Ճենապակի հատկությունները և դրա կիրառումը

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

«ճենապակու» տերմինը վերաբերում է կերամիկական ապրանքների լայն տեսականի, որոնք պատրաստվում են բարձր ջերմաստիճաններում: Նրանց տարբերակիչ հատկանիշներն են հարթ մակերեսը և ցածր ծակոտկենությունը: Ճենապակի այս հատկությունները մեծ պահանջարկ ունեն մինչ օրս: Դժվար է գտնել ինչ-որ արդյունաբերություն կամ ազգային տնտեսություն, որտեղ էլ որ այն օգտագործվի:

Ամենատարածված դեկորատիվ ճենապակե, ինչպես նաև քիմիական ապակյա իրեր, ատամնաբուժական պսակներ և էլեկտրական մեկուսիչներ։ Սովորաբար սպիտակ կամ բաց սպիտակ, «թխելու» համար այս հրաշալի նյութը հայտնվում է որպես չներկայացված կերամիկայի կտոր, որն իր ծանոթ ձևը ձեռք կբերի միայն բարձր ջերմաստիճանի ջեռոցում բովելուց հետո։

Չինական ծառայությունների առավելությունները

Այս հոդվածում մենք կքննարկենք ճենապակի հատկությունները և տեսակները: Դուք կհասկանաք, թե ինչու էր այս նյութն այնքան տարածված ամբողջ աշխարհում, որ հսկայական արշավախմբեր էին սարքավորում այն գնելու համար։ Գեղեցիկ ծառայության համար, որն այսօր կարող եք գնել ցանկացած խանութից, այն ժամանակ կարող եք սպանվել։

Բավական տարօրինակ է, բայց չին վարպետների արտադրանքը այսօրվա կերամիկայի հետ միայն հարազատ է, բայց ոչ անմիջական: Սա տեսնելու համար բավական է հիշել հիմնական հատկություններըճենապակե, որը դուրս է եկել Միջին Թագավորության արհեստանոցներից։ Նյութերը շատ նման են միմյանց՝ ինչպես ժամանակակից, այնպես էլ հնագույն ճենապակին կարող են լինել ջնարակապատ կամ «բնական»։ Բայց պարզ կերամիկան շատ ավելի փափուկ է: Եվ դրանից բարձրակարգ ծառայություն չի կարելի պատրաստել։

Ինչու է դա տեղի ունենում:

Ճենապակի հատկությունները, ինչպիսիք են ամրությունը և ջերմակայունությունը, բարձր ջերմաստիճանի արդյունք են, որոնց դեպքում արտադրվում է իսկական չինական կերամիկա: Այն արտադրվում է 2650 աստիճան Ֆարենհայթ (1454 աստիճան Ցելսիուս) ջերմաստիճանում։ Համեմատեք դա 2200 աստիճան Ֆարենհեյթի (1204 աստիճան Ցելսիուս) պարզ ճենապակու համար: Քանի որ երկրորդ նյութն ավելի ցածր որակի է, այն չի օգտագործվում քիմիական արդյունաբերության և գիտության այլ տեխնոլոգիական ճյուղերում։ Բացի այդ, դա ամենաբարձր որակի չինական ճենապակ է, որը թափանցիկ է լույսի համար: Կոպիտ կերամիկան չի կարող նման էֆեկտ տալ։

Լրտեսական կրքեր

«Կոշտ մածուկ», կամ իսկական ճենապակ, առաջին անգամ հայտնվեց Չինաստանում Թանգ դինաստիայի ժամանակ (618-907 թթ.): Բայց իսկապես բարձրորակ ապրանքները, իրենց հատկություններով ոչ մի կերպ չեն զիջում ժամանակակիցներին, աշխարհին հայտնի դարձան միայն Յուան դինաստիայի օրոք (1279-1368): Վաղ չինական ճենապակին կազմված էր կաոլինից (չինական կավ) և պեգմատիտից՝ գրանիտի կոպիտ տեսակից։

