտարի ավելի ու ավելի շատ նոր քարհանքեր են ստեղծվում այս բնական ռեսուրսի արդյունահանման համար։ Երկրորդ կարևոր գործոնը շրջակա միջավայրի բարեկեցությունն է: Նախկինում մարդիկ հնարավորություն չունեինօգտագործեք ցանկացած վնասակար հավելումներ՝ ապրանքի ուժի բնութագրերը բարելավելու համար: Այսօր իրավիճակը փոխվել է, թեկուզ ոչ շատ քննադատական։ Կերամիկական սալիկները, ի տարբերություն սինթետիկ նյութերի, առողջության համար վնասակար չեն։ Դա վերաբերում է նաև կերամիկական սպասքին, որը համեմատած պլաստիկի հետ, հատկապես եթե վերջինս տաքացվում է, բացարձակապես չի վնասում։