Фарфордың қасиеттері және оны қолдану

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

«Фарфор» термині жоғары температурада жасалған керамикалық бұйымдардың кең ауқымын білдіреді. Олардың айрықша белгілері тегіс беті және төмен кеуектілігі болып табылады. Фарфордың бұл қасиеттері бүгінгі күнге дейін кең сұранысқа ие. Қай жерде қолданылса да, қандай да бір саланы немесе ұлттық экономиканы табу қиын.

Ең көп тараған сәндік фарфор, сонымен қатар химиялық шыны ыдыстар, стоматологиялық крондар және электр изоляторлары. Әдетте ақ немесе ақ түсті, «пісіру» үшін бұл тамаша материал керамиканың көзге көрінбейтін бөлігі ретінде келеді, ол жоғары температуралы пештерде қуырылғаннан кейін ғана таныс пішінге ие болады.

Қытай қызметтерінің артықшылықтары

Бұл мақалада біз фарфордың қасиеттері мен түрлерін талқылаймыз. Неліктен бұл материал бүкіл әлемде соншалықты танымал болғанын және оны сатып алу үшін үлкен экспедициялар жабдықталғанын түсінесіз. Бүгін кез келген дүкеннен сатып алуға болатын әдемі қызмет үшін өлтіріп алуыңыз мүмкін.

Бір қызығы, қытай шеберлерінің бүгінгі керамикамен жасаған бұйымдары тек туыстар, бірақ тікелей емес. Мұны көру үшін негізгі қасиеттерді еске түсіру жеткіліктіОрта Патшалықтың шеберханаларынан шыққан фарфор. Материалдар бір-біріне өте ұқсас: қазіргі заманғы және ежелгі фарфор жылтыратылған немесе «табиғи» болуы мүмкін. Бірақ қарапайым керамика әлдеқайда жұмсақ. Ал одан жоғары сапалы қызмет көрсету мүмкін емес.

Бұл неге болып жатыр?

Фарфордың беріктігі мен ыстыққа төзімділігі сияқты қасиеттері нағыз қытайлық керамика өндірілетін жоғары температураның нәтижесі болып табылады. Ол 2650 градус Фаренгейт (1454 градус Цельсий) температурасында өндіріледі. Мұны қарапайым фарфор үшін 2200 градус Фаренгейтпен (1204 градус Цельсий) салыстырыңыз. Екінші материалдың сапасы төмен болғандықтан, ол химия өнеркәсібінде және ғылымның басқа да технологиялық салаларында қолданылмайды. Сонымен қатар, бұл жарыққа мөлдір болатын жоғары сапалы қытай фарфоры. Дөрекі керамика мұндай әсер бере алмайды.

Шпиондық құмарлықтар

"Қатты паста" немесе нағыз фарфор алғаш рет Қытайда Тан династиясы кезінде (618-907) пайда болды. Бірақ шын мәнінде жоғары сапалы өнімдер өзінің қасиеттері бойынша қазіргі заманғы өнімдерден еш кем түспейді, әлемге тек Юань династиясы кезінде (1279-1368) белгілі болды. Ертедегі қытай фарфоры каолиннен (қытай сазы) және граниттің өрескел түрі пегматиттен тұрды.

Орта ғасырлардағы қытай жабдықтары әкелінгенге дейін еуропалық құмырашыларға беймәлім болды. Еуропалықтар фарфордың қасиеттерін қайталауға тырысты, бірақ бұл мәселеде сәттілікке жете алмады. Оның химиялық құрамын талдағаннан бері олар болдымүмкін емес, олар шығарған өнімдер тек сыртқы жағынан талғампаз, нәзік және сонымен бірге ұзаққа созылатын ыдыстарға ұқсайтын. Солай болып шықты. Шынайы фарфор өндірісінің құпиясын білу үшін нағыз шпиондық соғыстар басталды, бірақ қытайлар өмірден гөрі олардың құпиясын сақтады.

Бұл материал неге сонша танымал болды? Себебі фарфордың тамаша физикалық қасиеттері. Ол кәдімгі керамикаға қарағанда берік, жоғары жылу өткізгіштікке ие, бұл одан шәйнектерде тамаша шай қайнатуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, глазурьдің арқасында фарфордың ластануы өте төмен, тек синтетикалық пигменттердің әсерінен боялған. Ежелгі Қытай қызметтерінің шыныаяқтары көптеген ғасырлардан кейін ақ болып қалады.

Ersatzy

Мөлдір емес материал алу үшін шыныны қалайы оксидімен араластырғаннан кейін еуропалық қолөнершілер балшық пен аязды әйнекті біріктіруге тырысты. Бұл баламалар «жұмсақ паста» немесе жасанды фарфор ретінде белгілі болды. Бірақ екі жағымсыз жағдай ренжітті: бұл материалдардың барлығы тым жұмсақ болып шықты, олардан шынымен жұқа, талғампаз бұйымдарды жасау мүмкін болмады және өндіріс шығындары тым жоғары болды. Қысқасы, «эрсатц типті» фарфордың қасиеттері тамаша емес еді.

Біздің шеберлеріміздің де нағыз фарфор жасау өнерін меңгергендігі туралы деректер бар, бірақ татар-моңғол шапқыншылығы кезінде бүкіл қалалар тұрғындарымен бірге өртеніп кеткен орыс керамикасының барлық құпиялары жойылды. Кейбір серпілістерге де қол жеткізілдіағылшындар. Олар материалдың "сүйек" түрін жасады.

Бірақ негізгі қасиеттері оны ескі Еуропада керемет танымал еткен сүйектен жасалған фарфор дегеніміз не?

Жаратылу тарихы

1707 жылы Эренфрид Вальтер фон Химхаус және Иохан Фридрих Ботгер есімді екі неміс сазды және майда ұнтақталған дала шпатын қолданатын «ақылға қонымды» өндіру әдісін тапты. 17 ғасырда ағылшын қолөнершілері қытай фарфорына ұқсайтын фарфорды осы қоспаға майдалап ұнтақталған күйдірілген сүйектерді қосу арқылы алуға болатынын тәжірибе арқылы білді.

Ал кейінірек ағылшын тіліндегі нұсқасы мөлдір керамикалық бұйымдарды әлдеқайда төмен температурада шығаруға мүмкіндік беретіні белгілі болды, бұл өнімнің өзіндік құнын айтарлықтай төмендетеді. Сонымен қатар, Тұманды Альбионнан жасалған фарфор әлдеқайда нашар күресті, әлдеқайда күшті болды. Сондықтан көп ұзамай британдықтардың өз қызметтерімен Ескі дүниенің жартысын және бүкіл Жаңа әлемнің дерлік бөлігін толтыруы таңқаларлық емес.

Сүйек фарфорының қасиеттері қандай? Біріншіден, одан жасалған бұйымдар салмағы аз және қабырғасының жұқалығы жоғары беріктігімен ерекшеленеді. Екіншіден, керамиканың бұл түрін химия өнеркәсібінде қолдануға болмайды, өйткені оның құрамындағы заттар қышқылдармен және сілтілермен әрекеттеседі.

Шикізат

Айтқанымыздай, бұл материалдың негізгі компоненттері өте қарапайым: саз, дала шпаты, құрамында кальций бар минералдар. Осы уақытқа дейін әртүрлі компаниялар бір-бірімен бәсекелеседі, өйткені бұл тез арада анықталдыфарфор мен фаянстың қасиеттерін оның құрамына жаңа элементтер қосу арқылы түбегейлі өзгертуге болады. Әрине, тәжірибе сәтті болса.

Саздың құрамы оның алыну орнына байланысты өзгеретініне қарамастан, ол тек өте жоғары температурада ғана шыныға айналады (соңғы өнімнің тегістігін қамтамасыз етеді). Бірақ бұл балшықтар шыныдану шегі төмен материалдармен араласпаған жағдайларға ғана қатысты. Дегенмен, шыныдан айырмашылығы, балшық термиялық тұрғыдан тұрақты, яғни ол тіпті жоғары температураға дейін қыздырылғанда да пішінін сақтайды.

Сондықтан бұл материал шын мәнінде бірегей, өйткені ол әйнектің төмен кеуектілігін қарапайым керамиканың тұрақтылығы мен салыстырмалы беріктігімен үйлестіреді. Каолин, гидроалюминосиликат, шикізаттың негізгі түрі ретінде барлық уақытта қолданылған. Дала шпаты (құрамында алюминий силикаты бар) және қатты кварц түрі шақпақ тас кез келген фарфор түріндегі өте маңызды ингредиенттер болып табылады. Олар қыздырылған кезде балқып, материалды біріктіреді.

Кварц - фарфордың «жүрегі»

Бұл күштің кілті. Фарфордың қасиеттері (және оны пайдалану) негізінен осы ерекше сипаттамаға байланысты: ол нашар сынады (әйнекпен салыстырғанда) және бөлшектер арасындағы аз қашықтық материалдың ауаға, суға және басқа қосылыстарға өткізбейтіндігін қамтамасыз етеді.

Кварц – жер қыртысындағы ең көп таралған екі элемент – оттегі мен кремнийдің «қорытпасы». Оның үш функционалды формасы бар: тікелей кварц (кристалдар), опал(аморфты сорт) және құм (аралас, лас фракция). Жалпы, кварц қолөнер өндірісінде бұрыннан қолданылған. Фарфор құрамында алюминий тотығы мен сабын тасы болуы мүмкін, олар «сабын тас» деп аталады.

Өндіріс процесі

Шикізат іріктеліп, өлшенгеннен кейін өндіріске кетеді. Біріншіден, ол тазаланады және өте ұсақ фракцияларға дейін ұнтақталған. Осыдан кейін барлық компоненттер өндіріс жағдайына да, соңғы өнімнің сипаттамаларына байланысты қажетті пропорцияда араластырылады. Соңғысы пайда болғаннан кейін оларды бірден пешке жіберуге болады немесе олар алдын ала тазартылады, содан кейін глазурь қабатымен жабылады.

Әрине, ұсақталған әйнек алдымен өз рөлін атқарады. Осыдан кейін ғана болашақ вазалар, шыныаяқтар, дәретхана табақтары және стоматологиялық тәждер пештің аузына жіберіледі. Енді әр кезеңді бөлек қарастырайық. Өйткені, фарфордың қасиеттері мен оның қолданылуы олардың сәттілігіне байланысты!

Усақтау шикізаты

Мүмкін, бұл ең маңызды операциялардың бірі шығар, өйткені түпкілікті өнімнің сапасы оның орындалуының тиянақтылығына байланысты. Ұнтақтау үлкен механикалық барабанды ұсатқыштар арқылы жүзеге асырылады. Екінші өтуде бөлшектердің өлшемін 0,25 см-ге дейін жеткізеді Шикізатты ұсақ шаңға айналдыру үшін арнайы шарикті ұсақтағыштар қолданылады. Бұл металл шарлармен толтырылған үлкен болат цилиндрлер. Бүкіл құрылым айналғанда, шикізаттың бөлшектері өте ұсақ ұнтақталған біртекті массаға айналады.

Тазалау және араластыру

Қоспа жұқа сүзгілерден өтіп, содан кейін көлбеу болат парақтары болып табылатын арнайы «конвейерге» беріледі. Олар дірілдейді, нәтижесінде шикізат автоматты түрде араласып қана қоймайды, сонымен қатар сұрыпталады, өйткені ең үлкен бөлшектер жоғары итеріледі. Суланған материал қажет болса, су автоматты түрде желіге шашылады.

Кейде күшті магниттері бар сүзгілер пайдаланылады, өйткені соңғысы темірдің ең кішкентай қоспаларын жоя алады. Соңғысы, егер ол дайын өнімге түссе, оған жағымсыз қызыл реңк береді. Осыдан кейін дайын өнімдер пешке жіберіледі, онда олар біз көрсеткен температурада күйдіріледі.

Өнім қасиеттері қандай өндірістік жағдайларға байланысты болуы мүмкін?

Соңғы күйдіру кезінде суық фарфордың қасиеттеріне тікелей әсер ететін көптеген процестер жүретінін атап өткен жөн. Біріншіден, барлық көміртекті органикалық қоспалар жағылады, артық су буланады, болашақ өнімнің қалыңдығынан әртүрлі газ тәрізді фракциялар шығады. Егер бір уақытта температураны Цельсий бойынша 1100 градусқа дейін жеткізбесе, онда кремний және глазурьдің басқа компоненттері балқу мүмкін емес, яғни олар керамика бетінде тегіс және химиялық бейтарап қабат түзбейді.

Сонымен қатар, бұл қосылыстар материалдардың бөлшектері арасындағы қашықтықты азайту, олардың арасындағы сенімді байланыс үшін қажет. Қажетті тығыздыққа жеткеннен кейін,өнім салқындатылады, нәтижесінде глазурь «біріктіреді», тегіс және әсіресе берік болады.

Нәтижелер

Олай болса, біз мұның бәрін неге сипаттаймыз? Мәселе мынада, бұл материалдың қасиеттері оны өндірудің ерекшеліктері мен шарттарына тығыз байланысты. Мысалы, беріктік массадағы дала шпаты үлесіне байланысты, ал фарфордағы кеуектер саны неғұрлым аз болса, соғұрлым дала шпаты көп болады. Сазды заттың ыдырауынан алынған кварц пен қалдық шыныда еріген сайын фарфор материалының қаңқасы әлсіреп, деформациялар күшейеді. Кварцты ұнтақтаудың ұсақтығына, масса құрамына, температурасына және күйдіру ұзақтығына байланысты шыны тәрізді фазаның құрамына массаға енгізілген барлық кварцтың 15-тен 40%-ға дейіні кіреді. Ол неғұрлым көп болса, фарфор жұқа және «ауа» болады.

Керамикалық материалдардың диэлектриктер ретіндегі қасиеттері негізінен материалдағы және оқшаулағыш бетіндегі электр тогының өтуіне төзімділігімен сипатталады. Фарфордың меншікті көлемі мен меншікті беттік кедергісін ажыратыңыз.

Бұдан басқа фарфордың химиялық қасиеттерінің практикалық маңызы зор. Дәлірек айтқанда, олардың болмауы. Дала шпаты мен кварцтың көп мөлшері қосылған глазурленген керамика химиялық бейтарап болып табылады. Фармацевтер мен химиктердің ерітінділері неге осы материалдан жасалған деп ойлайсыз ба? Ол әйнектен әлдеқайда берік, бірақ әрекет етпейді.

Қазіргі жағдай

Бүгін керамика (әсіресе фарфор) екінші кезеңді бастан өткерудетуу. Бұл материалдарды микроэлектрониканың әртүрлі түрлерін өндіруде қолдануға болатыны белгілі болды. Мұның заманауи өркениет үшін маңыздылығын түсіндірудің қажеті жоқ. Ғалымдар сонымен қатар белгілі бір қоспаларды қосқанда фарфордың беріктігі экспоненциалды түрде арта түсетінін анықтады. Қазіргі уақытта оның негізінде құрыштың жаңа түрлерін жасау саласында тіпті перспективалы зерттеулер жүргізілуде. Сондықтан жалғыз дәретхана табақтары емес!

Соңында бұл материалдың медицинада маңызы артып келеді. Түрлі протездер мен керемет тіс тәждері – оларға деген сұраныс жыл сайын артып келеді. Сондықтан ежелгі қытай өнертабысы өте ұзақ уақыт өзекті болып қала береді.