Եվրոպական բրուտագործներին անհայտ էր մինչև միջնադարում չինական սարքավորումների ներմուծումը: Եվրոպացիները փորձել են կրկնօրինակել ճենապակի հատկությունները, սակայն այդ հարցում չի հաջողվել։ Քանի որ վերլուծել է իր քիմիական բաղադրությունը նրանքչկարողանալով, նրանց արտադրած արտադրանքը միայն արտաքինից էր հիշեցնում նրբագեղ, փխրուն և միևնույն ժամանակ դիմացկուն ուտեստներ։ Այդպես ստացվեց. Իրական լրտեսական պատերազմներ ծավալվեցին՝ ճենապակյա ճենապակու արտադրության գաղտնիքը պարզելու համար, սակայն չինացիները նրանց գաղտնիքն ավելի շատ պահպանեցին, քան կյանքը։

Ինչու՞ էր այս նյութն այդքան տարածված: Պատճառը ճենապակի գերազանց ֆիզիկական հատկություններն են։ Այն ավելի ամուր է, քան սովորական կերամիկա, ունի բարձր ջերմային հաղորդունակություն, ինչը հնարավորություն է տալիս նրանից թեյնիկների մեջ հիանալի թեյ եփել։ Բացի այդ, ջնարակի շնորհիվ ճենապակն ունի չափազանց ցածր կեղտոտություն՝ ներկելով միայն սինթետիկ գունանյութերի ազդեցության տակ։ Հին չինական ծառայությունների բաժակները դարեր անց մնում են սպիտակ:

Ersatzy

Ապակին թիթեղի օքսիդի հետ խառնելուց հետո, որպեսզի ստացվի անթափանց նյութ, եվրոպացի արհեստավորները փորձեցին համատեղել կավը և ցրտահարված ապակին: Այս այլընտրանքները հայտնի դարձան որպես «փափուկ մածուկ» կամ արհեստական ճենապակե: Բայց երկու տհաճ հանգամանք անհանգստացնող էր. այս բոլոր նյութերը պարզվեցին, որ չափազանց փափուկ էին, դրանցից անհնար էր իսկապես բարակ, էլեգանտ ապրանքներ պատրաստել, իսկ արտադրության ծախսերը չափազանց բարձր էին: Մի խոսքով, «երսաց տիպի» ճենապակի հատկությունները հեռու էին կատարյալ լինելուց։

Ապացույցներ կան, որ մեր վարպետները տիրապետել են նաև իսկական ճենապակու արտադրության արվեստին, սակայն ռուսական կերամիկայի բոլոր գաղտնիքները կորել են թաթար-մոնղոլական արշավանքի ժամանակ, երբ այրվել են ամբողջ քաղաքներ իրենց բոլոր բնակիչների հետ միասին: Որոշակի բեկում է գրանցվել նաևԱնգլերեն. Նրանք ստեղծել են «ոսկոր» տեսակի նյութ։

Բայց ի՞նչ է ոսկրային ճենապակին, որի հիմնական հատկությունները դարձրեցին այն աներևակայելի տարածված հին Եվրոպայում:

Արարման պատմություն

1707 թվականին երկու գերմանացիներ՝ Էրենֆրիդ Վալթեր ֆոն Չիմհաուսը և Յոհան Ֆրիդրիխ Բոտգերը հայտնաբերեցին արտադրության ավելի «խելամիտ» մեթոդ, որն օգտագործում է կավ և նուրբ աղացած դաշտային սպաթ: 17-րդ դարում անգլիացի արհեստավորները փորձերի միջոցով իմացան, որ ճենապակը՝ գրեթե նույնական չինական ճենապակին, կարելի է ձեռք բերել՝ այս խառնուրդին մանր աղացած այրված ոսկորներ ավելացնելով։

