Eigenschaften von Porzellan und seine Anwendung

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Der Begriff "Porzellan" bezieht sich auf eine breite Palette von keramischen Produkten, die bei hohen Temperaturen hergestellt werden. Sie zeichnen sich durch eine glatte Oberfläche und geringe Porosität aus. Diese Eigenschaften von Porzellan werden bis heute vielfach gefordert. Es ist schwierig, irgendeine Industrie oder Volkswirtschaft zu finden, wo immer sie verwendet wird.

Das gebräuchlichste dekorative Porzellan sowie chemische Glaswaren, Zahnkronen und elektrische Isolatoren. Meist weiß oder cremefarben, kommt dieses wunderbare Material zum "Backen" als unscheinbares Keramikstück, das erst nach dem Rösten in Hochtemperaturöfen seine vertraute Form annimmt.

Die Vorteile chinesischer Dienstleistungen

In diesem Artikel besprechen wir die Eigenschaften und Arten von Porzellan. Sie werden verstehen, warum dieses Material auf der ganzen Welt so beliebt war, dass riesige Expeditionen ausgerüstet wurden, um es zu kaufen. Für einen schönen Service, den man heute in jedem Geschäft kaufen kann, könnte man umgebracht werden.

Seltsamerweise sind die Produkte chinesischer Meister mit der heutigen Keramik nur Verwandte, aber keine direkten. Um dies zu sehen, genügt es, sich an die grundlegenden Eigenschaften zu erinnernPorzellan, das aus den Werkstätten des Reichs der Mitte stammte. Die Materialien sind einander sehr ähnlich: Sowohl modernes als auch antikes Porzellan können glasiert oder „natur“sein. Aber einfache Keramik ist viel weicher. Und ein hochwertiger Service lässt sich daraus nicht machen.

Warum passiert das?

Die Eigenschaften von Porzellan, wie Festigkeit und Hitzebeständigkeit, sind das Ergebnis der hohen Temperaturen, bei denen echte chinesische Keramik hergestellt wird. Es wird bei einer Temperatur von 2.650 Grad Fahrenheit (1.454 Grad Celsius) hergestellt. Vergleichen Sie das mit 2.200 Grad Fahrenheit (1.204 Grad Celsius) für einfaches Porzellan. Da das zweite Material von geringerer Qualität ist, wird es in der chemischen Industrie und anderen technologischen Wissenschaftszweigen nicht verwendet. Außerdem ist es lichtdurchlässiges chinesisches Porzellan von höchster Qualität. Rohe Keramik kann einen solchen Effekt nicht erzielen.

Spionageleidenschaften

"Harte Paste" oder echtes Porzellan tauchte erstmals während der Tang-Dynastie (618-907) in China auf. Aber wirklich hochwertige Produkte, die in ihren Eigenschaften modernen in nichts nachstehen, wurden der Welt erst während der Yuan-Dynastie (1279-1368) bekannt. Frühes chinesisches Porzellan bestand aus Kaolin (Porzellanerde) und Pegmatit, einer groben Granitsorte.

Es war den europäischen Töpfern bis zum Import chinesischer Geräte im Mittel alter unbekannt. Die Europäer versuchten, die Eigenschaften von Porzellan nachzuahmen, aber es gelang ihnen nicht. Da analysierten sie ihre chemische Zusammensetzungkonnten, glichen die von ihnen hergestellten Produkte nur äußerlich elegantem, zerbrechlichem und zugleich h altbarem Geschirr. Es stellte sich so heraus. Echte Spionagekriege entf alteten sich, um das Geheimnis der wahren Porzellanproduktion zu lüften, aber die Chinesen hüteten ihr Geheimnis mehr als ihr Leben lang.

Warum war dieses Material so beliebt? Der Grund sind die hervorragenden physikalischen Eigenschaften von Porzellan. Es ist stärker als gewöhnliche Keramik, hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit, wodurch es möglich ist, daraus hervorragenden Tee in Teekannen zu brühen. Zudem weist Porzellan aufgrund der Glasur eine äußerst geringe Verschmutzung auf, Verfärbungen treten nur unter dem Einfluss synthetischer Pigmente auf. Tassen aus alten chinesischen Servicen bleiben nach vielen Jahrhunderten weiß.

Ersatzy

Nachdem Glas mit Zinnoxid gemischt wurde, um ein undurchsichtiges Material herzustellen, versuchten europäische Handwerker, Ton und Milchglas zu kombinieren. Diese Alternativen wurden als "weiche Paste" oder künstliches Porzellan bekannt. Doch zwei unangenehme Umstände störten: All diese Materialien erwiesen sich als zu weich, es war unmöglich, daraus wirklich dünne, elegante Produkte herzustellen, und die Produktionskosten waren zu hoch. Kurz gesagt, die Eigenschaften von "Ersatz"-Porzellan waren alles andere als perfekt.

Es gibt Beweise dafür, dass unsere Meister auch die Kunst der Herstellung von echtem Porzellan beherrschten, aber alle Geheimnisse der russischen Keramik gingen während der tatarisch-mongolischen Invasion verloren, als ganze Städte zusammen mit all ihren Einwohnern niedergebrannt wurden. Einige Durchbrüche wurden ebenfalls erzieltdas Englisch. Sie haben eine Art "Knochen"-Material geschaffen.

Aber was ist Bone China, dessen Haupteigenschaften es im alten Europa unglaublich beliebt gemacht haben?

Schöpfungsgeschichte

Im Jahr 1707 entdecken zwei Deutsche namens Ehrenfried W alther von Chimhaus und Johan Friedrich Bottger eine "gesunde" Produktionsmethode, bei der Ton und fein gemahlener Feldspat verwendet werden. Im 17. Jahrhundert erfuhren englische Handwerker durch Experimente, dass Porzellan, fast identisch mit chinesischem Porzellan, erh alten werden konnte, indem man dieser Mischung fein gemahlene verbrannte Knochen hinzufügte.

Und später stellte sich heraus, dass Sie mit der englischen Version transparente Keramiken bei viel niedrigeren Temperaturen herstellen können, was die Produktionskosten erheblich senkt. Außerdem wehrte sich Porzellan von Foggy Albion viel schlechter, war viel stärker. So verwundert es nicht, dass die Briten bald die halbe Alte und fast die gesamte Neue Welt mit ihren Diensten ausfüllten.

Welche Eigenschaften hat Bone China? Zum einen zeichnen sich daraus hergestellte Produkte durch hohe Festigkeit bei geringem Gewicht und Dünnwandigkeit aus. Zweitens kann diese Art von Keramik nicht in der chemischen Industrie verwendet werden, da die Inh altsstoffe ihrer Zusammensetzung mit Säuren und Laugen reagieren.

Rohstoffe

Wie gesagt, die Hauptbestandteile dieses Materials sind sehr einfach: Ton, Feldspat, kalziumh altige Mineralien. Bisher konkurrieren verschiedene Unternehmen miteinander, wie sich schnell herausstellteDie Eigenschaften von Porzellan und Fayence können radikal verändert werden, indem neue Elemente zu ihrer Zusammensetzung hinzugefügt werden. Natürlich, wenn die Erfahrung erfolgreich ist.

Trotz der Tatsache, dass die Zusammensetzung des Tons je nach Ort seiner Gewinnung unterschiedlich ist, wird er nur bei extrem hohen Temperaturen zu Glas (das die Glätte des Endprodukts gewährleistet). Dies gilt jedoch nur für die Fälle, in denen Tone nicht mit Materialien gemischt werden, deren Verglasungsschwelle niedriger ist. Im Gegensatz zu Glas ist Ton jedoch thermisch stabil, d. h. er behält auch bei hoher Temperatur seine Form.

Dieses Material ist also wirklich einzigartig, da es die geringe Porosität von Glas mit der Stabilität und relativen Festigkeit einfacher Keramik kombiniert. Kaolin, ein Hydroalumosilikat, wurde zu allen Zeiten als Hauptrohstoff verwendet. Feldspat (enthält Aluminiumsilikat) und Feuerstein, eine Art Hartquarz, sind äußerst wichtige Bestandteile in jeder Art von Porzellan. Sie schmelzen beim Erhitzen und binden das Material zusammen.

Quarz - das "Herz" des Porzellans

Das ist der Schlüssel zur Stärke. Die Eigenschaften von Porzellan (und seine Verwendung) sind größtenteils auf diese besondere Eigenschaft zurückzuführen: Es bricht schlecht (im Vergleich zu Glas), und kleine Abstände zwischen den Partikeln gewährleisten die Undurchlässigkeit des Materials gegenüber Luft, Wasser und anderen Verbindungen.

Quarz ist eine "Legierung" aus Sauerstoff und Silizium, den beiden am häufigsten vorkommenden Elementen in der Erdkruste. Es hat drei funktionelle Formen: direkt Quarz (Kristalle), Opal(amorphe Sorte) und Sand (gemischte, schmutzige Fraktion). Im Allgemeinen wird Quarz seit langem in der handwerklichen Produktion verwendet. Porzellan kann auch Tonerde und Speckstein enth alten, besser bekannt als "Speckstein".

Produktionsprozess

Nachdem die Rohstoffe ausgewählt und gewogen wurden, gehen sie in die Produktion. Zunächst wird es gereinigt und zu sehr feinen Fraktionen gemahlen. Danach werden alle Komponenten im erforderlichen Verhältnis gemischt, abhängig sowohl von den Produktionsbedingungen als auch von den Eigenschaften der Endprodukte. Sobald diese geformt sind, können sie sofort in den Ofen geschickt werden, oder sie werden vorgereinigt und anschließend mit einer Glasurschicht überzogen.

Natürlich spielt zerkleinertes Glas zunächst seine Rolle. Und erst danach werden zukünftige Vasen, Tassen, Toilettenschüsseln und Zahnkronen zum Ofenmund geschickt. Betrachten wir nun jede Phase separat. Schließlich hängen die Eigenschaften von Porzellan und seine Anwendung von seinem Erfolg ab!

Rohstoffe zerkleinern

Vielleicht ist dies einer der wichtigsten Vorgänge, da die Qualität des Endprodukts von der Gründlichkeit seiner Umsetzung abhängt. Die Zerkleinerung erfolgt mit riesigen mechanischen Trommelbrechern. Beim zweiten Durchgang wird die Partikelgröße auf 0,25 cm gebracht. Um das Ausgangsmaterial in feinen Staub zu verwandeln, werden spezielle Kugelbrecher verwendet. Das sind riesige Stahlzylinder, die mit Metallkugeln gefüllt sind. Wenn sich die gesamte Struktur dreht, verwandeln sich die Partikel der Rohstoffe in eine homogene Masse mit extrem feiner Mahlung.

Reinigen und Mischen

Die Mischung wird durch feine Filter geleitet und dann einem speziellen "Förderband" zugeführt, das aus einem geneigten Stahlblech besteht. Sie vibrieren, wodurch die Rohstoffe nicht nur automatisch gemischt, sondern auch sortiert werden, da die größten Partikel nach oben geschoben werden. Wenn benetztes Material erforderlich ist, wird automatisch Wasser in die Leitung gesprüht.

Manchmal werden Filter mit starken Magneten verwendet, da letztere kleinste Eisenverunreinigungen entfernen können. Letzteres wird, wenn es in das fertige Produkt gelangt, diesem einen unerwünschten roten Farbton verleihen. Danach werden die fertigen Produkte in den Ofen geschickt, wo sie bei den von uns bereits angegebenen Temperaturen gebrannt werden.

Von welchen Produktionsbedingungen können Produkteigenschaften abhängen?

Es ist zu beachten, dass es beim Endbrand viele Prozesse gibt, die die Eigenschaften von K altporzellan direkt beeinflussen. Zunächst werden alle kohlenstofforganischen Verunreinigungen verbrannt, überschüssiges Wasser verdampft, verschiedene gasförmige Fraktionen treten aus der Dicke des zukünftigen Produkts aus. Wird gleichzeitig die Temperatur nicht auf 1100 Grad Celsius gebracht, können Silizium und andere Bestandteile der Glasur nicht schmelzen und bilden somit keine glatte und chemisch neutrale Schicht auf der Keramikoberfläche.

Darüber hinaus sind diese Verbindungen notwendig, um den Abstand zwischen den Materialpartikeln zu verringern und eine zuverlässigere Verbindung zwischen ihnen zu gewährleisten. Sobald die gewünschte Dichte erreicht ist,das Produkt wird gekühlt, wodurch sich die Glasur „zusammenzieht“, glatt und besonders h altbar wird.

Ergebnisse

Warum beschreiben wir das alles? Die Sache ist, dass die Eigenschaften dieses Materials eng von den Merkmalen und Bedingungen seiner Herstellung abhängen. Beispielsweise hängt die Festigkeit vom prozentualen Anteil des Feldspats in der Masse ab, und die Anzahl der Poren im Porzellan ist umso kleiner, je mehr Feldspat vorhanden ist. Da sich der Quarz und die bei der Zersetzung der Tonsubstanz erh altenen Rückstände im Glas auflösen, wird das Skelett des Porzellanmaterials schwächer und die Verformungen nehmen zu. Je nach Mahlfeinheit des Quarzes, Zusammensetzung der Masse, Temperatur und Dauer des Brennens enthält die Zusammensetzung der glasigen Phase 15 bis 40 % des gesamten in die Masse eingebrachten Quarzes. Je mehr es ist, desto dünner und "luftiger" wird das Porzellan.

Die Eigenschaften von keramischen Werkstoffen als Dielektrika sind hauptsächlich durch den Widerstand gegen den Durchgang von elektrischem Strom im Material und auf der Oberfläche des Isolators gekennzeichnet. Unterscheiden Sie zwischen spezifischem Volumen und spezifischem Oberflächenwiderstand von Porzellan.

Außerdem sind die chemischen Eigenschaften von Porzellan von großer praktischer Bedeutung. Genauer gesagt, ihre Abwesenheit. Glasierte Keramiken mit Zusatz von viel Feldspat und Quarz sind chemisch neutral. Denken Sie, warum die Mörser von Apothekern und Chemikern aus diesem Material bestehen? Es ist viel stärker als Glas, reagiert aber nicht.

Der aktuelle Stand

Keramik (und insbesondere Porzellan) erlebt heute eine SekundeGeburt. Es stellte sich heraus, dass diese Materialien bei der Herstellung verschiedener Arten von Mikroelektronik verwendet werden können. Die Bedeutung davon für die moderne Zivilisation muss nicht erklärt werden. Wissenschaftler fanden auch heraus, dass die Festigkeit von Porzellan exponentiell zunimmt, wenn bestimmte Zusatzstoffe hinzugefügt werden. Derzeit werden sogar vielversprechende Forschungen auf dem Gebiet der Entwicklung neuer darauf basierender Rüstungstypen durchgeführt. Also nicht nur Toilettenschüsseln!

Schließlich gewinnt dieses Material in der Medizin immer mehr an Bedeutung. Verschiedene Prothesen und prächtige Zahnkronen – die Nachfrage danach steigt von Jahr zu Jahr. Die alte chinesische Erfindung wird also noch sehr lange relevant bleiben.