как стать керамистом и что для этого нужно
Керамические вазы, горшки, чайные наборы, подсвечники, тарелки, свистки и даже музыкальные инструменты – все это можно создавать самостоятельно.
Чтобы научиться делать керамику своими руками, главное – желание. Перед тем как стать керамистом, попробуйте слепить из глины простейшую безделушку, и вы поймете, стоит ли тратить деньги на покупку оборудования для работы. Если что-то не получилось – не беда, размочите брак и сделайте из него новую фигуру, до запекания изделие можно видоизменять бесконечно.- Из чего делают керамику и где взять материалы для работы
- Способы изготовления керамических изделий
- Гончарная печь – виды и предпочтения
- Как выбрать гончарный круг
- Польза и удовольствие от керамического хобби
Из чего делают керамику и где взять материалы для работы
Керамика – это обожженная глина, которая и является главным материалом в работе керамиста. В отличие от полимерной глины, натуральная имеет природное происхождение, ее добывают из недр земли, не подвергая химической и другим видам обработки.
Опытные мастера в целях экономии добывают и готовят сырье самостоятельно. Этот процесс включает несколько этапов и вряд ли заслуживает внимания, если вы только начинаете свой путь и живете в городе.
Глина для изготовления керамики должна быть жирной и без вкраплений камешков и прочего мусора, иначе поделка растрескается в процессе запекания. Готовую массу хранят при определенных условия влажности.
Натуральная глина бывает разных видов:
- Белая – наиболее распространенная, изначально имеет сероватый оттенок, а после термической обработки обретает приятный оттенок слоновой кости.
- Красная – содержит оксид железа, придающий сырью зеленоватый тон. Основной цвет сырца – коричневый, после обжига изделия становятся красными. Хорошо поддается лепке, не крошится, идеальна для скульптур и крупных изделий.
- Фарфоровая – серая в сыром виде и белая после запекания.
- Голубая – чаще используется в косметологии и народной медицине.
- Черная или темно-коричневая керамическая масса – самая твердая глина, приобретающая оттенок слоновой кости после обработки в печи.
Красная глина
Также глины для керамики классифицируют по температуре обработки на легкоплавкие, среднеплавкие, тугоплавкие.
Удобнее всего покупать готовую гончарную глину, ориентируясь на размер фракции, цвет после обжига при разных температурах и другие характеристики и качественные показатели. Стоимость зависит от производителя, фасовки, фактуры. Есть уже готовые массы с добавками для облечения разных задач – лепки, формовки, гончарного круга.
Помимо глины, нужны глазури и эмали для покрытия изделий, пигменты для придания сделанной своими руками керамике нужного оттенка, специальные добавки для улучшения свойств и температурной обработки.
Для склеивания деталей используют шликерную массу – своеобразный клей из разведенной глины. Если просто соединить элементы, они могут отвалиться при нагреве. Все это продается в специализированных магазинах для керамистов.
Способы изготовления керамических изделий
Существует несколько способов превращения глиняной массы в красивое керамическое изделие.
Лепка – самый доступный способ изготовления изделий из керамики своими руками в домашних условиях. Сувениры, скульптуры, посуду, игрушки или другие поделки лепят руками, словно из пластилина, помогая себе специальными стеками или подручными приспособлениями.
Гончарное дело требует наличия вращающегося круга. С помощью этого древнего ремесла и сегодня создают вазы, кувшины, горшки, тарелки, чашки.
Отминка – наиболее простой вариант изготовления керамики для начинающих. В работе используют гипсовую форму, в которую выкладывают мягкую глину, а после застывания извлекают фигурное изделие. Гипсовые формы привлекательны тем, что впитывают излишнюю влагу, помогая глиняному изделию отвердеть и просохнуть.
Литье – здесь тоже используют формы, но другого плана. Разведенную глину разливают по формам, высушивают заготовки, извлекают и раскрашивают.
Глиняная поделка обретает прочность только после обжига – обработки в гончарных печах при температуре от 900 до 1300 градусов. Готовые сувениры покрывают акриловыми красками или специальной стекловидной глазурью для керамики. В случае с глазурью требуется еще один обжиг после окрашивания.
Если хочется получить естественный оттенок, используют молочение – покрывают неокрашенную запеченную керамическую фигурку молоком в несколько слоев и еще раз запекают при более низких температурах.
Гончарная печь – виды и предпочтения
Раньше печи для обжига керамики представляли собой вырытые в земле горны и разогревались исключительно дровами. Современные гончарные печи бывают газовыми, электрическими и дровяными. Последние, как правило, изготавливаются собственноручно, они подходят для эксплуатации в частных домовладениях. В условия квартиры удобнее всего работать с электропечами, для больших объемов можно подобрать газовую.
В металлическом корпусе таких печей скрывается огнеупорный кирпич или другой материал, удерживающий тепло и не боящийся нагрева. Для отвода влаги предусмотрены вентиляционные отверстия, управление процессом обжига керамики осуществляется программным регулятором. Электрические гончарные печи – недешевое удовольствие. Цена зависит от производителя, объема, мощности.
В продаже есть модели с вертикальной и горизонтальной загрузкой и колпаковые. По типу расположения нагревательного элемента гончарные печи подразделяют на муфельные и камерные. В муфельных он находится вокруг емкости из огнеупорного материала (муфеля). В камерных нагреватель расположен внутри, что сокращает потери тепла и делает оборудование более экономичным.
Если немного постараться, можно сделать печь для обжига керамики в домашних условиях своими руками, взяв за основу огнеупорный кирпич и что-то для корпуса, например, старую стиральную машину.
Запекание – самый важный процесс, который не прощает ошибок. Иногда даже опытные мастера видят вместо ожидаемого шедевра негодный брак. Изделия никогда не достают сразу, они должны остыть в печи.
Как выбрать гончарный круг
Гончарные круги нужны для лепки круглых предметов, поэтому этот инструмент необязательно покупать сразу же. Если вы только осваиваете керамику, начинайте с лепки или отминки. Круги бывают с ручным, ножным и электрическим управлением.
Последние – самые удобные и практичные, их чаще всего и покупают керамисты, занимающиеся изготовлением керамики в домашних условиях. Чтобы научиться работать на электрическом круге, нужно несколько часов. Для освоения инструмента с ручным управлением уйдет несколько месяцев.
При выборе гончарного круга важно обратить внимание на тип двигателя:
- Коллекторный – самый простой и часто встречается в компактных моделях, плавно регулирует скорость вращения, но сильно шумит.
- Асинхронный – вращается в обе стороны, меньше шумит, но требует навыков для регулировки скорости.
- Бесщеточный двигатель постоянного тока – лучший выбор для серьезных работ. Отличается надежностью и низким уровнем шума.
Модификации различаются по диаметру планшайбы, частоты ее вращения, мощности двигателя, габаритам оборудования. Цена также зависит от производителя.
Выбирая гончарный круг для изготовления домашней керамики своими руками, обратите внимание на удобство положения рук во время работы и сидения за ним. Если у вас нет персональной мастерской, не забывайте про компактность. Желательно не полагаться на рекламу, а попросить совета у тех, кто уже давно занимается керамикой.
Неплохое оборудование можно найти даже среди детских моделей, на них получится делать полноценные, хоть и небольшие изделия.
Польза и удовольствие от керамического хобби
Изначально керамикой занимались в основном мужчины, но сегодня, благодаря автоматическим кругам и электронным печам, – это женское хобби, требующее терпения, творческого настроя, художественного таланта.
Гончарное дело нельзя назвать очень прибыльным, тем более с учетом покупки дорогостоящего оборудования. Скорее, им занимаются ради удовольствия. Лепка успокаивает, а созерцание работы на гончарном круге действует магически.
Продавать керамику, сделанную своими руками, конечно, можно. Спросом пользуются сувениры, посуда, предметы декора. Однако обогатиться на этом увлечении вряд ли получится – времени на изготовление уходит много, а цены на изделия ручного труда способны оценить только те, кто понимает разницу между штамповкой и индивидуальной работой мастера.
Если вы хотите попробовать лепку, но не готовы покупать печь, начните с холодного фарфора, полимерной глины или соленого теста. Конечно, эти материалы не годятся для изготовления посуды, но зато из них получаются очень красивые сувениры и украшения, например, колье или ожерелье.
Ну а если решили стать керамистом, то начните с теории, смотрите видео-уроки, учитесь на опыте мастеров. Удачи вам и творческих успехов в этом и других женских увлечениях.
Как делают керамику
При желании, вы можете обучиться мастерству изготовления керамических изделий – в Москве проходят мастер-классы, а также основы этого искусства преподаются в художественных школах. Если Вы хотите узнать как делают керамику, или решили сами освоить тонкости гончарного дела, то эта статья специально для Вас.
Глина для керамики
Не так уж много традиционных методов обработки глины. Например, в древности вначале ее отмачивали в воде, перебирали от мусора, и уже потом погружали в специальную бочку, наполненную водой, где она отстаивалась некоторое время. В ходе таких манипуляций часть грязи оседала на дно бочки, а часть – всплывала на поверхность, в средней же части оставался пласт нужной для работы очищенной глины. В месте, где располагался чистый материал, делали отверстие, собирали глину и высушивали ее на солнце, чтобы лишняя влага испарилась. После того как материал был перемят, он становится годным для работы.
Гончарный круг
На всем протяжении работы под рукой всегда должна присутствовать вода, чтобы периодически Вы могли смачивать руки и глину. Но не переусердствуйте, так как слишком влажные изделия при сушке дадут трещины. Этого можно избежать, если использовать в процессе работы губку, которой время от времени собирать с изделия лишнюю влагу.
Также, в начале работы поработайте с глиной руками — ее необходимо как следует помять, почувствовать. Если Вы хотите придать изделию особую форму, то просто посильнее нажмите на нее с обеих сторон, она с легкостью поддастся.
Очень часто идея нового сосуда приходит именно во время работы, но если Вы уже знаете, что хотите получить, то заранее тщательно продумайте эскиз.
Сделать простой керамический сосуд за пять минут – это вполне реально! Со временем руки привыкают делать одинаковые формы, и работа начинает идти намного быстрее. Если вначале, допустим, Вы тратили 15 минут на первое изделие, то последнее Вы можете получить за 5 мин.
Теперь, когда изделие готово, Вы можете поэкспериментировать и декорировать сосуд каким-нибудь орнаментом. С помощью специальных деревянных палочек на еще не засохшей глине можно нарисовать животных, цветы, узор. Хотя многие мастера утверждают, что иногда форма сосуда получается настолько интересной, что она не требует в дополнительное оформление.
Сушка и укрепление керамики
Этот этап является немаловажным при работе с керамикой.
Любое изделие при сушке становится намного меньше в размерах, то есть дает усадку. Даже хорошая гончарная форма уменьшается не меньше чем на 10%. Для укрепления сосуда применяют обжиг. Он проходит в специальных гончарных печах при температуре около 1250 градусов. Но некоторые новички сушат свои изделия на солнце, тем самым обходя обжиг в печи.
Обратите внимание, что глина после обжига меняет свой цвет. Вначале она может быть и голубой, и зеленой, и черной, но после печи она становится желтой, белой или красно-коричневой.
Затем следует процесс специальной обработки керамического изделия, так как сосуд не должен пропускать воду. Есть разные технологии, и одной из популярных является покрытие глазурью. После такой обработки керамические кувшины и горшочки приобретают покрытие похожее на стекло.
Хотя сейчас многие отказываются от глазурования, так как в составе вещества присутствует смесь полевого шпата, кварца, оксидов металла и некоторых других компонентов (полива свинца). Эта смесь негативно влияет как на здоровье мастеров, так и дальнейших пользователей.
В настоящее время все стремятся ко всему экологически чистому, натуральному, природному. Поэтому стало популярным использовать в гончарном деле молочение. Это наиболее древний способ обработки изделия, который при этом не наносит никакого вреда.
Молочение – это специальная обработка с использованием молочного жира. Сосуд после обжига помещали в молоко и давали как следует пропитаться. Затем изделие снова сушили и обжигали. При этом температура в печи была ровна 350 градусам, что обеспечивало «горение» молока. В итоге спекшееся молоко закупоривало поры в стенках сосуда, и вода уже не могла вытечь через них.
Затем горшок очищали, так как после обжига он сильно темнел. Раньше это делали с помощью рогожи или песка, сейчас – наждачной бумаги.
Из чего делают керамику
Факторы формирования потребительских свойств и ассортимента керамических товаров
Потребительские свойства и ассортимент керамических изделий формируются на стадиях разработки и изготовления и зависят от совершенства формы и конструкции авторского образца, свойств керамики, тщательности изготовления серийной или массовой продукции. В свою очередь качество изготовления изделий определяется характером технологии и точностью ее соблюдения.
Сырье для изготовления керамических товаров
Сырье для изготовления керамических товаров подразделяют на материалы для черепка, глазури и материалы для декорирования.
Материалы для черепка – это пластичные глинистые вещества (глина, каолин), отощающие (кварцевые) материалы и плавни.
Глина — тонкодисперсная горная порода, представляющая собой смесь различных минералов — водных алюмосиликатов (каолинит и др.). Глины подразделяют по огнеупорности, способности к спеканию, окраске. В производстве фарфора и фаянса используют огнеупорные, беложгущиеся глины (не более 0,8-1% оксидов железа), в гончарном производстве – легкоплавкие красножгущиеся глины.
Каолин – наиболее ценный глинистый материал, отличающийся высокой огнеупорностью, но слабой пластичностью; ввиду меньшего содержания окрашивающих примесей он имеет почти чисто-белый цвет.
В основе керамического производства лежат характерные свойства глинистых материалов – способность образовывать с водой пластичное тесто и легко формироваться, сохранять связность в сухом состоянии и приобретать прочность и твердость после обжига. Глинистые материалы, особенно каолин, повышают белизну, прочность, химическую и термическую устойчивость обожженных изделий.
Отощители – непластичные материалы (кварц, кварцевый песок), которые регулируют пластичность, сокращают усадку изделий при сушке и обжиге, формируют структуру черепка при обжиге.
Плавни – это легкоплавкие материалы (полевой шпат, пегматит, перлит, костяная зола и др.), снижающие температуру обжига и способствующие спеканию черепка. Расплавляясь при обжиге, они образуют прозрачное вязкое стекло, которое связывает чатицы массы, заполняет поры, частично растворяет глинистые вещества и выделяет из расплава кристаллы муллита. Плавни обуславливают просвечиваемость и другие свойства черепка.
КЕРАМИКА | Энциклопедия Кругосвет
Содержание статьиКЕРАМИКА (греч. keramike – гончарное искусствo, от keramos – глина; англ. ceramics, фр. ceramique, нем. keramik), наименование любых бытовых или художественных изделий, выполненных из глины или содержащих глину смесей, обожженных в печи или высушенных на солнце. К керамике относятся гончарные изделия, терракота, майолика, фаянс, каменная масса, фарфор. Любой предмет, сформованный из природной глины и закрепленный сушкой на солнце или обжигом, считается гончарным изделием. Фарфор представляет собой особый вид гончарного изделия. Просвечивающий, обладающий стекловидным спекшимся черепком и в основе белый, настоящий фарфор получают из специальных сортов глины, полевых шпатов и кварца или кварцевых заменителей.
Изготовление гончарных изделий – древнее искусство, в большинстве культур предшествующее металлургии или даже ткачеству. Фарфор, однако, представляет собой значительно более позднее изобретение; впервые он появился в Китае ок. 600 н.э., а в Европе – в 18 в.
ТЕХНИКИ
Материал.
Основным материалом для производства керамики является глина. Добытая глина обычно смешана с песком, мелкими камнями, остатками сгнивших растений и другими инородными веществами, которые должны быть полностью удалены, чтобы глина стала годной к употреблению. Сегодня, как и в древние времена, это делается путем смешивания глины с водой и отстаивания смеси в большой ванне. Грязь оседает на дно, а верхний слой глины и воды откачивается или вычерпывается в примыкающий резервуар. Затем процесс повторяется, иногда несколько раз; глина очищается с каждым последующим осадком, пока не будет получен материал нужного качества.
Очищенная глина до ее использования хранится во влажном состоянии в закрытых помещениях. Выдержка глины в течение нескольких месяцев значительно улучшает ее рабочие качества, позволяя глине сохранять форму в процессе создания изделия, оставаясь податливой и пластичной. Свежую глину часто соединяют со старой, из предшествующей смешанной партии; это усиливает бактериальную активность и, по-видимому, улучшает качество материала.
Любое формованное в глине изделие претерпевает некоторую степень сжатия, как во время просушивания, так и в процессе обжига. Для равномерного высыхания и минимального сжатия в глину добавляют грубо притертые кусочки терракоты, обычно гончарный лом. Это также увеличивает прочность глины, сокращая возможность ее резкой усадки во время формовки.
Формовка.
Лепная керамика.
Самой ранней техникой изготовления глиняной посуды, изобретенной ок. 5000 до н.э., в эпоху раннего неолита, была лепка сосуда вручную из комка глины. Глину мяли и выдавливали до получения нужной формы. Образцы изделий, выполненных в этой древней технике, которая и сегодня используется некоторыми гончарами, были обнаружены в Иордании, Иране и Ираке.
Ленточная керамика.
Более поздним изобретением была техника кольцевой лепки, при которой сосуд выстраивался из нескольких глиняных полос. Плоское, вылепленное от руки глиняное основание окружали толстой полосой, а затем давлением и разглаживанием достигали прочного соединения основания и ленты. Остальные полосы добавляли до тех пор, пока горшок не приобретал желаемую высоту и форму. Для облегчения процесса выстраивания и выглаживания стенок внутрь горшка иногда клали округлый камень, а снаружи поверхность обрабатывали лопаткой. В этой технике изготавливали прекрасную глиняную посуду со стенками одинаковой толщины. Метод ленточной керамики напоминает технику плетения корзин из длинных волокнистых веревок (или лыка), и, возможно, техника ленточной керамики ведет свое происхождение именно от этого метода.
Усовершенствование ленточной техники привело к формовке горшка на маленьком куске тростниковой циновки или изогнутом черепке (фрагменте разбитого сосуда). Циновка или черепок служили в качестве базы во время выстраивания горшка и как удобная ось вращения, благодаря чему сосуд легко поворачивался в руках гончара. Это вращение вручную давало гончару возможность непрерывно выглаживать горшок и симметрично выравнивать форму в процессе ее построения. У некоторых первобытных народов, таких, например, как американские индейцы, не создано ничего более прогрессивного, чем такая техника, и вся их керамика изготавливалась этим методом. Ленточным методом изготавливали большие кувшины для хранения продуктов даже после изобретения гончарного круга.
Гончарный круг.
Изобретение гончарного круга относится примерно к концу IV тыс. до н.э. Его применение не сразу получило широкое распространение; некоторые регионы усвоили новую технику значительно раньше других. Одним из первых был Шумер в Южной Месопотамии, где гончарный круг стали применять около 3250 до н.э. В Египте он использовался уже к концу II династии, около 2800 до н.э., а в Трое выполненная на гончарном круге керамика была обнаружена в слое Троя II, ок. 2500 до н.э.
Древний гончарный круг был тяжелым, прочным диском из дерева или терракоты. На нижней стороне диска было углубление, которым он насаживался на низкую фиксированную ось. Все колесо уравновешивалось так, чтобы вращаться без шатания и вибрации. В Греции обычно колесо вращал ученик гончара, регулируя скорость по команде мастера. Большой размер и вес колеса обеспечивали достаточно длительный период его вращения после запуска. Наличие помощника, вращающего колесо, позволяло гончару использовать обе руки в формовке вазы и уделять этому процессу все свое внимание. Ножной гончарный круг, по-видимому, не применялся до времен Рима. В 17 в. колесо приводилось в движение посредством накинутой на шкив веревки, а в 19 в. был изобретен гончарный круг на паровом ходу.
Процесс изготовления горшка на гончарном круге начинается с вымешивания глины с целью удаления пузырьков воздуха и превращения ее в однородную, пригодную для работы массу. Затем глиняный шар помещают в центр вращающегося круга и придерживают согнутыми ладонями до тех пор, пока не выровняется ход круга. Вдавливанием большого пальца в середину глиняного шара формируется кольцо с толстыми стенками, которое постепенно вытягивается между большим и остальными пальцами руки, преобразуясь в цилиндр. Цилиндр этот затем по желанию гончара может раскрываться в форме чаши, вытягиваться наподобие длинной трубы, уплощаться в тарелку или закрываться, создавая сферическую форму. В конце готовое изделие «срезают» и ставят для просушки. На следующий день, когда глина высохнет до твердой корочки, сосуд опрокидывают в центр круга вверх дном. На вращающемся круге оттачивают, или зачищают, форму, срезая ненужную часть глины, для чего обычно используют инструменты из металла, кости или дерева. На этом формовка изделия заканчивается; сосуд готов для украшения и обжига. Ножка и другие части сосуда могут выделываться и обтачиваться отдельно и затем прикрепляться к тулову сосуда глиняной обмазкой – жидкой глиной, используемой гончаром в качестве скрепляющего материала.
Литье.
Техника литья используется для создания серийной керамики. Сначала по образцу, который должен быть воспроизведен, изготавливается гипсовая форма. Затем в этот шаблон вливается жидкий глиняный раствор, называемый литейным раствором. Его оставляют, пока гипс не впитает влагу из раствора и оседающий на стенках матрицы слой глины не затвердеет. На это уходит примерно час, после чего форма перевертывается и оставшийся раствор выливается. Полая глиняная отливка дорабатывается вручную и затем обжигается.
В древние времена мягкую, податливую глину вжимали в форму рукой, а не вливали, как в технике литья. Производственный процесс начинался с формовки самой модели. Выполненный мастером глиняный образец (патрикс), создавался в расчете и на конечное применение вазы, и промежуточные производственные этапы. В большинстве этих вылепленных ваз лепная часть присоединена к детали, например устью, сформованной на гончарном круге. Поэтому изготовление патрикса ограничивали только этой лепной частью.
Обжиг.
Техника обработки просушенной глины жаром для превращения ее из мягкого хрупкого вещества в твердый стекловидный материал была открыта ок. 5000 до н.э. Открытие это, несомненно, было случайным, возможно, результатом устройства очага на глиняном основании. Вероятно, когда огонь потухал, люди замечали, что глиняное основание очага стало чрезвычайно твердым. Первый изобретательный гончар мог повторить этот феномен, слепив что-нибудь из мягкой глины и положив в огонь, и затем убедиться, что огонь не повредил его изделию, а напротив, придал ему твердую, устойчивую форму. Так могла появиться техника керамического обжига.
Первобытные методы.
Древние гончары не применяли печи; они собирали просушенные глиняные сосуды в небольшую кучу и покрывали каким-либо имеющимся в распоряжении горючим материалом: деревом, древесным углем, хворостом, соломой или сухим навозом. Среди сохраняющих первобытнообщинный строй племен Африки и Северной и Южной Америки эта практика сохраняется по сей день. Поскольку в куче горшков температура неодинакова и некоторые из них не нагреваются до спекания глины, этот тип обжига дает неравномерные результаты и является причиной непригодности керамических изделий. Когда непропекшиеся горшки наполняются водой, они размокают и вновь превращаются в мягкую глину. Цвет этой керамики непредсказуем, так как некоторые участки полностью подвергаются процессу окисления, а некоторые – в значительно меньшей степени. Поэтому одни изделия оказываются коричневато-красными, а другие – сероватыми или черными.
Печь.
Это специально построенная камера для обжига керамики, позволяющая гончару лучше управлять этим процессом, чем в случае обжига на открытом огне. Обычно топка отделена от места расстановки посуды. Для управления огнем, размещения и передвижения изделий, наблюдения за обжигом и регулировки тяги воздуха в печи предусмотрены отверстия.
На первой стадии обжига из глины постепенно удаляется влага. Обжиг ведется медленно, чтобы избежать растрескивания изделий. Когда температура достигает 600° С, глина полностью обезвоживается. Она приобретает равномерный красный цвет и хрупкий, пористый и абсорбирующий (способный к всасыванию) черепок. В процессе второго обжига, после глазирования, температура достигает 600–900° С. Если во время обжига в печь свободно поступает воздух, то глина окисляется и все углеродистые вещества удаляются. Если в печи воздух отсутствует, то глиняный черепок будет черным, «восстановленным».
Декор.
Существует три типа декора: подглазурный, глазурный и надглазурный. Глазури представляют собой гладкие стекловидные покрытия, приготовленные из смесей таких неорганических веществ, как свинец, кремень, полевой шпат или известь.
Подглазурный декор.
Как подразумевает само название, подглазурный декор накладывается на изделие до его покрытия прозрачной глазурью. Краски изготавливаются с применением оксидов кобальта, никеля, хрома, марганца, железа и др., придающих глазури нужные цвета. Оксиды смешиваются с веществами, которые в последующей горячей обработке должны плавиться, скрепляясь таким образом с черепком. Декор наносится росписью от руки, переведением рисунка методом декалькомании, шелкографии (т.е. с использованием в качестве трафарета шелковой сетки) или распылением краски через трафареты других типов. Метод декора, называемый сграффито, заключается в том, что вся поверхность изделия закрашивается ангобом (жидкой глиняной обмазкой) иного, чем само изделие цвета, а затем сквозь это покрытие процарапывается задуманный узор. Подглазурный декор чрезвычайно прочен, так как защищен от износа и химического воздействия покрывающей его глазурью.
Глазурный декор.
Этот широко распространенный тип декора представляет собой просто покрытие изделия цветной глазурью. Довольно трудно создавать четкие контуры рисунка самой глазурью из-за того, что в процессе обжига глазурь плавится и растекается. Однако наложение глазурей разного цвета, которые во время обжига отчасти стекаются вместе, создает интересные декоративные эффекты.
Надглазурный декор.
В этом случае пигменты, составленные из красящих оксидов и материалов, оставляющих металлический осадок, накладываются поверх обожженной глазури. Поскольку надглазурные краски обжигаются при довольно низких температурах (700–870° С), может быть использовано множество красящих веществ, которые не выдерживают более высоких температур, необходимых для подглазурного обжига. Металлический декор состоит либо из солей металлов, либо из очень мелких металлических частиц с каким-либо связующим, образующим подходящую для росписи или шелкографии консистенцию. В процессе обжига связующее улетучивается, оставляя на поверхности изделия металлическую пленку. Если эта пленка очень тонкая, частички металла имеют не столько металлический, сколько перламутровый оттенок; такое покрытие называется люстром. Цвет люстра может варьироваться применением различных металлов. Если пигмент наносится более толстым слоем, получается сияющая металлическая поверхность, для получения которой обычно используют золото, серебро и платину. Пигмент, содержащий распыленные частицы металла, обычно наносят довольно толстым слоем, используя метод шелкографии, так получается наиболее прочный металлический декор. Поскольку после обжига поверхность таких изделий получается тусклой, их следует полировать.
См. также ДЕКОРАТИВНОЕ ИСКУССТВО; ТЕРРАКОТА; статьи по керамикам стран мира.
Керамика. Технология изготовления керамики в домашних условиях. Как сделать посуду из глины.
Перейти к содержимому- Главная
- Блог
- Помещения
- Спальня
- Гостиная
- Прихожая и коридор
- Кухня
- Мансарда
- Крыша
- Полезное
- Вентиляция
- Фундамент своими руками
- Стены и перегородки
- Заборы и ограждения
- Двери
- Пол
- Погреб и подвал
- Канализация
- Ландшафтный дизайн
- Наружная отделка дома
Искать:
Меню- Главная>
- Без рубрики>
- Керамика. Технология изготовления керамики в домашних условиях
Керамика. Технология изготовления керамики в домашних условиях
Виды керамических изделий |
Керамика (от греческого слова «керамос», что означает глина) — это изделия, которые производятся путем спекания глин и смесей глин с минеральными добавками. В результате термической обработки керамика приобретает свойства, определяющие широкое использование ее в самых различных отраслях народного хозяйства.По совокупности физико-химических, механических и художественно-эстетических свойств керамика среди известных материалов не имеет себе равных . Она используется в быту (посуда, фигурки из керамики, вазы, картины), применяется в строительстве, в искусстве. Можно выделить основные виды керамики: терракота, майолика, фаянс, фарфор.
Виды керамики
Гончарные изделия можно разделить на две группы: неглазированная и глазированная керамика.
Неглазированная керамика: терракота и гончарная керамика — наиболее древние из всех видов керамики.
Терракота — по-итальянски “обожженная земля”-керамические неглазурованные изделия из цветной глины с пористым строением. Применяется в художественных, бытовых и строительных целях. Из терракоты изготавливается посуда, вазы, скульптура,черепица,изразцы, игрушки , облицовочные плитки и архитектурные детали. Гончарная керамика требует дополнительной обработки. Для придания ей водонепроницаемости ее заглаживают перед обжигом любым гладким предметом (“лощат”), уплотняя наружный слой глины до появления своеобразного блеска. “Морение” заключается в длительной выдержке глиняных изделий в дыму медленно остывающей печи. Очень древний способ обработки — “запарка”, или “обварка”: вынутое из печи изделие опускают в воду с мукой. При этом на его поверхности образуются красивые подпалины, посуда становится водонепроницаемой. В настоящее время гончарная керамика получила очень широкое распространение. Из нее делают горшки, чашки, кувшины и другие предметы домашнего обихода. И ценятся они не меньше, чем фарфоровые, стеклянные. Гончарная керамикаГлазированная (или поливная) керамика:майолика,фаянс, фарфор, шамот.
Керамику покрывают слоем глазури, эмали и вторично обжигают. Благодаря глазури изделия становятся водонепроницаемыми. Также глазурь позволила изделия декорировать: матовая, бархатистая поверхность чередуется с наплывами блестящей глазури. Под глазурью хорошо смотрится роспись ангобами (окрашенными в разные цвета жидкими глинами). Ангобирование — старинный вид обработки глиняных поверхностей, однако до настоящего времени находит широкое применение.
Майолика- ближайшая родственница гончарной керамики. Это слово произошло от названия средиземноморского острова Мальорка, где зародился этот вид керамики. Майоликой называют изделия из гончарных глин, покрытые цветными глазурями — эмалями. В технике майолики изготовляются как декоративные панно, наличники, изразцы и т. п., так и посуда и даже монументальные скульптурные изображения.
Кувшинчик, кувшин, тарелки, братина. Майолика, роспись по эмали.
Гжель. Конец 18 века
Фаянс (от названия итальянского города Фаэнца, где производился фаянс) — керамические изделия (облицовочные плитки, архитектурные детали,посуда, умывальники,унитазы и др.), имеющие плотный мелкопористый черепок (обычно белый), покрытые прозрачной или глухой (непрозрачной) глазурью. Основа его — белая глина. Фаянсовый кувшин легко отличить от майоликового, стоит только обратить внимание на донышко: у гончарной керамики выступы на нем — темные, а у фаянсовой — белые. То, что отличает фаянс от майолики, сближает его с фарфором, но фаянс не обладает белизной и прозрачностью фарфора, его черепок порист и менее прочен. Изделия фаянса имеют толстые, непрозрачные стенки мягких, обтекаемых форм.
Чайный сервиз. Фаянс
Фарфор отличается от других подобных декоративных материалов высокими параметрами прочности, устойчивости к химическому и температурному воздействию.
В зависимости от долевого состава глины и сопутствующих веществ, фарфор может условно быть разделен на две категории: мягкий и твердый. Главное отличие этих категорий не в твердости состава, как можно было бы подумать, а в поведении под воздействием высоких температур. Кроме того, в мягком фарфоре больше разнообразных веществ, которые придают ему дополнительные качества – например, просвечиваемость. Мягкий фарфор чаще используют при изготовлении декоративных керамических предметов, а твердый – для посуды и в технике. Разновидность мягкого фарфора – костяной фарфор. Кроме всего прочего, в его состав входит костяная зола, богатая кальцием, придает изделиям из такого фарфора дополнительную прочность, белизну и просвечиваемость.
Если при изготовлении фарфора его не покрывают ничем, и он остается матовым, его называют «бисквитом», хотя гораздо чаще можно встретить фарфор, на который нанесен слой глазури. При росписи фарфора используют две технологии – подглазурная роспись и надглазурная роспись.Надглазурная роспись смотрится более ярко за счет широкой гаммы доступных красок. К краскам при росписи фарфора довольно часто добавляют оксиды различных металлов, в том числе благородных (золото, платина).
Сегодня фарфоровые статуэтки, посуда, куклы, другие элементы декора интерьера ценятся не меньше, чем несколько столетий назад. Это по-прежнему красивый и утонченный материал, который может стать настоящим украшением дома и радовать его посетителей на протяжении многих лет.
Сервиз.Фарфор
И фарфор, и фаянс отличаются ценой, составом и технологией производства. Чтобы не спутать благородный фарфор с практичным фаянсом, нужно знать следующие отличия.
В составе фарфора меньше глины и больше разнообразных добавок: полевого шпата, кварцита, каолина. Эти добавки придают фарфору белизну, стекловидность, устойчивость к высоким температурам и меньшую пористость в сравнении с фаянсом.
Отличить фарфор от фаянса несложно. Посмотрите посуду на свет – тонкостенный фарфор должен просвечивать. Он тонкий и полупрозрачный, тогда как фаянс совсем не пропускает свет и обычно покрывается глазурью.
Если нужно определить из какого материала сделана статуэтка, переверните ее и рассмотрите донышко. У фарфора дно не покрыто глазурью. Это связано с технологией обжига – при производстве фарфора используются более высокие температуры, чем при производстве фаянса. Для того, чтобы фарфор не прилип к подставке, глазурь счищают перед вторым этапом обжига.
При выборе посуды обратите внимание на ободок на донышке. У фаянса он отличается от глазури самой посуды и бывает или светло-серым или бежевым. Если ободок белый, то скорее всего это фарфор.
Шамот (от фр. chamotte) представляет собой керамический бой, замешанный на глине. Шамот имеет грубозернистый состав, глазурь на его поверхности растекается пятнами, не покрывая ее полностью, что придает изделию из шамота особую оригинальность. Он очень ценится художниками, которые ввели его в область декоративно-прикладного искусства.
Амфора с сатирами (шамот)
Шамот разновидность морозоустойчивой керамики, обожжённая при температуре 1250 градусов. Изделия из шамотной глины могут оставаться на зиму в Вашем саду, они не боятся морозов и перепадов температур. Но важно, чтобы на изделие не попала влага, для этого его необходимо укрыть полиэтиленовой плёнкой перед первыми заморозками.
Из шамотной керамики изготавливают светильники садовые и интерьерные, основания для фонтанов, вазоны и кратеры, горшки с поддонами, кашпо, фигуры животных, вазы и амфоры.
виды, свойства, разница между материалами
Посуда из обожженной глины появилась несколько веков назад и с тех пор плотно вошла в жизнь человека. До наших дней она дошла практически без изменений, но сегодня мы хотим рассказать не совсем о ней, а о ее более практичной и красивой последовательнице – керамике.
Отличие от простой глины
Керамика отличается от глины всего несколькими моментами, но их достаточно для того, чтобы готовые изделия получили новые практичные свойства.
Этот материал состоит из двух основных компонентов: глины, использующейся в качестве основы, и добавок. В качестве последних могут применяться различные твердые минеральные вещества, например, песок или обычный мел. Все это влияет на пористость, степень поглощения воды и даже цвет.
Еще одно важное отличие кроется в технологии производства. В то время как обжиг глиняного изделия является завершающей стадией его изготовления, для керамической посуды это только половина дела. Для дополнительной защиты и увеличения прочности ее поверхность обязательно покрывается тонким слоем глазури – специального состава на основе стекла. После его нанесения производится повторный обжиг при более низких температурах для закрепления защитного слоя на поверхности.
Свойства керамики
В зависимости от выбранных компонентов и отличий в технологии изготовления конечные свойства керамической посуды могут несколько различаться, но «базовый список» качеств остается неизменным для всех изделий:
- Они отличаются прочностью, но не переносят ударов и падений.
- Стенки керамической посуды имеют пористую структуру, из-за чего тепло при нагревании начинает распространяться плавно, равномерно распределяясь по всей поверхности. Это положительно сказывается на вкусе блюд, делая их более сочными и наваристыми, напоминающими супы и рагу из русской печи.
- Глазурь надежно защищает основу от впитывания влаги и отличается устойчивостью к царапинам.
- Наличие в покрытии стекла добавляет посуде антипригарные свойства. Даже с минимальным количеством масла продукты в качественной керамике не прилипают и не подгорают при готовке.
- Материал экологически чист и безопасен.
- Он не имеет собственного запаха, поэтому не может испортить вкус готового блюда.
- Диапазон температур для использования керамических изделий очень широк – в них можно готовить в духовке, а также хранить еду в холодильнике. Единственное, чего керамика не переносит – это резких перепадов температур. Из-за резкого расширения воздуха в порах она легко трескается.
Виды
Как мы уже отметили, используемые в составе компоненты влияют на внешний вид и свойства, фактически, формируя несколько видов материала:
- Фарфор – один из самых известных и легко отличимых видов. Его можно узнать по небольшому весу и тонким, чуть прозрачным стенкам фарфоровой посуды. Для ее изготовления используется белая глина, которая и дает тот самый «фирменный» бело-голубой оттенок. Несмотря на изящность и тонкость, фарфор имеет достаточно высокую прочность и жароустойчивость.
- Фаянс – он похож на фарфор, так как также производится из белой глины, но имеет более пористую структуру, из-за которой стенки изделий приходится делать более толстыми. Общая прочность фаянса примерно на четверть ниже, чем у фарфора.
- Терракотовая глина – в отличие от предыдущих видов, этот материал имеет темные оттенки – от желто-горчичного до насыщенного коричневого, красноватого или даже черного. Эту особенность нередко превращают в преимущество, укрывая поверхность прозрачной глазурью. Без дополнительной защиты такая глина сильно впитывает воду, поэтому раньше использовалась только для изготовления емкостей для хранения сыпучих сухих продуктов.
- Стеклокерамика – современный материал, в состав которого не входит глина. Тем не менее, посуда из него производится примерно по тому же принципу – изделия не просто формируются из специального стеклянного состава, но и дополнительно обжигаются.
- Доломит – еще одна разновидность, набравшая популярность относительно недавно. Фактически он также не является керамикой (это одна из разновидностей известняка), но по внешнему виду и ряду свойств очень похож на нее. Посуду для готовки и использования в печи из него не изготавливают, но используют при создании, например, заварочных чайников, сахарниц и вазочек.
Какие кухонные принадлежности изготавливают из керамики?
Керамика используется для создания посуды и других кухонных принадлежностей крайне широко. Из нее изготавливаются:
- кастрюли,
- сковороды,
- горошочки,
- формы для запекания и выпечки,
- чашки, чайники, сервизы,
- сахарницы, вазочки для конфет,
- тарелки и большие блюда,
- подставки для половников и чайных пакетиков,
- солонки,
- кухонные ножи.
Скорее всего, это даже не полный список, и если вы заглянете на свою кухню, то наверняка найдете что-нибудь, о чем мы забыли упомянуть.
И напоследок стоит сделать акцент на сковородках и кастрюлях, в которых керамика используется только в качестве антипригарного покрытия. По распределению тепла они ближе к обычной металлической посуде, но покрытие, в отличие от тефлонового, гораздо прочнее и долговечнее. Однако добиться того самого насыщенного аромата и особого вкуса, свойственного блюдам, приготовленным в керамической посуде, в них не удастся.
Что такое керамика? — Science Learning Hub
Керамика — это неорганическое неметаллическое твердое тело, состоящее либо из металлов, либо из неметаллических соединений, которым была придана форма и которые затем затвердевали путем нагрева до высоких температур. В целом они твердые, устойчивые к коррозии и хрупкие.
«Керамика» происходит от греческого слова, означающего «керамика». Глиняные изделия для дома, предметы искусства и строительные изделия знакомы всем нам, но гончарные изделия — это лишь часть керамического мира.
В настоящее время термин «керамика» имеет более широкое значение и включает такие материалы, как стекло, современную керамику, а также некоторые цементные системы.
Традиционная керамика — гончарные изделия
Гончарные изделия — одна из древнейших технологий человека. Фрагменты глиняной посуды, обнаруженные недавно в провинции Хунань в Китае, имеют возраст 17 500–18 300 лет.
Основные виды гончарных изделий описаны как фаянс, керамика и фарфор.
Фаянс широко применяется для изготовления керамической посуды и декоративных предметов. Это один из старейших материалов, используемых в керамике.
Глина обжигается при относительно низких температурах (1000–1150 ° C), в результате чего получается слегка пористый крупнозернистый продукт.Для преодоления пористости обожженный объект покрывают суспендированным в воде мелкоизмельченным стеклянным порошком (глазурью), а затем обжигают второй раз. Фаянс, делфт и майолика — примеры фаянса.
Stoneware Глина обжигается при высокой температуре (около 1200 ° C) до тех пор, пока она не станет стекловидной (остеклованной). Поскольку керамогранит непористый, глазурь применяется только для декора. Это прочный, устойчивый к сколам и прочный материал, подходящий для использования на кухне для приготовления пищи, выпечки, хранения жидкостей и сервировки блюд.
Фарфор — это очень твердая полупрозрачная белая керамика. Самые ранние формы фарфора возникли в Китае около 1600 г. до н.э., а к 600 г. китайский фарфор стал ценным товаром среди арабских торговцев. Поскольку фарфор ассоциировался с Китаем и часто использовался для изготовления тарелок, чашек, ваз и других произведений изобразительного искусства, его часто называют «тонким фарфором».
Для изготовления фарфора небольшое количество минералов стекла, гранита и полевого шпата измельчают с помощью мелкой белой каолиновой глины.Затем к полученному мелкому белому порошку добавляют воду, чтобы его можно было перемешать и придать форму. Его обжигают в печи при температуре 1 200–1 450 ° C. Затем наносятся декоративные глазури с последующим обжигом.
Костяной фарфор , который легче изготовить, сложнее измельчить и прочнее, чем фарфор, получают путем добавления золы от костей крупного рогатого скота к глине, минералам полевого шпата и мелкодисперсному кварцевому песку.
Современная керамика — новые материалы
Современная керамика, как правило, не на глиняной основе.Вместо этого они основаны либо на оксидах, либо на неоксидах, либо на их комбинации:
- Типичными используемыми оксидами являются оксид алюминия (Al 2 O 3 ) и диоксид циркония (ZrO 2 ).
- Неоксиды часто представляют собой карбиды, бориды, нитриды и силициды, например карбид бора (B 4 C), карбид кремния (SiC) и дисилицид молибдена (MoSi 2 ).
Производственные процессы в первую очередь включают тщательное перемешивание очень мелких порошков составляющих материалов.После придания им формы зеленого тела его обжигают при высокой температуре (1600–1800 ° C). Этот этап часто выполняется в бескислородной атмосфере.
Высокая температура позволяет крошечным зернам отдельных керамических компонентов сплавиться вместе, образуя твердый, прочный, долговечный и устойчивый к коррозии продукт. Этот процесс называется спеканием.
Области применения современной керамики
Современные керамические материалы сейчас хорошо известны
.Как изготавливают керамику? — A Plus Topper
от Veerendra
Как изготавливается керамика?
Керамика:
- Керамика изготовлена из глины и состоит из силиката алюминия, смешанного с песком.
- Белая глина, используемая для изготовления керамики, — это каолин, богатый каолинитом или гидратированным алюмосиликатом, Al 2 .O 3 2SiO 2 .2H 2 0.
- Красная глина состоит из железа (III) оксид, придающий красный цвет.Кирпичи, плитки, кружки и глиняные горшки — вот некоторые примеры традиционной керамики.
- При изготовлении керамики фасонные изделия нагреваются до очень высокой температуры; они подвергаются серии химических реакций и затвердевают, образуя керамику.
- Эти химические реакции необратимы, керамику нельзя расплавить и преобразовать.
Как изготавливают керамику?
- Мокрая глина может легко иметь форму , потому что крошечные кристаллы в ней могут скользить друг по другу.Глина обладает пластичностью. Когда глина высыхает, она сохраняет свою форму, так как кристаллы слипаются.
- Когда нагревает до температуры выше 1500 ° C, в результате ряда химических реакций образуются другие химические вещества и стекло, которое объединяет крошечные минеральные кристаллы.
- Теперь объект застеклен, и снова отапливается. Реакции глазури делают поверхность водонепроницаемой.
Свойства и применение керамики
- Общие свойства керамики следующие:
- Очень твердая и прочная
- Хрупкая
- Химически инертна и не вызывает коррозии
- Хороший изолятор электричества и тепла
- Очень высокая температура плавления и термостойкость.
- Пористый, но его можно сделать непроницаемым путем остекления.
- Свойства керамики делают ее очень полезной в нашей повседневной жизни.В таблице показаны свойства и использование керамики.
Свойство Использует Примеры Твердый и прочный Производство материалов Плитка, кирпич, крыши, цемент, абразив для шлифования Привлекательно, легко лепные и глазурованные Декоративные предметы и предметы домашнего обихода Вазы, фарфор, раковины, ванны Химически инертный и неагрессивный Кухонная посуда Кастрюли, тарелки, миски Очень высокая температура плавления и хороший изолятор тепла Изоляция Футеровка печи, детали двигателя Электроизоляторы Изолирующие детали в электрических приборах Свечи зажигания, изоляторы в печах и электрические кабели Инертные и несжимаемые Медицинский и стоматологический аппарат Artific Иальные зубы и кости
- Потребность в высокоэффективных материалах помогла нам ускорить развитие керамической науки и техники.
- В отличие от стекла, керамика выдерживает высокие температуры и не плавится.
- Ниже приведены некоторые общие свойства стекла и керамики:
- Хрупкость
- Тепловые изоляторы
- Твердые и не сгибаются
- Хорошие электрические изоляторы
- Хорошие теплоизоляторы
- Сильны при сжатии
- Не выдерживают растяжения
- Инертен к химическим веществам
- Не вызывает коррозии
- Есть три важных различия между стеклом и керамикой .
(a) Стекло можно нагревать до многократного расплавления, но не керамику.
(b) Стекло обычно прозрачное, керамическое — нет.
(c) Стекло имеет более низкую температуру плавления, чем керамика.
Люди также спрашивают
Улучшение свойств стекла и керамики
- Постоянно проводятся исследования и разработки, направленные на разработку стекла и керамики с улучшенными качествами и конкретным назначением.
- Следующее — это улучшенное стекло: стекловолокно, интеллектуальное стекло, фотохромное стекло и проводящее стекло.
- Примером нового использования улучшенной керамики являются биокерамика, стеклокерамика, керамические сверхпроводники и керамические композиты.
- Стеклянное оптическое волокно
(a) Стекловолокно — это нить из чистого стекла, которая может передавать сообщения, модулированные световыми волнами. Он состоит из пучка стеклянных или пластиковых ниток.
(b) Стекловолокно используется в телефонных аппаратах
компаний, дисплеях на пультах управления и телевидении, в локальных сетях и в медицинских приборах.
(c) Преимущества стеклянных оптических волокон:- Сообщения могут передаваться в цифровом виде, а не аналогично
- Данные могут передаваться на большие расстояния без искажения и потери сигнала
- Намного тоньше и легче традиционных кабелей
- Фотохромное стекло
(a) Фотохромное стекло содержит светочувствительные химические вещества, такие как хлорид серебра, бромид серебра или хлорид меди (I), которые меняют цвет при воздействии ультрафиолетового света и снова становятся прозрачными при уменьшении интенсивности света.
При увеличении интенсивности света:
2AgBr → 2Ag + Br 2
При уменьшении интенсивности света:
2Ag + Br 2 → 2AgBr
(b) Фотохромное стекло используется для окон, солнцезащитных очков и элементов управления прибором. - Проводящее стекло
(a) Проводящее стекло содержит тонкий слой оксида индия и олова (IV), внедренный в стекло, что позволяет стеклу проводить электричество. Это стекло также известно как стекло ITO, которое используется в панелях жидкокристаллических дисплеев (ЖКД).
(b) Другой тип проводящего стекла содержит золотые волокна, встроенные в стекло, что позволяет ему проводить электрический ток для получения тепла. Используется в передней стеклянной панели лобового стекла самолета. На очень большой высоте из-за падения температуры лобовое стекло может запотевать. Ток, протекающий через стекло, может нагревать стекло, улучшая видимость. - Умное стекло
(a) Примером умного стекла являются электрохромное стекло и защитное стекло.
(b) Электрохромное стекло способно изменять свою проницаемость при получении электрического сигнала.
(c) Защитное стекло — это непрозрачное стекло молочного цвета, в котором прослоен слой жидкости. Это становится ясно, когда через него протекает ток. - Биокерамика
(a) Биокерамика используется в качестве запасных частей человеческого тела, таких как кости, бедра и суставы.
(b) Эта биокерамика прослужит дольше на протяжении всей жизни реципиента. - Стеклокерамика
(a) Стеклокерамика используется в кухонной посуде, ракетах, плитке и блоках двигателей.
(b) Они имеют лучшую механическую прочность, являются лучшими электрическими изоляторами и могут выдерживать очень высокую температуру без плавления по сравнению с обычным стеклом.
(c) Использование этой керамики в блоке двигателя может уменьшить загрязнение окружающей среды и потерю энергии. Это связано с тем, что топливо может сжигаться при очень высокой температуре, обеспечивая более полное сгорание. - Керамические сверхпроводники
(a) Перовскиты, YBa 2 Cu 3 O 7 , являются примером керамики, которая содержит лантан, иттрий или висмут или таллий, барий или стронций, медь и кислород, которые могут проводить электричество при 95 ° C. Сверхпроводники — это материалы, которые могут проводить электричество с нулевым сопротивлением, что предотвращает потерю энергии в виде тепла.
(b) Керамические сверхпроводники используются для изготовления очень мощных и легких магнитов, которые более мощные и легкие, чем обычные магниты. - Керамические композиты
(a) Керамические композиты производятся путем комбинирования керамики с другими материалами, такими как металлы, пластмассы или волокна.
(b) Керамические композиты используются для изготовления высокотемпературных печей, ядерных реакторов и космических кораблей.
(c) Пьезоэлектрическая керамика используется в элементах управления несущих винтов вертолетов для изменения угла наклона и поворота лопасти вверх и вниз.Эта керамика также может снизить вес на 8% и снизить сопротивление на 26%. - В ближайшие годы ученые и инженеры будут разрабатывать более интеллектуальные материалы для нашей строительной отрасли посредством постоянных исследований и разработок.
Filed Under: Chemistry Tagged With: керамические материалы, классификация керамики, различия между стеклом и керамикой, примеры керамических материалов, Как производится керамика ?, Улучшение свойств стекла и керамики, список керамических материалов, свойства керамика, виды керамики, использование керамики, использование керамики в повседневной жизни
.Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия
Керамика — это название некоторых материалов, которые образуются при нагревании. Слово керамический происходит от греческого слова κεραμικός ( keramikos ). Химически это неорганическое соединение атомов металлов, неметаллов или металлоидов, удерживаемых вместе химическими связями.
Примерно до 1950-х годов наиболее важными были традиционные глины, из которых производили керамику, кирпичи, черепицу и т.п., а также цемент и стекло.Керамика на глиняной основе описана в статье о гончарстве. Композитный материал керамики и металла известен как металлокерамика.
Слово керамика может быть прилагательным, а также может использоваться как существительное для обозначения керамического материала или изделия керамического производства. Керамика может также использоваться как существительное в единственном числе, относящееся к искусству изготовления изделий из керамических материалов. Технология производства и использования керамических материалов является частью керамической техники.
Многие керамические материалы на основе глины твердые, пористые и хрупкие. Изучение и развитие керамики включает в себя методы, позволяющие справиться с этими характеристиками, чтобы подчеркнуть прочность материалов и исследовать новые области применения. [1]
Моделирование внешнего вида космического корабля «Шаттл», когда он нагревается до более чем 1500 ° C при входе в атмосферу Земли.Для удобства керамические изделия обычно делятся на четыре сектора, и они показаны ниже с некоторыми примерами:
- Конструкционные , включая кирпичи, трубы, напольную и кровельную черепицу
- Огнеупоры , такие как футеровка печей, газовые обогреватели, тигли для производства стали и стекла
- Белая посуда , включая столовую посуду, настенную плитку, предметы декоративно-прикладного искусства и сантехнику
- Техническая Керамика также известна как инженерная, передовая, специальная, а в Японии — тонкая керамика.К таким предметам относятся плитки, используемые в программе Space Shuttle, сопла газовых горелок, пуленепробиваемые жилеты, гранулы оксида урана для ядерного топлива, биомедицинские имплантаты, лопатки турбин реактивных двигателей и носовые обтекатели ракет. Часто сырье не включает глины.
Примеры керамики [изменить | изменить источник]
Классификация технической керамики [изменить | изменить источник]
Техническую керамику также можно разделить на три категории материалов:
Каждый из этих классов может развивать уникальные свойства материала.
Механические свойства [изменить | изменить источник]
Керамические материалы обычно представляют собой материалы с ионной или ковалентной связью и могут быть кристаллическими или аморфными. Материал, удерживаемый любым типом связи, будет иметь тенденцию к разрушению (разрыву) до того, как произойдет пластическая деформация, что приведет к плохой ударной вязкости этих материалов. Кроме того, поскольку эти материалы имеют тенденцию иметь много пор, поры и другие микроскопические дефекты действуют как концентраторы напряжений, дополнительно уменьшая ударную вязкость и уменьшая предел прочности.В совокупности они приводят к катастрофическим отказам, в отличие от обычно более щадящих режимов отказа металлов.
Эти материалы демонстрируют пластическую деформацию. Однако из-за жесткой структуры кристаллических материалов существует очень мало доступных систем скольжения для перемещения дислокаций, поэтому они деформируются очень медленно. В случае некристаллических (стеклообразных) материалов вязкое течение является основным источником пластической деформации, а также очень медленным. Из-за этого он игнорируется во многих областях применения керамических материалов.
Электрические свойства [изменить | изменить источник]
Полупроводники [изменить | изменить источник]
Есть несколько видов керамики, которые являются полупроводниками. Большинство из них представляют собой оксиды переходных металлов, которые являются полупроводниками II-VI, например оксид цинка.
Пока говорят о создании синих светодиодов из оксида цинка, керамистов больше всего интересуют электрические свойства, которые показывают эффекты границ зерен. Одним из наиболее широко используемых из них является варистор.
Полупроводниковая керамика также используется в качестве газовых сенсоров.Когда через поликристаллическую керамику пропускают различные газы, ее электрическое сопротивление изменяется. При настройке на возможные газовые смеси можно производить очень дешевые устройства.
Сверхпроводимость [изменить | изменить источник]
При определенных условиях, например при чрезвычайно низких температурах, некоторые керамические изделия проявляют сверхпроводимость. Точная причина этого не известна, но есть два основных семейства сверхпроводящей керамики.
Сегнетоэлектричество и его аналоги [изменить | изменить источник]
Пьезоэлектричество, связь между электрическим и механическим откликом, проявляется в большом количестве керамических материалов, включая кварц, используемый для измерения времени в часах и другой электронике.Такие устройства превращают электричество в механические движения и обратно, создавая устойчивый осциллятор.
Пьезоэлектрический эффект обычно сильнее у материалов, которые также демонстрируют пироэлектричество, и все пироэлектрические материалы также являются пьезоэлектрическими. Эти материалы могут использоваться для взаимного преобразования тепловой, механической и / или электрической энергии; например, после синтеза в печи пироэлектрический кристалл, которому позволено охлаждаться без приложенного напряжения, обычно создает статический заряд в тысячи вольт.Такие материалы используются в датчиках движения, где крошечного повышения температуры от теплого тела, входящего в комнату, достаточно, чтобы создать измеримое напряжение в кристалле.
В свою очередь, пироэлектричество наиболее ярко проявляется в материалах, которые также проявляют сегнетоэлектрический эффект, в которых стабильный электрический диполь можно ориентировать или инвертировать путем приложения электростатического поля. Пироэлектричество также является необходимым следствием сегнетоэлектричества. Это может быть использовано для хранения информации в сегнетоэлектрических конденсаторах, элементах сегнетоэлектрического RAM.
Наиболее распространенными такими материалами являются цирконат, титанат свинца и титанат бария. Помимо упомянутых выше применений, их сильный пьезоэлектрический отклик используется в конструкции высокочастотных громкоговорителей, преобразователей для гидролокатора и исполнительных механизмов для атомно-силовых и сканирующих туннельных микроскопов.
Положительный тепловой коэффициент [изменить | изменить источник]
Повышение температуры может вызвать внезапное превращение границ зерен в изолирующие в некоторых полупроводниковых керамических материалах, в основном в смесях титанатов тяжелых металлов.Критическую температуру перехода можно регулировать в широком диапазоне в зависимости от химического состава. В таких материалах ток будет проходить через материал до тех пор, пока джоулевое нагревание не доведет его до температуры перехода, после чего цепь будет разомкнута и ток прекратится. Такая керамика используется в качестве саморегулируемых нагревательных элементов, например, в схемах оттаивания задних окон автомобилей.
При температуре перехода диэлектрический отклик материала теоретически становится бесконечным.В то время как отсутствие контроля температуры исключает любое практическое использование материала вблизи критической температуры, диэлектрический эффект остается исключительно сильным даже при гораздо более высоких температурах. Именно по этой причине титанаты с критическими температурами намного ниже комнатной стали синонимом «керамики» в контексте керамических конденсаторов.
Некристаллическая керамика: Некристаллическая керамика, будучи стеклом, обычно образуется из расплавов. Стеклу придают форму в полностью расплавленном состоянии путем литья или в состоянии вязкости, напоминающей ириску, с помощью таких методов, как выдувание в форму.Если последующие термообработки заставят этот класс стать частично кристаллическим, полученный материал известен как стеклокерамика.
Кристаллическая керамика: Кристаллические керамические материалы не поддаются большому диапазону обработки. Способы борьбы с ними, как правило, делятся на две категории: либо получение керамики желаемой формы путем реакции на месте, либо путем «формования» порошков в желаемую форму с последующим спеканием с образованием твердого тела. Методы формования керамики включают ручное формование (иногда включая процесс вращения, называемый «бросание»), литье шликером, литье лентой (используется для изготовления очень тонких керамических конденсаторов и т. Д.), литье под давлением, сухое прессование и другие варианты. (См. Также методы формования керамики. Подробности этих процессов описаны в двух книгах, перечисленных ниже.) В нескольких методах используется гибрид между двумя подходами.
Производство на месте [изменить | изменить источник]
Чаще всего этот метод используется при производстве цемента и бетона. Здесь обезвоженные порошки смешиваются с водой. Это запускает реакции гидратации, в результате которых вокруг агрегатов образуются длинные переплетенные кристаллы.Со временем из них получается прочная керамика.
Самая большая проблема этого метода заключается в том, что большинство реакций настолько быстры, что хорошее перемешивание невозможно, что предотвращает крупномасштабное строительство. Однако мелкомасштабные системы могут быть изготовлены методами осаждения, когда различные материалы вводятся над подложкой и реагируют и образуют керамику на подложке. Это заимствует методы из полупроводниковой промышленности, такие как химическое осаждение из паровой фазы, и очень полезно для покрытий.
Они имеют тенденцию производить очень плотную керамику, но делают это медленно.
Методы спекания [изменить | изменить источник]
Принципы спекания на основе методов просты. После того как объект, который грубо скреплен вместе (так называемое «зеленое тело»), создается, он обжигается в печи, где процессы диффузии вызывают усадку зеленого тела. Поры в объекте закрываются, в результате чего продукт становится более плотным и прочным. Обжиг производится при температуре ниже точки плавления керамики.Практически всегда остается некоторая пористость, но реальное преимущество этого метода состоит в том, что сырое тело можно производить любым мыслимым способом, и при этом его можно спекать. Это делает его очень универсальным.
Есть тысячи возможных усовершенствований этого процесса. Некоторые из наиболее распространенных — это прессование зеленого тела, чтобы дать толчок уплотнению и сократить необходимое время спекания. Иногда добавляются органические связующие, такие как поливиниловый спирт, чтобы скрепить зеленую массу; они выгорают при обжиге (при 200–350 ° C).Иногда во время прессования добавляют органические смазочные материалы для увеличения плотности. Нередко их комбинируют и добавляют в порошок связующие и смазочные вещества, а затем прессуют. (Составление этих органических химических добавок — само по себе искусство. Это особенно важно при производстве высококачественной керамики, которая используется миллиардами в электронике, в конденсаторах, индукторах, датчиках и т. Д. Специализированные составы, наиболее часто используемые в электронике подробно описаны в книге Р.E. Mistler и др., Amer. Керамический Soc. [Вестервиль, Огайо], 2000.) Подробная книга по этой теме, как для механических, так и для электронных приложений, — это «Органические добавки и обработка керамики» Д. Дж. Шейнфилда, Kluwer Publishers [Бостон], 1996.
Суспензию можно использовать вместо порошка, а затем отлить в желаемую форму, высушить и затем спечь. Действительно, традиционная керамика выполняется этим методом с использованием пластической смеси, обработанной руками.
Если смесь различных материалов используется вместе в керамике, температура спекания иногда выше точки плавления одного второстепенного компонента — спекания жидкой фазы .Это приводит к сокращению времени спекания по сравнению со спеканием в твердом состоянии.
- Некоторые ножи керамические. Керамическое лезвие ножа будет оставаться острым гораздо дольше, чем сталь, хотя оно более хрупкое, и его можно сломать, уронив его на твердую поверхность.
- Керамика, такая как оксид алюминия и карбид бора, использовалась в бронежилетах для отражения пуль. Подобный материал используется для защиты кабины некоторых военных самолетов из-за небольшого веса материала.
- Керамические шарики могут использоваться для замены стали в шарикоподшипниках. Благодаря более высокой твердости они служат в три раза дольше. Они также меньше деформируются под нагрузкой, что означает, что они меньше контактируют с опорными стенками подшипника и могут катиться быстрее. В условиях очень высоких скоростей тепло от трения во время прокатки может вызвать проблемы с металлическими подшипниками; проблемы, которые уменьшаются за счет использования керамики. Керамика также более химически стойкая и может использоваться во влажных средах, где стальные подшипники могут ржаветь.Главный недостаток использования керамики — высокая стоимость.
- В начале 1980-х годов Toyota исследовала адиабатический керамический двигатель, который может работать при температуре выше 6000 ° F (3300 ° C). Керамические двигатели не требуют системы охлаждения и, следовательно, позволяют значительно снизить вес и, следовательно, повысить топливную эффективность. Топливная эффективность более горячего двигателя также выше по теореме Карно. В металлическом двигателе большая часть энергии, выделяемой из топлива, должна рассеиваться в виде отработанного тепла, чтобы не расплавить металлические части.Несмотря на все эти желательные свойства, такие двигатели не производятся, поскольку изготовление керамических деталей с необходимой точностью и долговечностью затруднено. Несовершенство керамики приводит к трещинам, которые могут вывести двигатель из строя, возможно, в результате взрыва. При нынешних технологиях массовое производство невозможно.
- Керамические детали для газотурбинных двигателей могут быть практичными. В настоящее время даже лопатки из современных металлических сплавов, используемые в горячей части двигателей, требуют охлаждения и тщательного ограничения рабочих температур.Турбинные двигатели, изготовленные из керамики, могли работать более эффективно, давая самолету большую дальность полета и полезную нагрузку при определенном количестве топлива.
- Биокерамика включает зубные имплантаты и синтетические кости. Гидроксиапатит, природный минеральный компонент кости, был получен синтетическим путем из ряда биологических и химических источников и может быть преобразован в керамические материалы. Ортопедические имплантаты из этих материалов легко прикрепляются к костям и другим тканям тела без отторжения или воспалительных реакций.В связи с этим они представляют большой интерес для создания каркасов для доставки генов и тканевой инженерии. Большая часть керамики на основе гидроксиапатита очень пористая и не имеет механической прочности и используется для покрытия металлических ортопедических устройств, чтобы способствовать формированию связи с костью или в качестве костных наполнителей. Они также используются в качестве наполнителя для ортопедических пластиковых винтов, чтобы помочь уменьшить воспаление и увеличить абсорбцию этих пластиковых материалов. Ведутся работы по созданию прочных, полностью плотных нанокристаллических гидроксиапатитовых керамических материалов для ортопедических устройств, несущих вес, с заменой инородных металлических и пластиковых ортопедических материалов синтетическим, но естественным костным минералом.В конечном итоге эти керамические материалы могут использоваться в качестве заменителей костей или с включением белковых коллагенов, синтетических костей.
- В корпусах часов используется высокотехнологичная керамика. Материал ценится за легкий вес, устойчивость к царапинам, долговечность и гладкость на ощупь. IWC — один из брендов, положивших начало использованию керамики в часовом производстве. [2]
Керамика против чистой керамики | Введение в тонкую керамику | Мир Fine Ceramics
Керамические материалы обладают твердостью, отличной термостойкостью и устойчивостью к коррозии, а также электроизоляционными свойствами. Типичные примеры включают фарфор, огнеупорный кирпич, цемент и стекло.
В дополнение к этим свойствам Fine Ceramics (также известная как «продвинутая керамика») обладает множеством передовых механических, электрических, электронных, магнитных, оптических, химических и биохимических характеристик. Сегодня Fine Ceramics играет множество ролей в таких областях, как полупроводники, автомобили, телекоммуникации, промышленное оборудование и здравоохранение.
Физические различия между керамикой и тонкой керамикой в основном связаны с их сырьем и производственными процессами. Керамику производят путем смешивания, формовки и обжига природных минералов, включая гончарные камни, полевой шпат и глину. Напротив, Fine Ceramics производится с использованием высокоочищенного натурального сырья, искусственного сырья, синтезированного с помощью химических процессов, и других не встречающихся в природе соединений. Благодаря серии точно контролируемых сложных процессов, таких как формовка, механическая обработка, обжиг и измельчение, это смешанное сырье превращается в продукты с высокой добавленной стоимостью с превосходной точностью размеров и функциональными характеристиками.
Классификация керамики
Щелкните элемент для подробностей (ниже).
Керамика и керамика
Керамика и керамика изготавливаются путем формования и обжига сырья, включая глину и гончарные камни. Они делятся на несколько категорий, например, фаянсовые и фарфоровые, в зависимости от таких факторов, как состав сырья, температура обжига и водопоглощение.Fine Ceramics в основном состоит из уникальных минералов, таких как глинозем.
Фаянс
Включает сосуды для глиняного печенья, которые замешивают, формуют и обжигают при низких температурах (около 800 ℃ / 1472 ℉). Типичными примерами являются изделия периода Дзёмон в Японии (14000 — 400 г. до н.э.) и периода Яёи (500 г. до н.э. — 300 г. н.э.), а также археологические артефакты с Ближнего Востока, датируемые примерно 6000 г. до н.э. Современное использование включает терракотовые цветочные горшки, красные кирпичи, печи и фильтры для воды.
Керамика
Включает глазурованную керамику, обожженную при более высоких температурах, чем фаянсовая посуда (1000 — 1250 ℃ / 1832 — 2282 ℉), но которая обладает водопоглощающими свойствами. В это семейство входят изделия Sue, Raku, Maiolica и Delftware. Используется во многих современных продуктах, таких как чайные сервизы, посуда, вазы и черепица.
Фарфор
Включает белую керамику с цветной глазурью, закаленную путем формования и обжига смесей высокочистых глин (или гончарных камней), кремнезема и полевого шпата.Они были разработаны во времена китайских династий Суй и Тан (600-700 гг. Н.э.) и приняты во всем мире. В это семейство входят изделия Цзиндэчжэнь, изделия Арита и изделия Сето. Широко используется в современной посуде, изоляторах, декоративно-прикладном искусстве и наружной плитке.
Керамика
Огнеупоры
Способен выдерживать высокие температуры: используется при строительстве печей для производства чугуна, стали и стекла.
Стекло
Аморфное вещество, полученное путем плавления и образования таких минералов, как кремнезем, известняк и кальцинированная сода.
Цемент
Мелкодисперсный порошок, полученный путем смешивания, обжига и измельчения минералов, таких как известняк и кремнезем, которые связывают камень и песок путем гидратации с образованием бетона.
Тонкая керамика
Спроектированные материалы с точно подобранным химическим составом с использованием очищенных или синтезированных исходных порошков и хорошо контролируемых методов формования, спекания и обработки. Обладая более высокими уровнями функциональности по сравнению с обычной керамикой, они широко используются в таких областях, как полупроводники, автомобили и промышленное оборудование.Fine Ceramics также называют новой керамикой или современной керамикой.
Термин «тонкая керамика» взаимозаменяем с терминами «современная керамика», «техническая керамика» и «техническая керамика». Использование зависит от региона и отрасли.