Իսկ ավելի ուշ պարզվեց, որ անգլերեն տարբերակը թույլ է տալիս թափանցիկ կերամիկա արտադրել շատ ավելի ցածր ջերմաստիճանում, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է արտադրության ինքնարժեքը։ Բացի այդ, Մառախլապատ Ալբիոնի ճենապակին շատ ավելի վատ էր կռվում, շատ ավելի ամուր էր: Ուստի զարմանալի չէ, որ բրիտանացիները շուտով իրենց ծառայություններով լցրեցին Հին և գրեթե ողջ Նոր աշխարհի կեսը։

Որո՞նք են ոսկրային ճենապակի հատկությունները: Նախ, դրանից պատրաստված արտադրանքն առանձնանում է բարձր ամրությամբ՝ ցածր քաշով և բարակ պատերով։ Երկրորդ՝ կերամիկայի այս տեսակը չի կարող օգտագործվել քիմիական արդյունաբերության մեջ, քանի որ դրա բաղադրության մեջ պարունակվող նյութերը փոխազդում են թթուների և ալկալիների հետ։

Հումք

Ինչպես ասացինք, այս նյութի հիմնական բաղադրիչները չափազանց պարզ են՝ կավ, դաշտային սպաթ, կալցիումի պարունակությամբ հանքանյութեր։ Մինչ այժմ տարբեր ընկերություններ մրցում են միմյանց հետ, քանի որ շատ արագ հաստատվեց, որճենապակի և ֆայանսի հատկությունները կարող են արմատապես փոխվել՝ դրա բաղադրության մեջ նոր տարրեր ավելացնելով: Իհարկե, եթե փորձը հաջողված է։

Չնայած այն հանգամանքին, որ կավի բաղադրությունը տարբերվում է՝ կախված արդյունահանման վայրից, այն այնուամենայնիվ վերածվում է ապակու (որն ապահովում է վերջնական արտադրանքի հարթությունը) միայն ծայրահեղ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում։ Բայց դա ճիշտ է միայն այն դեպքերի համար, երբ կավերը չեն խառնվում նյութերի հետ, որոնց ապակենման շեմն ավելի ցածր է։ Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն ապակու, կավը ջերմային կայուն է, ինչը նշանակում է, որ այն պահպանում է իր ձևը նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում:

Այսպիսով, այս նյութը իսկապես եզակի է, քանի որ այն համատեղում է ապակու ցածր ծակոտկենությունը պարզ կերամիկայի կայունության և հարաբերական ամրության հետ: Կաոլինը, որը հիդրոալյումինոսիլիկատ է, միշտ օգտագործվել է որպես հումքի հիմնական տեսակ։ Feldspar-ը (պարունակում է ալյումինի սիլիկատ) և կայծքարը՝ կոշտ քվարցի տեսակ, չափազանց կարևոր բաղադրիչներ են ցանկացած տեսակի ճենապակու մեջ: Տաքանալիս հալչում են՝ կապելով նյութը։

Քվարց՝ ճենապակու «սիրտը»

Սա ուժի բանալին է: Ճենապակու հատկությունները (և դրա օգտագործումը) հիմնականում պայմանավորված են հենց այս հատկանիշով. այն վատ է կոտրվում (համեմատած ապակու հետ), իսկ մասնիկների միջև փոքր հեռավորությունները ապահովում են նյութի անթափանցելիությունը օդի, ջրի և այլ միացությունների նկատմամբ:

Քվարցը թթվածնի և սիլիցիումի «համաձուլվածք» է՝ երկրակեղևի երկու ամենաառատ տարրերը: Այն ունի երեք ֆունկցիոնալ ձև՝ ուղղակի քվարց (բյուրեղներ), օպալ(ամորֆ բազմազանություն) և ավազ (խառը, կեղտոտ ֆրակցիա): Ընդհանրապես քվարցը վաղուց օգտագործվել է արհեստագործական արտադրության մեջ։ Ճենապակին կարող է նաև պարունակել կավահող և օճառաքար, որոնք ավելի հայտնի են որպես «օճառաքար»:

