კერამიკული მასალა: თვისებები, წარმოების ტექნოლოგია, გამოყენება

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

პირველი ჭურჭელი გაჩნდა დიდი ხნით ადრე, ვიდრე ხალხი ისწავლიდა ლითონის დნობას. ამის დასტურია უძველესი ქოთნები და დოქები, რომლებსაც არქეოლოგები დღემდე აღმოაჩენენ. აღსანიშნავია, რომ კერამიკულ მასალას აქვს უნიკალური თვისებები, რაც მას უბრალოდ შეუცვლელს ხდის ზოგიერთ სფეროში. მოდით, თქვენთან ერთად გადავხედოთ კერამიკის თავისებურებებს, ვისაუბროთ მის წარმოებასა და მახასიათებლებზე.

ზოგადი ინფორმაცია

მიიღეთ კერამიკული პროდუქტები თიხის და ორგანული დანამატებით ნარევების შერევით. ზოგჯერ გამოიყენება არაორგანული ნაერთების ოქსიდები. პირველი ასეთი პროდუქტები 5000 წლის წინ გამოჩნდა. ამ ხნის განმავლობაში წარმოების ტექნოლოგია საგრძნობლად გაუმჯობესდა და დღეს ჩვენთვის ხელმისაწვდომია მაღალი სიმტკიცის კერამიკული ნაწარმი. ისინი გამოიყენება მშენებლობაში ფასადების მოსაპირკეთებლად, იატაკის, კედლების და ა.შ.

არსებობს ჭურჭელი მკვრივი და ფოროვანი ნატეხით. ამ ორს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ მკვრივი ნატეხი წყალგამძლეა. ეს არის ფაიფურის ნაწარმი, იატაკის ფილები და ა.შ. ფოროვანინატეხი - ფილები, კერამიკული ქვა, სანიაღვრე მილები და სხვა.

შემთხვევის ისტორია

სიტყვა "კერამიკა" ბერძნულად ნიშნავს "თიხას". ბუნებრივია, რაიმე სახის ნარევს იყენებდნენ ნებისმიერი პროდუქტის დასამზადებლად. მას დაემატა საჭირო მასალები, იმის მიხედვით, თუ რისი მიღება იყო საჭირო ბოლოს. თავიდან ხელით, მოგვიანებით კი სპეციალურ მანქანაზე თიხის ნაწარმს განსაკუთრებულ ფორმას აძლევდნენ. შემდგომში კერამიკული ნაწარმი იწვება ღუმელებში მაღალ ტემპერატურაზე.

ბევრმა ქვეყანამ გამოიყენა საკუთარი წარმოების ტექნოლოგიები. ეს ეხება ჭურჭელს, ფერწერას და მინანქარს. ეგვიპტე ითვლება პირველ სახელმწიფოდ, რომელმაც მიაღწია ამ ინდუსტრიის მნიშვნელოვან განვითარებას. უპირველეს ყოვლისა იქ დამკვიდრდა კერამიკის წარმოება. პროდუქტები მზადდებოდა უხეში და ცუდად შერეული თიხისგან, მაგრამ მოგვიანებით ტექნოლოგია გაუმჯობესდა. დღეს აღმოჩენილია ყვითელი თიხის აგური, რომელიც სავარაუდოდ გამოიყენებოდა მემფისის პირამიდების მშენებლობაში.

ფაიფურის გამოჩენა

Jade უკვე დიდი ხანია გამოიყენება ჩინეთში. ეს იყო ლამაზი, მაგრამ საკმაოდ მყიფე და ძნელად დასამუშავებელი. მრავალწლიანი ძიების შემდეგ გამოსავალი იპოვეს. ფაიფურის წარმოება უფრო ადვილია. თუმცა, აქაც იყო ნიუანსები. მაგალითად, მიკა და ცვაოკა, რომლებიც აღმოჩენილია „ფაიფურის ქვებში“, წვრილ ფხვნილად დაფქვათ და 10 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში ინახავდნენ. ეს გაკეთდა იმისათვის, რომ მასალა მაქსიმალურად მოქნილი ყოფილიყო. Პირველიფაიფურის პროდუქტები ჩინეთში იყო მაღალი და წაგრძელებული ჭურჭელი. მათ ჰქონდათ გაპრიალებული ზედაპირი და ლურჯი ან მუქი მწვანე ფერი. ეს უკანასკნელი ყველაზე მეტად დაფასდა.

დღეს ითვლება, რომ ჩინეთი არის სახელმწიფო, სადაც ფაიფური ყველაზე ფართოდ იყო გავრცელებული. ეს მართალია, მართალია ევროპაში პოპულარული იყო, მაგრამ იქ მოგვიანებით გამოჩნდა და მისი წარმოება უფრო დიდხანს განვითარდა.

კერამიკის ძირითადი ტიპები

ამჟამად თიხის ნაწარმს ფართო კლასიფიკაცია აქვს. ასე რომ, ჭურჭელი შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად ჯგუფად:

• მოჭიქული კერამიკა (ტერაკოტა და ჭურჭელი);
• მოჭიქული (მაჯოლიკა, ფაიანსი, ფაიფური, ცეცხლგამძლე).

ტერაკოტა - იტალიური "გამომცხვარი მიწიდან". პროდუქტები დამზადებულია ფერადი თიხისგან და აქვს ფოროვანი სტრუქტურა. ტერაკოტას იყენებენ ვაზების, ჭურჭლის, ასევე სათამაშოებისა და ფილების დასამზადებლად.

კერამიკული ჭურჭელი უფრო რთული დასამუშავებელია. წყალგაუმტარი რომ იყოს, საჭიროა გაპრიალება. გარდა ამისა, პროდუქტი ექვემდებარება შეღებვას. ამისთვის ტოვებენ ცხელ ღუმელში კვამლში, სანამ ბოლომდე არ გაგრილდება. დღეს კერამიკის მრავალი სახეობა, განსაკუთრებით ჭურჭელი, ძალიან პოპულარულია. იგი გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში რძის, ნაყარი მასალების შესანახად ან დეკორად.

რაც შეეხება მეორე ტიპს - აქ ყველაზე პოპულარულია მოჭიქული კერამიკა, ფაიფური და თიხის ჭურჭელი. პირველი არის უფრო ძვირი და შრომატევადი წარმოებაში, მეორე არის პრაქტიკული და იაფი. ისინი ერთმანეთისგან განსხვავდებიან იმით, რომ შეიცავს ფაიფურის ნაწარმსნაკლები თიხა და მეტი სპეციალური დანამატები. გარდა ამისა, ფაიფური გამჭვირვალეა შუქზე, თიხის ჭურჭლისგან განსხვავებით.

ცეცხლგამძლე მასალების შესახებ

თიხის ნარევებისგან დამზადებული პროდუქტები ცეცხლგამძლეა. დანიშნულებიდან გამომდინარე, ისინი უძლებენ ტემპერატურას 1300-დან 2000 გრადუს ცელსიუსამდე და კიდევ უფრო მაღალ ტემპერატურას. გამოიყენება სპეციალური ღუმელი კერამიკის გამოსაწვავად. ცეცხლგამძლე მასალები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება მეტალურგიულ პროცესში. იქ ისინი გამოიყენება აფეთქების ღუმელების და აგრეგატების დასაპროექტებლად.

სავსებით ლოგიკურია იმის თქმა, რომ ტემპერატურის მატებასთან ერთად ცეცხლგამძლე არ იკარგება, პირიქით, იზრდება. ეს მიიღწევა შემადგენლობაში ცეცხლგამძლე ოქსიდების, სილიკატების და ბორიდების არსებობის გამო. ისინი გამოიყენება თითქმის ყველგან, სადაც მაღალი ტემპერატურის პროცესები მიმდინარეობს. ძალიან ხშირად ისინი გვხვდება ჩამოსხმული, ანუ კონკრეტული პროდუქტის სახით, მაგალითად, აგურის სახით. იშვიათად საჭიროა უფორმო ცეცხლგამძლე საშუალებების გამოყენება ფხვნილის სახით.

კერამიკა მშენებლობაში

კერამიკული მასალების უპირატესობა ის არის, რომ მათი მარაგი პრაქტიკულად შეუზღუდავია. ასეთი პროდუქტის წარმოების სიმარტივესთან და მაღალ გამძლეობასთან ერთად, დღეს ის შეუცვლელია სამშენებლო ინდუსტრიაში. თუ კედლის მასალებს ავიღებთ, მაშინ თიხის აგური აქ მოწინავე პოზიციას იკავებს.

იგივე ეხება კერამიკულ ფილებს, რომლებიც პოლიმერების გარეგნობის მიუხედავად, მიწას არ კარგავს. იგი კვლავ გამოიყენება მაღალი ტენიანობითა და ტემპერატურის მქონე ოთახების აღჭურვისთვის. მოსაპირკეთებელ მასალებს შორისგაფართოებული თიხა პირველ ადგილს იკავებს.

ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, ღრუ კერამიკული ბლოკებისა და აგურის წარმოება 4%-ით გაიზარდა. მათი წარმოება მოითხოვს მინიმალურ ცვლილებებს აგურის ქარხნებში და ქარხნებში, ხოლო ხარჯები იხდის გაყიდვების პირველ წელს. საზღვარგარეთ ღრუ კერამიკა დიდი ხანია ლიდერობს და ჩვეულებრივ აგურზე ბევრად უკეთ იყიდება.

სპეციალური კერამიკული მასალები

ასეთ პროდუქტებს მიეკუთვნება სანიტარული და საკანალიზაციო მილები. პირველი იყოფა სამ დიდ ჯგუფად:

• მყარი ფაიანსისგან (ფოროვანი ნატეხი);
• სანიტარული ჩინგი (გაფუებული ნატეხი);
• ნახევრადფაიფური (ნახევრად გამომცხვარი ნაჭერი).

სანიტარიული მოწყობილობების ძირითადი მოთხოვნებია მექანიკური დაზიანებისადმი გამძლეობა, სითბოს წინააღმდეგობა. რეცეპტი უნდა შესრულდეს მკაცრი თანმიმდევრობით, იგივე ეხება ტექნოლოგიას. გამოიყენება მხოლოდ პროფესიონალური კერამიკული ღუმელი და მაღალი ხარისხის ნედლეული. სანიტარული პროდუქტებია ნიჟარები, ტუალეტის თასები, აბანოები, რადიატორები და ა.შ. პროდუქტის ხარისხის შემოწმების უტყუარი გზაა მსუბუქად დაჭერა კორპუსზე. ხმა უნდა იყოს მკაფიო და თავისუფალი ჭექა-ქუხილისგან. ეს მიუთითებს სროლაზე სწორ ტემპერატურაზე და ბზარების გარეშე.

რაც შეეხება კანალიზაციის მილებს, მათ უნდა ჰქონდეთ მკვრივი აგლომერირებული ნატეხი. კერამიკული მილები იწარმოება 150-600 მმ დიამეტრით. ჩვეულებრივ მოჭიქულია როგორც შიგნით, ასევე გარედან. ასეთი პროდუქტები ხასიათდებამაღალი წინააღმდეგობა აგრესიული გარემოსა და მაწანწალა ელექტრო დენის მიმართ. ისინი ზომიერად ფასობენ, რაც მათ უფრო ხელმისაწვდომს ხდის.

კერამიკის ფიზიკური და ქიმიური თვისებები

როგორც ზემოთ აღინიშნა, ყველა პროდუქტი შეიძლება დაიყოს ორ ფართო ჯგუფად: მკვრივი და ფოროვანი. მკვრივს აქვს წყლის შთანთქმის კოეფიციენტი 5% -ზე ნაკლები, ფოროვანი - 5% ან მეტი. ბოლო ჯგუფში შედის შემდეგი პროდუქტები: თიხის აგური (ფოროვანი და ღრუ), ღრუ კედლის ქვები, მოსაპირკეთებელი კრამიტი, სახურავის ფილები. მკვრივი კერამიკული ნაწარმი - გზის აგური და იატაკის ფილები. როგორც ფოროვანი, ასევე მკვრივი კერამიკა გვხვდება სანიტარიულ მრეწველობაში.

ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებზე საუბრისას, შეუძლებელია არ აღინიშნოს კერამიკის მთავარი მინუსი. იგი შედგება გაზრდილი მყიფეობისგან სხვა მასალებთან შედარებით. მიუხედავად ამისა, მაღალი ხელმისაწვდომობა და მრავალფეროვნება ხდის ამ მასალას ერთ-ერთ ყველაზე პოპულარულს მრავალ ინდუსტრიაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაშიც კი. თანამედროვე ტექნოლოგიები შესაძლებელს ხდის სროლისთანავე გლუვი ზედაპირის მიღებას. თუ გსურთ გარკვეული ფერის მიღწევა, დაამატეთ რკინის ან კობალტის ოქსიდები.

მიკროსტრუქტურის მახასიათებლები

გახურებისას კერამიკა თანდათან თხევადი ხდება. გამოირჩევა მარტივი და რთული ნაერთების დიდი რაოდენობით. გაციებისას ხდება კრისტალიზაცია. იგი გამოიხატება სუფთა კრისტალების ნალექში, რომლებიც ზომაში მატულობენ. როდესაც მასა გამკვრივდება, იგი ყალიბდება სტრუქტურაშიმიკროკონგლომერატი. მასში მულიტის მარცვლები ცემენტირებულია გამაგრებული მასით. ღირს ყურადღება მიაქციოთ, რომ ჟანგბადის ატომები ქმნიან ერთგვარ მატრიცას. იგი შეიცავს ლითონის მცირე ატომებს, რომლებიც ჩანაცვლებულია მათ შორის არსებულ სიცარიელეებში. შესაბამისად, მიკროსტრუქტურაში ჭარბობს იონური ბმები და რამდენადმე ნაკლებად კოვალენტური ბმები. ქიმიური სტაბილურობა და სტაბილურობა მიიღწევა ძლიერი და გამძლე ქიმიური ნაერთების არსებობით.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, კერამიკული მასალების გამოყენება შეზღუდულია. ეს გამოწვეულია იმით, რომ კრისტალები არასრულყოფილია. ბროლის გისოსებს ბევრი დეფექტი აქვს: ატომის ზომის ფორები, დეფორმაციები და ა.შ. ეს ყველაფერი საგრძნობლად აქვეითებს სიმტკიცეს. თუმცა, აქ არის რამდენიმე ნიუანსი. მაგალითად, თუ ტექნოლოგია შეინიშნება კონკრეტული ტიპის კერამიკის დამზადებისას, სავსებით შესაძლებელია კარგი შედეგების მიღწევა სიმტკიცეში. ამისთვის უაღრესად მნიშვნელოვანია ტემპერატურული რეჟიმის დაცვა და პროდუქტის სროლის ხანგრძლივობა.

თიხის მახასიათებლები და თვისებები

თიხა არის დანალექი კლდე, რომელიც შემადგენლობისა და სტრუქტურის მიუხედავად, წყალთან შერევისას წარმოქმნის პლასტმასის მასალას. გასროლის შემდეგ - ქვის მსგავსი სხეული. როგორც წესი, ნარევი მკვრივია, ძირითადად შედგება ალუმინოსილიკატებისაგან. ხშირად თიხებში ასევე გვხვდება ქანები, როგორიცაა კვარცი, ფელდსპარი, გოგირდის პირიტები, აგრეთვე კალციუმის, მაგნიუმის და ტიტანის ნაერთების ჰიდროქსიდები და კარბონატები.

კაოლინები დღესდღეობით ცნობილი ყველაზე სუფთა თიხაა. თითქმის მთლიანად შედგება კაოლინიტისგან. შეწვის შემდეგ მიიღეთᲗეთრი ფერი. დამუშავებისთვის საჭირო პლასტიურობა მიიღწევა სტრუქტურაში თიხის ნივთიერების წვრილი მარცვლების (0,005მმ) არსებობის გამო. ბუნებრივია, რაც მეტია ასეთი ნივთიერება შემადგენლობაში, მით უფრო მაღალია პლასტიურობა და პირიქით.

თიხის ძირითადი კერამიკული თვისებებია:

• პლასტიურობა - დეფორმაცია მთლიანობის დარღვევის გარეშე;
• დაკავშირება;
• ჰაერი და ცეცხლის შეკუმშვა;
• ცეცხლგამძლეობა.

დღეს გამოიყენება სხვადასხვა გამათხელებელი და გამდიდრებული დანამატები, რომლებიც საშუალებას იძლევა შეიცვალოს მასალის თვისებები ამა თუ იმ მიმართულებით. ეს განაპირობებს იმას, რომ კერამიკული ნაწარმი კიდევ უფრო მოთხოვნადი და ხელმისაწვდომი ხდება.

წარმოების ტექნოლოგიური სქემა

კერამიკული მასალების მახასიათებლები მიუთითებს თიხის გამოყენების შესაძლებლობაზე სხვადასხვა ინდუსტრიაში. ამან გამოიწვია ის, რომ დიდი მოთხოვნა იყო და შესაბამისად, მიწოდებაც გაიზარდა. საწარმოო ქარხნები უმეტეს შემთხვევაში მუშაობენ ერთი და იგივე ნიმუშის მიხედვით:

• ნედლეულის მოპოვება;
• მომზადება;
• ფორმირება და გაშრობა;
• შეწვა და პროდუქტის გამოშვება.

დანახარჯების შესამცირებლად, ქარხნები ჩვეულებრივ შენდება თიხის საბადოს უშუალო სიახლოვეს. მოპოვება ხორციელდება ღია გზით, ანუ ექსკავატორით. შემდეგი ნაბიჯი არის მასის მომზადება. ნედლეულის გამდიდრება, დაფქვა და შერევა ხდება ერთგვაროვან მასამდე. მომავალი კერამიკული პროდუქტის ფორმირება ხდება სველი და მშრალი მეთოდებით. პირველ შემთხვევაში მასას ატენიანებენ 25%-მდე, ხოლო მეორეში არაუმეტეს 12%-მდე..

წარსულში ხშირად იყენებდნენ ბუნებრივ გაშრობას. თუმცა შედეგი დიდწილად ამინდზე იყო დამოკიდებული. ამიტომ წვიმაში ან სიცივეში მცენარე დგას. ამიტომ გამოიყენება სპეციალური საშრობები (გაზი). ყველაზე კრიტიკული ნაბიჯი გასროლაა. ძალზე მნიშვნელოვანია ტექნოლოგიის დაცვა, რომელიც საკმაოდ რთულია. ასევე ბევრი რამ არის დამოკიდებული კერამიკის გაგრილებაზე. დაუშვებელია ტემპერატურის მკვეთრი ვარდნა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს თვითმფრინავის გამრუდება. მხოლოდ ამის შემდეგ შეგიძლიათ გაყიდოთ კერამიკული მასალები. წარმოების ტექნოლოგია, როგორც ხედავთ, მარტივი არ არის, ის რამდენიმე ეტაპისგან შედგება. თითოეული მათგანი უნდა დაიცვას. თუ ეს არ მოხდა, მაშინ მაღაზიის თაროებზე შეიძლება შევხვდეთ ქორწინებას.

ცოტა კერამიკის უარყოფითი მხარეების შესახებ

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, კერამიკული მასალების შემადგენლობა არ არის იდეალური. კერძოდ, ეს გავლენას ახდენს თიხის პროდუქტის სიძლიერეზე. ნებისმიერი მექანიკური დაზიანება შეიძლება გამოვლინდეს როგორც ჩიპი, ბზარი და ა.შ. ეს არის მთავარი მინუსი. მაგრამ არის სხვა ფაქტორებიც, რომლებიც ხელს უშლის იმ მასალის ფართოდ გავრცელებას, რომელსაც განვიხილავთ. ერთ-ერთი მათგანი მაღალი ღირებულებაა. მაგალითად, აგარაკის სახურავის კერამიკული ფილები ესთეტიკური თვალსაზრისით შესანიშნავი გამოსავალია, მაგრამ ასეთი სიამოვნება ძალიან ძვირი დაჯდება.

ამავდროულად მისი გარეგნობა სათანადო მოვლის შემთხვევაში გაგრძელდება არაუმეტეს 5 წლისა. მომავალში ხდება გაცვეთება, ზედაპირზე ხავსის გამოჩენა და ა.შ. ამასთან, სისუსტე და მტვრევადობა იწვევს იმ ფაქტს, რომ ნებისმიერიმექანიკურმა დაზიანებამ შეიძლება გამოიწვიოს სახურავის გაჟონვა და ეს ცოტას მოეწონება. რა თქმა უნდა, თანამედროვე კერამიკული მასალა გამოიყურება ძალიან შთამბეჭდავად, რაც მიიღწევა ფერების ფართო ტექსტურის და მაღალი ხარისხის დამუშავების გამო. მაგრამ მაინც ძვირია, რაც ხშირად აიძულებს დაფიქრდეს ასეთი არჩევანის მიზანშეწონილობაზე.

შეჯამება

ჩვენ განვიხილეთ კერამიკული მასალების ძირითადი თვისებები. ყოველივე ზემოთქმულიდან გამომდინარე, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ასეთ პროდუქტებს აქვთ გარკვეული უნიკალურობა. ეს მდგომარეობს იმაში, რომ მექანიკური დაზიანების არარსებობის შემთხვევაში, ისინი ძალიან, ძალიან დიდხანს გაგრძელდება. გარდა ამისა, ქარხნებში თხევადი ლითონის ჩამოსხმის კერამიკული მასალა ასევე შეუცვლელია, რადგან ის უძლებს მაღალ ტემპერატურას.

რაც შეეხება ყოველდღიურობას, მაშინ კერამიკა ძალიან გამოგადგებათ. ღუმელში მომზადების სპეციალური კერძები, თუმცა წლების განმავლობაში იცვლებოდა გარეგნობა, მაგრამ მაინც ამ მასალისგან მზადდება. ფაიფურს, მიუხედავად მაღალი ღირებულებისა, აქვს ელეგანტური სახე და უბრალოდ სასიამოვნოა თვალისთვის. ეს ასევე ეხება თიხის ჭურჭელს, რომელიც სათანადოდ დამუშავების შემთხვევაში ძნელია გარჩევა ფაიფურისგან.

ნებისმიერ შემთხვევაში გამოყენებული უნდა იყოს კერამიკული მასალა. ეს, პირველ რიგში, ბუნებრივი თიხის დიდი მარაგით არის განპირობებული. ეს მართლაც ბევრია და ყოველწლიურად სულ უფრო მეტი ახალი კარიერები ვითარდება ამ ბუნებრივი რესურსის მოპოვებისთვის. მეორე მნიშვნელოვანი ფაქტორია გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა. ადრე ხალხს ამის საშუალება არ ჰქონდაგამოიყენეთ ნებისმიერი მავნე დანამატი პროდუქტის სიძლიერის მახასიათებლების გასაუმჯობესებლად. დღეს სიტუაცია შეიცვალა, თუმცა არც ისე კრიტიკულად. კერამიკული ფილები, სინთეტიკური მასალისგან განსხვავებით, ჯანმრთელობისთვის საზიანო არ არის. ეს ასევე ეხება კერამიკულ ჭურჭელს, რომელიც პლასტმასთან შედარებით, განსაკუთრებით თუ ეს უკანასკნელი გაცხელებულია, არანაირ ზიანს არ აყენებს.