Արտադրական գործընթաց

Հումքը ընտրելուց և կշռելուց հետո գնում են արտադրության։ Նախ, այն մաքրվում և մանրացված է մինչև շատ նուրբ ֆրակցիաներ: Դրանից հետո բոլոր բաղադրիչները խառնվում են պահանջվող համամասնությամբ՝ կախված ինչպես արտադրության պայմաններից, այնպես էլ վերջնական արտադրանքի բնութագրերից։ Վերջիններս ձևավորվելուն պես կարող են անմիջապես ուղարկել ջեռոց, կամ նախապես մաքրել, ապա ծածկել ջնարակի շերտով։

Իհարկե, մանրացված ապակին իր դերում առաջինն է: Եվ միայն դրանից հետո վառարանի բերանը ուղարկվում են ապագա ծաղկամաններ, բաժակներ, զուգարանակոնքեր և ատամնաբուժական պսակներ։ Այժմ եկեք նայենք յուրաքանչյուր փուլին առանձին: Ի վերջո, ճենապակի հատկությունները և դրա կիրառումը կախված են դրանց հաջողությունից:

Հումքի մանրացում

Միգուցե սա ամենակարևոր գործողություններից մեկն է, քանի որ վերջնական արտադրանքի որակը կախված է դրա իրականացման մանրակրկիտությունից: Ջարդումն իրականացվում է հսկայական մեխանիկական թմբուկային ջարդիչների միջոցով: Երկրորդ անցումով մասնիկների չափը հասցվում է 0,25 սմ-ի, հումքը մանր փոշու վերածելու համար օգտագործվում են հատուկ գնդիկավոր ջարդիչներ։ Սրանք հսկայական պողպատե բալոններ են, որոնք լցված են մետաղական գնդիկներով: Երբ ամբողջ կառուցվածքը պտտվում է, հումքի մասնիկները վերածվում են չափազանց նուրբ հղկման միատարր զանգվածի։

Մաքրում և խառնուրդ

Խառնուրդն անցնում է նուրբ զտիչներով, այնուհետև սնվում է հատուկ «փոխակրիչի» մեջ, որը թեքված պողպատե թիթեղներ է։ Դրանք թրթռում են, ինչի արդյունքում հումքը ոչ միայն ինքնաբերաբար խառնվում է, այլ նաև տեսակավորվում, քանի որ ամենախոշոր մասնիկները վեր են մղվում։ Եթե թրջված նյութ է պահանջվում, ջուրն ավտոմատ կերպով ցողվում է գծի մեջ:

Երբեմն օգտագործվում են հզոր մագնիսներով զտիչներ, քանի որ վերջիններս կարող են հեռացնել երկաթի ամենափոքր կեղտը։ Վերջինս, եթե այն մտնի պատրաստի արտադրանքի մեջ, կհաղորդի նրան անցանկալի կարմիր երանգ։ Դրանից հետո պատրաստի արտադրանքն ուղարկվում է վառարան, որտեղ այն կրակում են մեր կողմից արդեն իսկ նշված ջերմաստիճաններով։

Ինչ արտադրական պայմաններից կարող են կախված լինել արտադրանքի հատկությունները:

Հարկ է նշել, որ վերջնական թրծման ժամանակ տեղի են ունենում բազմաթիվ գործընթացներ, որոնք ուղղակիորեն ազդում են սառը ճենապակի հատկությունների վրա։ Նախ, ածխածնի օրգանական բոլոր կեղտերը այրվում են, ավելորդ ջուրը գոլորշիացվում է, ապագա արտադրանքի հաստությունից դուրս են գալիս տարբեր գազային ֆրակցիաներ: Եթե միևնույն ժամանակ ջերմաստիճանը չհասցվի 1100 աստիճան Ցելսիուսի, ապա սիլիցիումը և ջնարակի մյուս բաղադրիչները չեն կարողանա հալվել, ինչը նշանակում է, որ դրանք հարթ և քիմիապես չեզոք շերտ չեն ձևավորի կերամիկական մակերեսի վրա։

Բացի այդ, այս միացումներն անհրաժեշտ են նյութերի մասնիկների միջև հեռավորությունը նվազեցնելու համար, նրանց միջև ավելի հուսալի կապ ունենալու համար: Ցանկալի խտության հասնելուց հետո,արտադրանքը սառչում է, ինչի արդյունքում ջնարակը «ձգվում է», դառնում հարթ և հատկապես դիմացկուն։

Արդյունքներ

Ուրեմն ինչու ենք մենք նկարագրում այս ամենը: Բանն այն է, որ այս նյութի հատկությունները սերտորեն կախված են դրա արտադրության առանձնահատկություններից և պայմաններից: Օրինակ, ուժը կախված է զանգվածի մեջ ֆելդսպարի պարունակության տոկոսից, իսկ ճենապակում ծակոտիների քանակը որքան փոքր է, այնքան ավելի շատ ֆելդսպաթ: Քանի որ քվարցը և կավե նյութի քայքայման արդյունքում ստացված մնացորդը լուծվում են ապակու մեջ, ճենապակե նյութի կմախքը թուլանում է, իսկ դեֆորմացիաները՝ մեծանում։ Կախված քվարցի մանրացման նուրբությունից, զանգվածի բաղադրությունից, ջերմաստիճանից և կրակման տևողությունից՝ ապակենման փուլի բաղադրությունը ներառում է զանգվածի մեջ ներմուծված ամբողջ քվարցի 15-ից մինչև 40%: Որքան շատ է, այնքան ճենապակն ավելի բարակ է և «օդային»:

Կերամիկական նյութերի հատկությունները որպես դիէլեկտրիկներ բնութագրվում են հիմնականում նյութի մեջ և մեկուսիչի մակերեսի վրա էլեկտրական հոսանքի անցման դիմադրությամբ: Տարբերակել ճենապակի հատուկ ծավալը և հատուկ մակերեսային դիմադրությունը:

Բացի այդ, ճենապակի քիմիական հատկությունները մեծ գործնական նշանակություն ունեն։ Ավելի ճիշտ՝ նրանց բացակայությունը։ Ապակեպատ կերամիկան մեծ քանակությամբ դաշտային սպաթի և որձաքարի ավելացմամբ քիմիապես չեզոք է։ Ի՞նչ եք կարծում, ինչու՞ են դեղագործների և քիմիկոսների շաղախները պատրաստված այս նյութից։ Այն շատ ավելի ամուր է, քան ապակին, բայց չի արձագանքում։

Գործերի ներկա վիճակը

Այսօր կերամիկան (և մասնավորապես ճենապակին) երկրորդն է ապրում.ծնունդը։ Պարզվել է, որ այդ նյութերը կարող են օգտագործվել տարբեր տեսակի միկրոէլեկտրոնիկայի արտադրության մեջ։ Սրա կարևորությունը ժամանակակից քաղաքակրթության համար բացատրության կարիք չունի։ Գիտնականները նաև պարզել են, որ երբ որոշակի հավելումներ են ավելացվում, ճենապակի ամրությունը երկրաչափականորեն մեծանում է: Ներկայումս նույնիսկ խոստումնալից հետազոտություններ են իրականացվում դրա հիման վրա նոր տեսակի զրահների ստեղծման ոլորտում։ Այնպես որ, ոչ միայն զուգարանակոնքի համար:

Վերջապես այս նյութը գնալով ավելի կարևոր է դառնում բժշկության մեջ: Տարբեր պրոթեզներ և ատամնաբուժական հոյակապ պսակներ՝ դրանց պահանջարկը տարեցտարի ավելանում է։ Այսպիսով, հին չինական գյուտը ակտուալ կմնա շատ երկար ժամանակ: