Materie prime per materiali e prodotti ceramici. Principali tipologie di materiali e prodotti ceramici Proprietà tecnologiche della gomma e dei materiali ceramici
Ceramica sono materiali da costruzione e prodotti ottenuti cuocendo varie argille e masse simili fino a portarle ad uno stato simile alla pietra.
3.1. Materie prime per la produzione di prodotti ceramici
3.1.1. Argille . Le argille sono un gruppo di rocce sedimentarie comuni in natura, composte da vari minerali argillosi - alluminosilicati idrati - con struttura cristallina stratificata. I minerali argillosi più importanti sono la caolinite (Al 2 O 3 2 SiO 2 2H 2 O); halloysite (Al 2 0 3 2SiO 2 4H 2 O) montmorillonite (Al 2 O 3 4SiO 2 n H 2 O); beidellite (Al 2 O 3 3SiO 2 nH 2 O) e prodotti con vari gradi di idratazione della mica.
Se le argille sono dominate da caolinite e halloysite, allora le argille sono chiamate caolinite; se predominano la montmorillonite e la beidellite - montmorillonite; se predominano prodotti con diversi gradi di idratazione delle miche - idromiche. Le rocce altamente disperse con predominanza di montmorillonite sono chiamate bentoniti
I minerali argillosi determinano la caratteristica principale delle argille: formare con acqua un impasto plastico in grado di mantenere la forma data durante il processo di essiccazione e, dopo la cottura, acquisire le proprietà della pietra.
Insieme ai minerali che formano l'argilla, le argille contengono quarzo, feldspato, pirite di zolfo, idrossidi di ferro, carbonati di calcio e magnesio, composti di titanio, vanadio, impurità organiche e altre impurità che influenzano sia la tecnologia di produzione dei prodotti ceramici che le loro proprietà.
Le proprietà ceramiche delle argille sono caratterizzate da plasticità, coesione e capacità legante, ritiro all'aria e al fuoco, resistenza al fuoco e colore del frammento dopo la cottura.
Plasticità delle argille. La plasticità delle argille è la capacità dell'impasto di argilla, sotto l'influenza di forze esterne, di assumere una determinata forma senza formazione di crepe e di mantenerla stabile.
Le impurità contenute nelle argille riducono la plasticità delle argille e, in misura maggiore, maggiore è il loro contenuto. La plasticità delle argille aumenta con l'aumentare della quantità di acqua nell'impasto di argilla, ma fino ad un certo limite, oltre il quale l'impasto di argilla comincia a perdere la sua lavorabilità (aderisce alla superficie delle macchine per la lavorazione dell'argilla). Più l'argilla è plastica, più acqua richiede per ottenere un impasto di argilla modellabile e maggiore è il ritiro all'aria.
Un indicatore tecnico di plasticità è il numero di plasticità:
Pl = W T – W R , 3.1
Dove WT E WR valori del contenuto di umidità in% corrispondenti al carico di snervamento e al limite di rotolamento della corda di argilla.
Le argille altamente plastiche hanno un fabbisogno di acqua superiore al 28%, un indice di plasticità superiore a 15 e un ritiro in aria del 10...15%. I prodotti realizzati con queste argille diminuiscono notevolmente di volume quando si asciugano e si rompono. L'eccessiva plasticità viene eliminata mediante l'introduzione di additivi sgrassanti.
Le argille di plasticità media hanno un fabbisogno di acqua del 20...28%, un indice di plasticità di 7...15 e un ritiro in aria del 7...10%.
Le argille a bassa plasticità hanno un fabbisogno di acqua inferiore al 20%, un numero di plasticità inferiore a 7 e un ritiro in aria del 5...7%. I prodotti realizzati con queste argille sono difficili da modellare. La plasticità insufficiente viene eliminata mediante rimozione della sabbia (elutriazione), invecchiamento (alterazione naturale degli agenti atmosferici), macinazione in macchine speciali, trattamento a vapore o aggiunta di argilla plastica.
Connettività – la forza necessaria per separare le particelle di argilla. La coesione è dovuta alle piccole dimensioni e alla forma lamellare delle particelle della sostanza argillosa. Maggiore è la quantità di frazioni argillose, maggiore è la coesione.
La capacità legante dell'argilla si esprime nel fatto che l'argilla può legare particelle di una sostanza non plastica (sabbia, argilla refrattaria, ecc.) e formare un prodotto abbastanza resistente una volta essiccata - crudo.
Ritiro delle argille. Quando le argille vengono bagnate con acqua, i minerali argillosi si gonfiano perché l'acqua che assorbono si trova tra i singoli strati dei loro reticoli cristallini; in questo caso la spaziatura interplanare dei reticoli aumenta notevolmente. Quando si asciugano le argille, si verifica il processo inverso, accompagnato dal restringimento.
Sotto ritiro dell'aria(lineare o volumetrico) comprendere la diminuzione delle dimensioni lineari e del volume di un campione di impasto di argilla dopo l'essiccazione. Maggiore è la plasticità dell'argilla, maggiore è il ritiro dell'aria.
Quando si cuociono le argille, dopo aver rimosso l'umidità igroscopica e bruciato le impurità organiche, si verifica la decomposizione dei minerali argillosi. Pertanto la caolinite ad una temperatura di 500 - 600°C perde acqua chimicamente legata; in questo caso il processo procede con la completa decomposizione del reticolo cristallino e la formazione di una miscela amorfa di allumina A1 2 O 3 e silice SiO 2. Con un ulteriore riscaldamento a temperature di 900 - 950 ° C, compaiono nuovi silicati metallici, ad esempio mullite 3Al 2 O 3 2SiO 2, e si forma una certa quantità di massa fusa (fase liquida) a causa della fusione dei minerali più fusibili che sono parte delle masse di argilla cotta. Più ossidi di flusso Na 2 O, K 2 O, MgO, CaO, Fe 2 O 3 sono presenti nella composizione dell'argilla, minore è la temperatura della fase liquida formata. Durante il processo di cottura, sotto l'influenza delle forze di tensione superficiale della fase liquida, le particelle solide del materiale cotto si avvicinano e il suo volume diminuisce, cioè si verifica un ritiro dal fuoco.
Ritiro al fuoco (lineare o volumetrico) è la riduzione delle dimensioni lineari e del volume dei campioni di argilla essiccata durante il processo di cottura.
La transizione delle masse argillose durante la cottura e il successivo raffreddamento in un corpo pietroso è dovuta all'adesione delle particelle a seguito di processi di diffusione, che portano alla formazione di nuovi silicati cristallini a causa di reazioni topochimiche e alla formazione di una massa fusa vetrosa che lega i singoli grani refrattari in un forte frammento monolitico. Viene comunemente chiamato il processo di compattazione delle masse argillose durante la cottura sinterizzazione.
Si assume come temperatura di cottura la quale l'assorbimento d'acqua del prodotto cotto sia pari al 5%. inizio della sinterizzazione dell'argilla. Viene chiamato l'intervallo di temperatura tra la refrattarietà e l'inizio della sinterizzazione intervallo di sinterizzazione argilla Dipende dalla composizione delle argille: le argille caolino pure hanno un intervallo di sinterizzazione superiore a 100° C, la presenza di calcite CaCO 3 nella composizione dell'argilla riduce l'intervallo di sinterizzazione. Quando si producono prodotti ceramici densi, è possibile utilizzare solo argille con un ampio intervallo di sinterizzazione.
Resistenza al fuoco le argille dipendono dalla loro composizione. Per la caolinite pura, la resistenza al fuoco è di 1780° C. In base alla resistenza al fuoco, le argille si dividono in ignifughe - con una resistenza al fuoco superiore a 1580 ° C, refrattarie - con una resistenza al fuoco di 1350 - 1580 ° C e a bassa resistenza al fuoco argille fondenti - con una resistenza al fuoco inferiore a 1350 ° C.
Per ottenere materiali da costruzione ceramici, vengono utilizzate prevalentemente argille a basso punto di fusione (mattoni), contenenti una quantità significativa di sabbia di quarzo, composti di ferro e altri flussi.
Colore del frammento di argilla , dopo la cottura, dipende dalla composizione delle argille, in particolare dalla presenza in esse di ossidi; ghiandola. I composti del ferro colorano il frammento di ceramica rosso se cotto in un ambiente ossidante e marrone scuro o nero se cotto in un ambiente riducente. L'intensità del colore aumenta con l'aumentare del contenuto di Fe 2 O 3 nell'argilla.
3.1.2. Materiali scarsi. I materiali poveri vengono aggiunti alle argille plastiche per ridurre il ritiro durante l'essiccazione e la cottura e prevenire deformazioni e crepe nei prodotti.
Sabbia di quarzo e quarzo polverizzato (materiali naturali), argilla disidratata (ottenuta riscaldando l'argilla a 600...700 o C - in questo caso l'argilla perde plasticità), argilla refrattaria (ottenuta cuocendo argille refrattarie o refrattarie a 1000...1400 o C) vengono utilizzati come materiali in depauperamento successiva macinazione a 0,16...2 mm), ceneri e scorie (rifiuti industriali).
3.1.3. Materiali che formano pori. I materiali che formano pori vengono introdotti nella materia prima per produrre prodotti ceramici leggeri con maggiore porosità e ridotta conduttività termica.
Per fare ciò, utilizzare sostanze che si dissociano durante la cottura (ad esempio gesso, dolomite macinata, ecc.) Con rilascio di gas (ad esempio CO 2) o bruciano (segatura, polvere di carbone, polvere di torba, ecc.) . Questi integratori fanno anche ingrassare.
3.1.4. Plavni. I flussi vengono aggiunti all'argilla nei casi in cui è necessario abbassarne la temperatura di sinterizzazione.
Per questo vengono utilizzati feldspati, minerale di ferro, dolomite, magnesite, talco, ecc. Quando si producono ceramiche colorate, alla materia prima vengono aggiunti ossidi metallici sotto forma di fondenti: ferro, cobalto, cromo, ecc.
1.5. Smalti ed engobbi. Per fornire resistenza a influenze esterne, impermeabilità e aspetto decorativo, la superficie di alcuni prodotti (mattoni da rivestimento, piastrelle in ceramica, tubi in ceramica, ecc.) è coperta smalto O ingobbio.
Lo smalto è uno strato vetroso applicato sulla superficie di un materiale ceramico e fissato su di esso mediante cottura ad alte temperature. Gli smalti possono essere trasparenti o opachi (opachi) e avere diversi colori.
Per la produzione dello smalto vengono utilizzati: sabbia di quarzo, caolino, feldspato, sali di metalli alcalini e alcalino terrosi, ossidi di piombo o di stronzio, acido borico, borace, ecc. La composizione dello smalto, di regola, è la know-how dell’impresa. La miscela di materie prime viene macinata in polvere (grezza o dopo la fusione in una fritta) e applicata come impasto liquido prima della cottura.
L'ingobbio è realizzato con argilla bianca o colorata e applicato in uno strato sottile sulla superficie del prodotto grezzo. A differenza dello smalto, l’ingobbio non produce fusione durante la cottura, cioè non forma uno strato vetroso e quindi la superficie è opaca. Le proprietà dell'engobbio dovrebbero essere vicine al frammento principale.
3.2. Fondamenti della tecnologia di produzione della ceramica
Il processo di produzione di tutti i prodotti ceramici comprende l'estrazione dell'argilla, la preparazione delle masse di argilla per lo stampaggio, lo stampaggio dei prodotti, l'essiccazione e la cottura.
Per alcuni prodotti ceramici, il processo per ottenerli (dopo la cottura) si conclude con la finitura esterna.
Nella produzione di piastrelle in ceramica, tubi in ceramica, prodotti sanitari, la tecnologia prevede inoltre la smaltatura prima o dopo la cottura iniziale e talvolta l'applicazione di un motivo con vari metodi (spesso decorazione).
Estrazione e trasporto dell'argilla. Nella maggior parte dei casi, l'argilla viene estratta metodo aperto, per il quale vengono utilizzati escavatori a benna singola e multipla, raschiatori e altri meccanismi. L'argilla viene consegnata allo stabilimento tramite trasporto ferroviario, stradale, strade aeree e trasportatori.
Preparazione della massa ceramica. L'argilla di cava nella maggior parte dei casi non è adatta alla produzione di prodotti ceramici. Pertanto, la tecnologia di qualsiasi produzione ceramica inizia con la preparazione della massa ceramica.
Lo scopo di questa fase di produzione è distruggere la struttura naturale delle materie prime argillose, rimuovere le impurità nocive, frantumare pezzi di grandi dimensioni e ottenere una massa omogenea e modellabile.
In preparazione per lo stampaggio di argille di elevata (eccessiva) plasticità, nella loro composizione vengono introdotti additivi diluenti e formatori di pori e, se necessario, flussi. Se nell'argilla sono presenti inclusioni rocciose con granulometria superiore a 5 mm, questa viene fatta passare attraverso rulli separatori di pietre oppure tali inclusioni vengono frantumate mediante lavorazione dell'argilla su tralicci.
Successivamente, in una impastatrice, l'argilla viene mescolata con acqua per ottenere un impasto argilloso con umidità modellabile.
A seconda del tipo di prodotto da realizzare e delle proprietà della materia prima, la massa ceramica viene prodotta con metodi plastici, semisecchi e scivolosi (umidi) e il metodo di stampaggio viene selezionato di conseguenza.
Stampaggio di prodotti.
Metodo di stampaggio plastica. Con il metodo plastico Nella preparazione della massa e nello stampaggio, le materie prime ad umidità naturale o preessiccate vengono mescolate tra loro con l'aggiunta di acqua fino ad ottenere un impasto. Il contenuto di umidità della massa risultante varia dal 15 al 25% o più. La massa di argilla preparata entra in una pressa di formatura, molto spesso una normale pressa a nastro o dotata di una camera a vuoto (Fig. 3.1).
Il vuoto aiuta a rimuovere l'aria dall'argilla e ad avvicinare le sue particelle, il che aumenta l'omogeneità e la modellabilità della massa, nonché la resistenza della materia prima. Una trave di argilla della sezione trasversale richiesta che esce attraverso la bocca della pressa viene tagliata da una macchina da taglio in prodotti (prodotti grezzi). Il metodo plastico di preparazione e stampaggio di massa è più comune nella produzione di materiali di massa (mattoni pieni e forati, pietre per piastrelle, piastrelle da rivestimento, ecc.).
Metodi di stampaggio semisecco e a secco.
Con il metodo semisecco Durante la preparazione, le materie prime vengono prima essiccate, frantumate, macinate in polvere, quindi mescolate e inumidite con acqua o, meglio ancora, vapore, poiché ciò facilita la trasformazione dell'argilla in una massa omogenea e ne migliora la capacità rigonfiabile e modellabile . La massa ceramica è una polvere da pressatura a basso contenuto plastico e con bassa umidità: 8...12% per semisecco e 2...8% (solitamente 4...6%) per stampaggio a secco. Pertanto, i prodotti di tali masse vengono stampati ad alta pressione (15...40 MPa) su speciali presse automatiche. A volte i prodotti dopo la pressatura possono essere cotti immediatamente senza pre-essiccazione, il che porta a una produzione più rapida, a un consumo di carburante ridotto e a prodotti più economici. A differenza del metodo di stampaggio della plastica, è possibile utilizzare argille a bassa plasticità, che ampliano la base di materie prime per la produzione. I mattoni pieni e forati e le piastrelle da rivestimento vengono prodotti con il metodo di pressatura semisecco, mentre i prodotti ceramici densi (piastrelle per pavimenti, mattoni stradali, maiolica e porcellana) con il metodo a secco.
Metodo dello slittamento . Con il metodo slip le materie prime vengono prefrantumate e miscelate accuratamente con abbondante acqua (umidità dell'impasto fino al 40%) fino all'ottenimento di una massa fluida omogenea (barbottina). La barbottina viene utilizzata direttamente per la fabbricazione di prodotti (metodo casting) o per la preparazione della polvere per pressa, essiccandola in essiccatoi a torre di spruzzatura. Il metodo slip viene utilizzato nella tecnologia dei prodotti in porcellana e maiolica, rivestimento di piastrelle.
La barbottina con un contenuto di umidità del 35-45% viene versata in stampi in gesso (o in stampi in plastica porosa speciale). L'acqua della barbottina viene assorbita dal materiale poroso e sulla superficie dello stampo si forma un prodotto grezzo. A seconda del tipo di prodotto, della sua forma e scopo, la barbottina può essere completamente disidratata nello stampo (metodo di colata): è così che vengono realizzati prodotti di forme complesse, ad esempio ceramica sanitaria, ecc., o parzialmente disidratata. In questo caso, durante il processo di stampaggio, la barbottina viene aggiunta al livello richiesto e, trascorso un certo tempo, viene completamente colata fuori dallo stampo. In questo caso, sulla superficie dello stampo rimane un prodotto a pareti sottili.
Prodotti per l'essiccazione.
L'essiccazione è una fase molto importante della tecnologia, poiché in questa fase di solito compaiono delle crepe e durante la cottura vengono rivelate solo alla fine. Di solito è sufficiente essiccare la materia prima fino ad un contenuto di umidità residua del 6...8%.
Durante il processo di essiccazione, il movimento dell'umidità dallo spessore del prodotto ceramico agli strati esterni avviene molto più lentamente rispetto alla perdita di umidità dalla superficie, ciò è particolarmente evidente nelle nervature e negli angoli del prodotto. In questo caso si verificano diversi gradi di ritiro degli strati interni ed esterni e di conseguenza si creano tensioni che possono portare alla fessurazione del materiale. Per evitare ciò, alle argille grasse vengono aggiunti diluenti, che formano uno scheletro rigido che impedisce alle particelle di argilla di avvicinarsi tra loro, e aumentano la porosità del prodotto, che favorisce il movimento dell'acqua dai suoi strati interni a quelli esterni. Per ridurre la sensibilità delle argille all'essiccazione, vengono utilizzati anche il riscaldamento a vapore e l'evacuazione delle argille e alcune sostanze organiche vengono utilizzate in piccole dosi: ligninsolfonati (LST), catrame e sostanze bituminose, ecc.
In precedenza, la carne cruda veniva essiccata principalmente in condizioni naturali (negli essiccatoi). L'essiccazione naturale, pur non necessitando di combustibile, dipende in gran parte dalle condizioni atmosferiche e dura molto a lungo (10...20 giorni). Attualmente, l'essiccazione delle materie prime, di norma, viene effettuata artificialmente in speciali essiccatori periodici (a camera) o continui (a tunnel). Come refrigerante vengono utilizzati i gas di scarico dei forni o l'aria calda dei riscaldatori. Il tempo di essiccazione si riduce a 2...3 giorni e talvolta a diverse ore.
Cottura dei prodotti.
Il licenziamento è una fase importante e finale processo tecnologico prodotti ceramici. I costi totali di cottura raggiungono il 35...40% del costo dei prodotti commerciali. Quando la materia prima viene cotta, si forma un materiale lapideo artificiale che, a differenza dell'argilla, non viene lavato via dall'acqua e ha una resistenza relativamente elevata. Ciò è spiegato dai processi fisico-chimici che si verificano nell'argilla sotto l'influenza di temperature elevate.
Quando i prodotti ceramici grezzi vengono riscaldati a 110°C, l'acqua libera viene rimossa e la massa ceramica diventa non plastica. Ma se aggiungi acqua, le proprietà plastiche della massa vengono ripristinate. Con un aumento della temperatura fino a 500...700 ° C, le impurità organiche bruciano e l'acqua chimicamente legata presente nei minerali argillosi e in altri composti della massa ceramica viene rimossa e la massa ceramica perde irreversibilmente le sue proprietà plastiche. Quindi avviene la decomposizione dei minerali argillosi fino alla completa disintegrazione del reticolo cristallino e alla formazione di una miscela amorfa di Al 2 O 3 e SiO 2. Con ulteriore riscaldamento a 1000°C, a causa di reazioni in fase solida, è possibile la formazione di nuovi silicati cristallini, ad es. sillimanite Al 2 O 3 -SiO 2, e poi a 1200...1300°C la sua transizione a mullite 3Al2Oz-2SiO2. Allo stesso tempo, i composti bassofondenti della massa ceramica e i minerali fondenti creano una certa quantità di materiale fuso (fase liquida). Il fuso avvolge le particelle non fuse, riempie parzialmente i pori tra loro e, avendo la forza della tensione superficiale, le avvicina, facendole avvicinare e compattare. Dopo il raffreddamento si forma un frammento simile a una pietra.
La cottura dei prodotti di "argilla per mattoni" viene effettuata ad una temperatura di 900...1000 o C. Quando si ottengono prodotti con un frammento sinterizzato da argille refrattarie e refrattarie, la cottura viene effettuata ad una temperatura di 1150...1400 o C. C.
Per la cottura dei materiali ceramici vengono utilizzati forni speciali: a tunnel, ad anello, a fessura, a rulli, ecc.
Dopo la cottura i prodotti vengono raffreddati gradualmente per evitare la formazione di fessurazioni.
I prodotti cotti possono variare nel grado di cottura e nella presenza di difetti.
3.3. Tipologie di materiali e prodotti ceramici
Tutti i materiali ceramici sono divisi in due gruppi (a seconda della porosità) - poroso(con assorbimento d'acqua superiore al 5%) e denso (con assorbimento d'acqua inferiore al 5%).
Secondo la destinazione d'uso, i materiali e i prodotti ceramici si dividono in materiali per pareti, mattoni e pietre per usi speciali, prodotti cavi per pavimenti, materiali per il rivestimento di facciate di edifici, prodotti per rivestimenti interni, materiali per coperture, tubi (per fognature e drenaggio), materiali ignifughi materiali, prodotti sanitari .
Il gruppo di materiali per pareti comprende mattoni di argilla ordinari, mattoni cavi, mattoni cavi porosi, pietre ceramiche leggere e cave.
In base alla densità media allo stato secco, i materiali delle pareti sono suddivisi nelle classi A (ρ o = 700 - 1000 kg/m 3), B (1000-1300 kg/m 3), B (1300-1450 kg/m 3 ) e D (più 1450 kg/m 3):
Minore è la densità media dei materiali delle pareti, maggiore è la loro porosità e minore è la loro conduttività termica. La porosità minima dei materiali ceramici per pareti è limitata dalle norme pertinenti e controllata dal loro assorbimento d'acqua. L'assorbimento d'acqua dei mattoni in argilla, ordinari e forati semisecchi pressati deve essere almeno dell'8%. e stampaggio di plastica cava e pietre ceramiche cave - non meno del 6%.
Tutti i materiali ceramici delle pareti devono essere sufficientemente resistenti al gelo (almeno 15 cicli di gelo e disgelo alternati in stato saturo d'acqua). I mattoni da costruzione leggeri devono resistere ad almeno 10 cicli.
Mattone da costruzione. Il mattone di argilla ordinario è chiamato mattone artificiale, a forma di pietra parallelepipedo rettangolare. Viene realizzato singolo con dimensione 250x120x65 mm oppure componibile con dimensione 250x120x88mm. La densità media del mattone allo stato secco, a seconda del metodo di fabbricazione, varia da 1600 a 1900 kg/m3. Il mattone pressato semisecco ha una densità media più elevata e quindi una conduttività termica.
Per resistenza alla compressione massima; e la flessione è divisa in sette gradi: 75, 100, 125, 150, 250 e 300. I normali mattoni di argilla vengono utilizzati per la posa di pareti interne ed esterne, pilastri, volte e altre parti di edifici in cui la sua elevata resistenza è pienamente utilizzata.
I normali mattoni da costruzione hanno una conduttività termica piuttosto elevata, quindi è necessario costruire pareti esterne di spessore maggiore di quanto richiesto dai calcoli di resistenza. In questi casi, è più efficace utilizzare mattoni cavi, porosi e leggeri meno durevoli, ma meno termicamente conduttivi.
Il mattone cavo presenta vuoti a fessura o fori rotondi che si formano durante il processo di stampaggio plastico del mattone quando la trave di argilla passa attraverso una matrice speciale con anime metalliche. Utilizzando la pressatura semisecca si realizzano mattoni forati con vuoti passanti e non passanti. Il mattone cavo poroso viene prodotto in modo simile al mattone cavo, ma alla composizione di argilla vengono aggiunti additivi combustibili. I mattoni porosi leggeri sono realizzati sia con argille con additivi bruciabili, sia con diatomiti (tripoli) con o senza additivi bruciabili.
Pietre ceramiche cave Sono realizzati allo stesso modo dei mattoni: mediante pressatura della plastica. Le pietre hanno le seguenti dimensioni: lunghezza 250 o 288, larghezza 120, 138, 250 o 288 e spessore 138 mm. La densità media secca varia da 1300-1450 kg/m3. In base alla resistenza a compressione della sezione trasversale lorda (senza detrazione dell'area vuota), le pietre sono suddivise nei gradi 75, 100, 125 e 150.
In base al loro scopo, le pietre ceramiche si distinguono per la posa di pareti portanti di edifici a un piano e multipiano e per pareti e tramezzi portanti interni.
Mattoni e pietre per usi speciali
Questo gruppo di materiali ceramici comprende i mattoni in argilla modellata, le pietre per strutture fognarie e i mattoni per pavimentazioni stradali.
Mattone modello argilla vengono prodotti mediante stampaggio plastico in quattro tipologie con diversi raggi di curvatura. È destinato alla posa di camini industriali. In base alla resistenza alla compressione e alla flessione, i mattoni sono suddivisi nei gradi 100, 125 e 150. I requisiti per i mattoni modellati in termini di resistenza al gelo e assorbimento d'acqua sono gli stessi dei mattoni ordinari.
Pietre per strutture fognarie Hanno forma trapezoidale e sono destinati all'installazione di collettori interrati. Devono avere una resistenza alla compressione di almeno 200 kgf/cm2 (20 MPa).
Mattoni per pavimentazioni stradali , altrimenti detto clinker, viene prodotto mediante cottura prima della sinterizzazione, pertanto per la sua produzione vengono utilizzate argille refrattarie con ampio intervallo di sinterizzazione (circa 100°C). I mattoni di clinker sono suddivisi in gradi 400, 600 e 1000 con assorbimento d'acqua e resistenza al gelo, rispettivamente, per M400 - 6% e 30 cicli; M600 – 4% e 50 cicli; M1000 – 2% e 100 cicli. Inoltre, questo mattone è soggetto a requisiti di resistenza all'abrasione e agli urti.
I mattoni di clinker vengono utilizzati per la posa di strade, pavimenti di edifici industriali, nonché per la posa di fondazioni, plinti, pilastri, pareti di strutture critiche e collettori fognari.
Prodotti ceramici cavi per pavimenti. Questo gruppo di prodotti comprende:
Pietre per pavimenti frequentemente nervati delle classi 50, 75, 100, 150 e 200 con densità media a secco non superiore a 1000 kg/m 3;
Pietre per travi ceramiche armate dei gradi 75, 100, 150 e 200 con densità media non superiore a 1300 kg/m 3;
Pietre rotolanti dei gradi 35, 50 e 75 con una densità media non superiore a 1000 kg/m 3.
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| Riso. 3.3. Pavimentazione in pietra ceramica |
Prodotti ceramici per il rivestimento delle facciate degli edifici
Sia i prodotti ceramici non smaltati che quelli smaltati vengono utilizzati per il rivestimento delle facciate degli edifici. I prodotti ceramici per il rivestimento delle facciate degli edifici sono suddivisi in mattoni faccia a vista e pietre ceramiche faccia a vista, moquette in ceramica, piastrelle per facciate di piccole dimensioni, lastre ceramiche per facciate.
Mattoni e pietre da rivestimento in ceramica non deve presentare sbiadimenti, efflorescenze, grosse inclusioni o altri difetti. Le superfici frontali di mattoni e pietra possono essere lisce, goffrate o strutturate.
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| Riso. 3.4. Dimensioni dei mattoni secondo gli standard UE. |
In base alla loro resistenza alla compressione e alla flessione, i mattoni e le pietre sono suddivisi nei gradi 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300. Il loro assorbimento d'acqua non deve essere inferiore al 6 e non superiore al 14%. Allo stato saturo d'acqua, devono resistere ad almeno 25 cicli di gelo e disgelo alternati senza alcun danno.
I mattoni faccia a vista possono avere dimensioni di 250x120x65 mm o essere di altre dimensioni (standard europei e americani).
Ceramica per tappeti chiamato insieme di piastrelle smaltate o non smaltate a parete sottile di piccole dimensioni (da 20x20 a 46x46 mm) incollate su un supporto di carta. I requisiti per le piastrelle in termini di resistenza al gelo e assorbimento d'acqua sono approssimativamente gli stessi del rivestimento di pietre ceramiche.
Piastrelle per facciate di piccolo formato Sono realizzati sia smaltati che senza smalto.
Le lastre ceramiche per facciate si dividono in lastre incassate, installate contemporaneamente alla posa delle pareti, e lastre in appoggio, installate sulla malta dopo l'erezione e la stabilizzazione delle pareti. Le lastre possono essere non smaltate o rivestite con smalto. Le lastre non smaltate sono chiamate terracotta. Sono realizzati con argille che dopo la cottura presentano un frammento bianco o leggermente colorato.
I requisiti di resistenza al gelo delle lastre per facciate sono gli stessi degli altri materiali ceramici utilizzati per il rivestimento degli edifici: il loro assorbimento d'acqua non deve essere superiore al 14%.
Prodotti ceramici per rivestimenti interni
Questo gruppo di prodotti comprende rivestimenti e pavimenti.
Le piastrelle per rivestimento murale si dividono in maioliche, costituite da argille fusibili con scheggia colorata e la faccia anteriore ricoperta da uno smalto opaco, e maioliche, costituite da argille refrattarie a cottura bianca con l'aggiunta di materiali magri (sabbia di quarzo e rottami di piastrelle macinate) con la faccia anteriore ricoperta di smalti trasparenti bianchi o colorati. È possibile applicare un disegno allo smalto utilizzando vari metodi (serigrafia, decorazione, ecc.)
In precedenza venivano prodotte piastrelle quadrate (150x150 mm e 100x100 mm), rettangolari (150x25, 150x75, 150x100 mm) e sagomate.
Ora la maggior parte delle fabbriche in Ucraina e Russia sono passate allo standard europeo: rettangolare 300x200 mm (a volte 250x200, 400x225 mm). Tuttavia, nelle collezioni d'élite è possibile utilizzare piastrelle di altre dimensioni. IN tecnologie moderne Per ottenere la geometria corretta dei prodotti, vengono utilizzate apparecchiature di stampaggio ad alta precisione e il taglio laser dei prodotti finiti.
Lo spessore delle piastrelle non deve essere superiore a 6 mm.
Le piastrelle devono essere termicamente resistenti, cioè non devono apparire scheggiature e microfessure superficiali sullo smalto quando vengono riscaldate a 125°C seguite da un rapido raffreddamento in acqua a temperatura ambiente. Sia le piastrelle in maiolica che quelle in maiolica hanno un coccio poroso; il loro assorbimento d'acqua non deve superare il 16%.
Le piastrelle vengono utilizzate per il rivestimento interno delle pareti dei servizi igienici, nonché di ambienti con elevata umidità.
Le piastrelle per pavimenti sono realizzate mediante pressatura semisecca e cotte fino alla sinterizzazione. In base al tipo di superficie frontale, le piastrelle sono suddivise in lisce, goffrate e goffrate e in base al colore - in monocolore e multicolore. In base alla forma, le piastrelle si dividono in quadrate, rettangolari, triangolari, esagonali, tetraedriche (mezzo esagonale), pentagonali e ottagonali. Le piastrelle del pavimento sono caratterizzate da alta densità (assorbimento d'acqua non superiore al 4%) e bassa abrasione (la perdita di massa durante il test non deve superare 0,08 g/cm2).
Materiali di copertura (tegole in argilla)
Le tegole in argilla sono uno dei materiali di copertura più antichi. Nonostante ciò, le tegole in argilla sono uno dei migliori materiali per le coperture. I suoi principali vantaggi sono la durabilità (più di 100 anni) e la resistenza al fuoco. Inoltre, grazie all'assorbimento-evaporazione dell'acqua e all'elevata capacità termica, le piastrelle regolano il microclima della stanza, aumentando il comfort dell'edificio.
Producono coppi con scanalature stampate, coppi con scanalature, coppi con scanalature piane, coppi con listelli ondulati, coppi con scanalature a forma di S e coppi con scanalature di colmo. Per produrre piastrelle vengono utilizzate argille plastiche a basso punto di fusione.
Le piastrelle a listelli sono prodotte secondo uno schema simile allo schema per la produzione di mattoni utilizzando il metodo dello stampaggio di plastica. Tuttavia, la massa argillosa viene lavorata con maggiore attenzione prima dello stampaggio, solitamente utilizzando canali. I fori di uscita della bocca della pressa sono sagomati per seguire la forma delle piastrelle che escono dalla pressa a forma di nastro; La massa di argilla viene tagliata su macchine da taglio in singole piastrelle. Le piastrelle stampate vengono pressate in stampi di metallo o gesso su presse eccentriche, cotte in forni ad anello o a tunnel ad una temperatura di 1000-1100°C.
Per le piastrelle in argilla vengono imposti i seguenti requisiti: il carico di rottura durante la prova di frattura delle piastrelle allo stato asciutto deve essere almeno: 100 kg per le piastrelle a forma di S, 80 kg per le piastrelle stampate scanalate e 70 kg per tutti gli altri tipi di piastrelle . Il peso di 1 m2 di tegole sature d'acqua non deve essere superiore a 65 kg per le tegole piane e non superiore a 50 kg per gli altri tipi (ad eccezione delle tegole di colmo, il cui peso di 1 m2 non deve superare gli 8 kg). Le piastrelle, quando sature d'acqua, devono resistere ad almeno 25 cicli alternati di gelo e disgelo.
Tubi per fognatura e drenaggio in ceramica
I tubi per fognatura sono realizzati con argille refrattarie e refrattarie. I tubi vengono formati su presse a nastro verticali da una massa di argilla plastica e ben preparata. Dopo aver asciugato i tubi, sulle loro superfici interne ed esterne vengono applicati materiali fusibili.
composizioni (smalti) che formano una pellicola vetrosa durante la cottura delle pipe. La presenza di un sottile strato di smalto sulla superficie dei tubi ne determina l'elevata resistenza agli acidi e agli alcali. I tubi fognari fanno sezione rotonda con una presa ad un'estremità. I tubi devono resistere ad una pressione idraulica di almeno 2 atmosfere (0,2 MPa) e avere un assorbimento d'acqua del coccio non superiore al 9% per il primo grado e all'11% per il secondo. L'elevata resistenza chimica dei tubi in ceramica ne consente un efficace utilizzo per il drenaggio acque industriali contenenti alcali e acidi, nonché durante la posa di tubi fognari in ambienti aggressivi.
I tubi di drenaggio in ceramica vengono realizzati sia non smaltati senza bicchiere, sia smaltati con bicchiere di vari diametri. Devono resistere ad almeno 15 cicli di congelamento e scongelamento alternati in uno stato saturo d'acqua senza alcun segno di distruzione. I tubi di drenaggio vengono utilizzati principalmente per drenare terreni paludosi,
Materiali ceramici refrattari
I refrattari sono materiali ceramici con una resistenza al fuoco di almeno 1580°C. I materiali ottenuti da argille refrattarie, diluite con la stessa argilla, ma precotte alla sinterizzazione e frantumate (chamotte), sono detti prodotti refrattari.
I prodotti in argilla refrattaria sotto forma di mattoni sono chiamati mattoni refrattari. È ottenuto da argille refrattarie mediante pressatura semisecca o stampaggio plastico, seguito da cottura fino alla sinterizzazione a una temperatura di 1300-1400 ° C. Anche i prodotti refrattari sagomati, compresi i blocchi di grandi dimensioni, sono realizzati con argille refrattarie assottigliate con argilla refrattaria. La resistenza al fuoco dei prodotti in argilla refrattaria è di circa 1670-1770° C.
I refrattari in argilla refrattaria sono caratterizzati da un'elevata resistenza termica, dalla capacità di resistere bene all'azione delle scorie di combustibile acide e del vetro fuso a temperature fino a 1500 ° C. Sono utilizzati per la posa di pareti e volte di forni, rivestimento di focolari, camini, ecc.
Prodotti sanitari
Attrezzatura dei servizi igienici per uso residenziale e locali di produzione(vasche, lavandini, ecc.) possono essere realizzati in terracotta, semiporcellana e porcellana.
Porcellana chiamato materiale ceramico denso con un frammento bianco, ottenuto mediante cottura di una miscela di materie prime, che comprende argilla refrattaria, caolino, feldspato, quarzo e scarti di porcellana.
Terracotta si chiamano materiali ceramici a scheggia finemente porosa, generalmente bianca, per la produzione dei quali vengono utilizzate le stesse materie prime della porcellana, ma con una ricetta diversa. Quindi, per produrre terracotta, la composizione della massa della materia prima può essere la seguente (%): parte di caolino-argilla 45-50, sabbia di quarzo 35-45, feldspato 2-5, gesso 10 e prodotti rotti o argilla refrattaria 10-15 . La porcellana differisce dalla terracotta per essere più densa e resistente.
Semiporcellana nelle sue proprietà occupa una posizione intermedia tra la terracotta e la porcellana.
La tecnologia per la produzione di prodotti ceramici sanitari comprenderà tutte le fasi principali. La fase di preparazione della miscela grezza è, di regola, più complessa. I prodotti ceramici sanitari vengono solitamente prodotti colando una massa liquida (barbottina) in stampi, quindi essiccando e cuocendo i prodotti. La cottura può essere una o due volte. Per rendere i prodotti sanitari impermeabili e avere un aspetto migliore, sono rivestiti con smalto. La composizione per vetratura (smalto) viene applicata sui prodotti stampati dopo l'essiccazione o la prima cottura. Durante la cottura lo smalto si scioglie e ricopre il prodotto con una sottile pellicola lucida.
Letteratura
- Domokeev A.G. Materiali da costruzione. – M. Più in alto. scuola, 1989. – 495 pag.
- Gorchakov G.I. Bazhenov Yu.M. Materiali da costruzione. – M. Più in alto. scuola, 1986.
- Sheykin A.E. Materiali da costruzione. – M. Più in alto. scuola, 1978. – 432 pag.
- Savyovsky V.V., Bolotskikh O.N. Riparazione e ricostruzione di edifici civili. – Kharkov: livella a bolla, 1999 – 290 s
La ceramica è nota all'umanità fin dai tempi antichi. Così, durante gli scavi in Mesopotamia, furono ritrovati prodotti ceramici realizzati circa 15mila anni aC. In Egitto, a partire dal V millennio a.C. e., la ceramica diventa un prodotto industriale.
La ceramica era diffusa anche nella nostra patria. Una quantità significativa di prodotti ceramici è stata scoperta durante gli scavi di antichi insediamenti nella regione di Kiev, risalenti al periodo della formazione di Kievan Rus.
Nei secoli XVI-XVIII. Lo sviluppo della produzione della ceramica nella Rus' viene intensificato, viene emanato uno speciale decreto sulla pietra che ne regola i requisiti. Nel 19° secolo L’industria della ceramica in Russia continua a svilupparsi intensamente: grandi fabbriche vengono costruite a Mosca, San Pietroburgo, Kharkov, Kiev e Ekaterinoslav.
Dopo la Grande Rivoluzione Socialista d'Ottobre del 1919, a Leningrado fu creato l'Istituto statale di ricerca scientifica per la ceramica (GIKI). Negli anni prebellici, gli specialisti sovietici svilupparono progetti per forni ed essiccatoi a tunnel continui, completarono la creazione di una base scientifica per l'industria della ceramica e dei refrattari e successivamente crearono una serie di istituti di ricerca.
L’industria della ceramica è ancora in rapido sviluppo. Particolare attenzione è rivolta all'accelerazione dello sviluppo e dell'implementazione della cottura ad alta velocità di prodotti ceramici e alla riattrezzatura tecnica della produzione. In aumento la produzione di rivestimenti ceramici colorati e di pavimenti di grande formato.
Negli stabilimenti di ceramica per l'edilizia vengono realizzate nuove linee di trasporto con maggiore capacità (fino a 1 milione di m2 all'anno) per la produzione di piastrelle con la completa automazione dell'intero processo produttivo, fino allo smistamento e al confezionamento.
Ai lavoratori dell'industria dei materiali da costruzione è stato affidato un compito ampio e responsabile: aumentare, prima di tutto, il volume di produzione dei materiali da costruzione migliorando l'utilizzo delle capacità produttive esistenti e la riattrezzatura tecnica delle imprese esistenti.
L'industria ceramica della SSR ucraina, che dispone di importanti riserve di materie prime argillose, riceverà un ulteriore sviluppo. La direzione principale del suo sviluppo è la ricostruzione e l'espansione delle imprese esistenti, l'introduzione di attrezzature tecnologiche ad alte prestazioni.
Le ceramiche da rivestimento comprendono materiali per rivestimenti esterni (mattoni e pietre faccia a vista, lastre e piastrelle per facciate, cotto), per rivestimenti interni di edifici (lastre e piastrelle), per strade e pavimenti (clinker, lastre e piastrelle).
I prodotti destinati alla decorazione artistica di edifici, interni, transizioni appartengono alla ceramica architettonica e artistica, la cui particolarità è un'ampia varietà di prodotti non smaltati (terracotta), smaltati, ingobbiati e decorati con profili complessi e grandi dimensioni.
2.4.2. Gamma di prodotti
Pietre faccia vista in mattoni e ceramica A seconda dello scopo, sono ordinari (per pareti lisce) e profilati (per cornici, mensole, ecc.). Questi prodotti devono avere una determinata configurazione e almeno due facce adiacenti (mattone ordinario). Per i prodotti profilati, i lati anteriori sono, oltre a quello profilato, il lato superiore e quello adiacente. lati inferiori per 7z di lunghezza. Le dimensioni del mattone sono 250x120x65 mm, le pietre di rivestimento in ceramica sono 250x120x140 mm.Secondo GOST 7484-78, i mattoni sono prodotti nei gradi 300, 250, 200, 150, 125, 100 e 75. I limiti di resistenza alla flessione sono rispettivamente pari a: 4; 3,6; 3.4; 2,8; 2,5; 2.2; 1,8 MPa, assorbimento d'acqua - dal 6 al 14% e per le argille a cottura bianca - non più del 12%. In termini di resistenza al gelo, il mattone deve soddisfare i gradi Mrz 25, Mrz 35 e Mrz 50.
Mattoni e pietre da rivestimento progettati per il rivestimento di edifici e hanno dimensioni 250x120x65; 250x120x88; 250x138x120 mm, gradi di mattoni - 300, 250, 200, 150, 125, 100 e 75. Se è necessario ottenere prodotti colorati, vengono utilizzati vari additivi per colorare l'intera massa di prodotti durante la loro produzione o un sottile strato di engobbio o lo smalto viene applicato sulle superfici dei poke e dei cucchiai. Le superfici vengono strutturate mediante zigrinatura mediante rulli, pettini e spritzbeton.
Lastre di facciata Sono prodotti nei tipi ordinari, angolari e con architrave. In base al tipo di superficie frontale si dividono in piane, bugnate e profilate e in base alla loro struttura in piene e cave. Durante la produzione possono essere verniciati in vari colori. Secondo GOST 13996-84, le lastre vengono prodotte nelle seguenti dimensioni: 50x50x(2-4); 25x25x(2-4); 20x20x(2-4); 48x48x4; 20x20x4; (90-120)x(40-60)x(5-6) mm. L'assorbimento d'acqua dei prodotti non deve essere superiore al 14% e per le piastrelle realizzate con argille bianche - non superiore al 10%. Resistenza al gelo - almeno 35 cicli. Le piastre di stampaggio plastica sono caratterizzate da una resistenza alla compressione di almeno 14,7 MPa e per semisecco - almeno 9,9 MPa. La resistenza alla flessione non è inferiore rispettivamente a 2,74 e 1,57 MPa.
Prodotti in terracotta- Si tratta di prodotti ceramici semplici, non smaltati e di colore naturale. La terracotta comprende tutti i prodotti ceramici non smaltati che hanno proprietà artistiche e decorative.
Piastrelle smaltate in maiolica utilizzato per rivestimenti interni. Sono realizzati con masse di terracotta e ricoperti sul lato anteriore con smalto trasparente o massiccio.
La forma delle piastrelle è prodotta quadrata, con dimensioni di 150x150x5 e 100x100x5 mm, rettangolare - 75x150x5 mm e sagomate, divise in angolo, cornice e zoccolo.
Secondo GOST 6141-82, le piastrelle sono caratterizzate da una resistenza alla compressione di 98-127,4 MPa e una resistenza alla flessione da impatto di 0,16-0,19 MPa; l'assorbimento d'acqua non deve essere superiore al 16%. Le piastrelle smaltate devono essere gas e impermeabili.
Le piastrelle per pavimenti, secondo GOST 6787-80, sono disponibili nelle seguenti dimensioni mm 50x50x(10-15); 100x100x10; 150x150x10; 150x150x13; 150x74x13; 100x115x10 (esagonale); 150X50X80X13 (ottagonale), ecc. La resistenza alla compressione della piastrella è 180-250 MPa, assorbimento d'acqua - non più del 5%, durezza Mohs - 7-8.
In conformità con GOST 6787-80, le piastrelle con dimensioni 48x48x(4-6) e 48x22x(4-6) mm possono essere incollate su carta e prodotte sotto forma di tappeti.
2.4.3. Caratteristiche delle materie prime
Le materie prime per la produzione dei prodotti ceramici di finitura sono argille e additivi.Argille- rocce sedimentarie, coese, non consolidate, costituite principalmente da minerali argillosi. In termini di composizione frazionaria, si tratta di polveri fini contenenti più della metà delle particelle con dimensione inferiore a 0,01 mm, compreso almeno il 25% di particelle con dimensione inferiore a 0,001 mm.
Per la produzione di ceramiche da costruzione grossolane, comprese le ceramiche da rivestimento, una caratteristica importante è la temperatura di fusione delle argille, in base alla quale queste vengono suddivise in fusibili (fino a 1350°C), refrattarie (fino a 1580°C) e refrattarie (oltre 1580°C).
Molto spesso, nella produzione di ceramiche di finitura per l'edilizia, vengono utilizzate argille fusibili, che hanno una composizione mineralogica abbastanza varia e contengono non più del 18% di allumina e fino all'80% di silice.
Gli ossidi che compongono le argille hanno effetti diversi sul processo produttivo e sulle proprietà finali del prodotto.
L'ossido di silicio SiO 2 può essere presente sia nello stato libero che legato. Con un contenuto significativo di silice libera sotto forma di quarzo, si forma un frammento con maggiore porosità e bassa resistenza meccanica.
L'ossido di alluminio Al 2 O 3 con una maggiore quantità nell'argilla porta ad un aumento della temperatura di cottura e dell'intervallo tra le temperature di inizio della sinterizzazione e della fusione. I prodotti a basso contenuto di allumina hanno una bassa resistenza.
Gli ossidi di ferro Fe 2 O 3 +FeO sono fondenti e riducono l'intervallo di temperature di sinterizzazione dell'argilla. A seconda del contenuto nell'argilla, dopo la cottura i prodotti variano dal crema chiaro al rosso ciliegia.
L'ossido di calcio CaO abbassa il punto di fusione dell'argilla, riduce l'intervallo di temperature di sinterizzazione e sbianca il frammento.
L'ossido di magnesio MgO agisce in modo simile all'ossido di calcio, ma il suo effetto sull'intervallo di sinterizzazione dell'argilla è minore.
Gli ossidi di metalli alcalini riducono significativamente la temperatura di sinterizzazione, favoriscono lo sbiancamento, aumentano il ritiro, la compattazione e l'indurimento del frammento.
La presenza di solfati nelle argille provoca la comparsa di efflorescenze sulla superficie dei manufatti dopo la cottura. Le argille possiedono plasticità, ovvero la capacità di mantenere la forma assunta da un manufatto in argilla quando è bagnato. Secondo questo criterio le argille si dividono in altamente plastiche, mediamente plastiche, moderatamente plastiche, poco plastiche e non plastiche.
Materiali aggiuntivi nella produzione della ceramica vengono utilizzati per regolare le proprietà sia della massa della materia prima che del prodotto. Tra questi si segnalano: tensioattivi e argille altamente plastiche, che migliorano le proprietà modellabili della massa; ceneri di centrali termoelettriche, combustibili e scorie metallurgiche, carbone, miglioramento delle condizioni di cottura; chamotte, sabbia, argilla disidratata, segatura, facilitando il processo di essiccazione; carbone, segatura, che sono additivi bruciabili e riducono la densità del prodotto; vetri rotti, ceneri di senape, minerali di ferro, che aumentano la resistenza e la resistenza al gelo dei prodotti; coloranti, vetro liquido, sale da cucina, che migliorano il colore dei prodotti, prevengono le efflorescenze e neutralizzano le inclusioni di calcare.
Gli additivi detergenti non devono avere particelle grandi (più di 2 mm), mentre il contenuto di particelle fino a 0,25 mm di dimensione non deve superare il 20%.
Smalti- sospensioni di carica bassofondente, fissate al prodotto mediante cottura ad alta temperatura. A seconda della temperatura di sinterizzazione si dividono in refrattari (1250-1400°C) e bassofondenti (900-1250°C), a seconda del metodo di fabbricazione - in grezzi (o feldspati), applicati ai prodotti nella loro forma grezza , e fritte, sottoposte a frittura, cioè fusione preliminare della carica.
Gli smalti grezzi sono refrattari e vengono utilizzati principalmente per la produzione di porcellana. Quelli fritti sono fusibili e contengono, oltre a feldspato e quarzo, gesso, marmo, dolomite, soda, potassio, borace, bario e composti di piombo e talvolta composti di stronzio, stagno, litio, zinco e bismuto. Poiché alcuni componenti degli smalti sono tossici e solubili in acqua, la miscela viene parzialmente o completamente prefusa e si ottiene una lega vetrosa (fritta) che è la base dello smalto.
Macinare lo smalto in un mulino fino a quando il residuo su un setaccio da 10.000 fori/cm 2 non sia superiore allo 0,3% e preparare una sospensione. La sospensione dello smalto preparato deve distribuirsi in uno strato uniforme sulla superficie del prodotto, non staccarsi da esso durante il successivo raffreddamento o riscaldamento e non formare rigonfiamenti locali o una rete di fessure.
Prima della smaltatura, alcuni prodotti vengono precotti per fissare la forma del coccio.
I principali metodi di smaltatura sono l'immersione dei prodotti in una sospensione di smalto, il versamento della sospensione sui prodotti mediante apposite macchine, la spruzzatura della sospensione con un flacone spray, l'applicazione con un pennello, la spolveratura dei prodotti con polvere smaltata secca.
Dopo la smaltatura i pezzi vengono nuovamente cotti alla temperatura di fusione dello smalto. Il film di smalto risultante interagisce con il frammento del prodotto, creando uno strato intermedio di transizione graduale dal frammento sinterizzato alla copertura di smalto vetroso.
Gli smalti sono incolori, colorati, trasparenti e opachi (opachi).
Ingobbio- Un rivestimento di argilla bianca o colorata sulla ceramica che maschera la consistenza ruvida o il colore della ceramica. I prodotti possono essere ingobbiati utilizzando un metodo plastico, applicando uno strato strutturato contemporaneamente allo stampaggio dei prodotti su presse a nastro, nonché spruzzando, immersione, irrigazione e rivestimento. Nella produzione della ceramica per facciate a due strati, lo strato strutturato viene applicato plasticamente.
Decorazione dei prodotti- un'operazione tecnica consistente nell'applicazione di un decoro al fine di migliorare le qualità estetiche del prodotto.
Esistono i seguenti tipi di decorazione dei prodotti: rilievo, monocromatico, marmo, nonché stampaggio, stampa (seriografia), decalcomania, applicazione di decori in campo elettrostatico.
La decorazione in rilievo si forma quando viene applicato un motivo in rilievo durante la pressatura dei prodotti.
I prodotti semplici colorati si ottengono mediante smaltatura ordinaria, mentre le piastrelle effetto marmo si ottengono cospargendo vari smalti che, mescolati sul coccio, danno un disegno marmoreo.
La finitura dello stampaggio viene eseguita con un rullo con motivo in rilievo, che viene fatto rotolare su una piastrella con smalto appena applicato. Durante questa operazione si rimuove parte dello smalto con un rullo e si forma un disegno a contrasto. Il metodo del timbro consente di applicare la vernice su piastrelle smaltate cotte, che vengono poi cotte nuovamente.
La stampa (seriografia) prevede l'ottenimento di disegni monocolore o multicolori. Comprende le seguenti operazioni tecnologiche di base: ottenere una fotografia di un disegno (trasparenza), realizzare reti (stencil), preparare un legante e mastici, applicare un disegno alle piastrelle utilizzando stampini, smaltatura e cottura. Da un dato disegno si ottengono delle trasparenze corrispondenti a ciascuno dei suoi elementi colorati. Quindi, utilizzando un metodo fotomeccanico, su rete di nylon o seta vengono realizzate reti di stencil rivestite con un'emulsione fotosensibile. La diapositiva viene fotocopiata utilizzando un metodo di contatto utilizzando una macchina speciale su una rete di stencil, che viene lavorata per fissare l'immagine con composti speciali. In questo modo, viene preparata una griglia per un motivo monocolore e diverse per motivi multicolori, per ciascun colore separatamente. Quindi, premendo la vernice attraverso ciascuna rete dello stencil, il disegno viene applicato alla piastrella, che viene poi cotta.
Il campo elettrostatico consente l'applicazione di vernice monocolore sulle piastrelle. Ciò crea una tensione elettrostatica di 1-10 kV.
La decalcomania (trasferimento di un disegno dalla carta ad un prodotto ceramico) permette di ottenere piastrelle colorate con disegni di qualsiasi complessità. I disegni vengono applicati su nastro di carta sotto forma di rotolo utilizzando una colla speciale. Successivamente vengono pressate contro una piastra calda alla temperatura di 125-145°C. A questa temperatura la colla si ammorbidisce e il disegno viene trasferito sulla piastrella.
2.4.4. Nozioni di base sulla tecnologia
Esistono diversi metodi per produrre ceramiche da rivestimento. Allo stesso tempo, come già notato, le principali fasi tecnologiche sono la preparazione delle materie prime, lo stampaggio, l'essiccazione delle materie prime e la cottura dei prodotti. La preparazione dei materiali e il metodo di stampaggio dipendono in larga misura dalle proprietà delle materie prime, dal tipo di prodotti e dal volume di produzione. Nelle operazioni successive (essiccazione e cottura) le differenze sono insignificanti.Il metodo di preparazione delle materie prime può essere plastico, semisecco e scivoloso.
Metodo plasticoè il più utilizzato; con il suo aiuto vengono lavorate argille grasse altamente plastiche.
Nella fig. La Figura 2.4 mostra uno schema tecnologico di base del metodo plastico per preparare la massa quando si introducono additivi bruciabili (segatura e scarti di preparazione del carbone) con operazioni successive: stampaggio della plastica, essiccazione e cottura dei prodotti. Le principali fasi tecnologiche sono: macinazione grossolana dell'argilla con simultanea separazione delle inclusioni rocciose su rulli di macinazione grossolana; mescolare l'argilla con segatura, scarti essiccati della preparazione del carbone e portare la massa all'umidità di modellatura (18-25%); macinazione fine della massa su rulli di macinazione fine; stagionatura della massa con successiva formatura dei manufatti; asciugatura e cottura. La necessità di essiccare i rifiuti della preparazione del carbone è determinata da questo elevata umidità, soprattutto in inverno.
Metodo semisecco la preparazione delle materie prime viene utilizzata per materie prime argillose a bassa plasticità e umidità. Nella fig. 2.5 mostra uno schema tecnologico di base della lavorazione semisecca della massa, che prevede la pressatura semisecca e la cottura dei prodotti. Le principali operazioni tecnologiche sono la macinazione grossolana delle materie prime, l'essiccazione in un tamburo di essiccazione, la macinazione fine in disintegratori, un mulino rotativo o su guide. La macinazione fine delle materie prime argillose può essere combinata con l'essiccazione in un mulino a pozzo. Dopo la macinazione, la massa frantumata viene inumidita al 12% e inviata alla pressatura semisecca, seguita dalla cottura.
Utilizzando una massa di stampaggio meno umida con il metodo semisecco, rispetto al metodo plastico, si ottiene un effetto economico significativo: il consumo di metallo è quasi 3 volte maggiore e l'intensità di manodopera è inferiore del 26-30%. È esclusa l'essiccazione delle materie prime. Anche la durata della produzione dei prodotti è ridotta.
Metodo dello slittamentoÈ consigliabile utilizzare la preparazione delle materie prime per argille che presentano elevata umidità o ben impregnate d'acqua e contengono inclusioni rocciose che devono essere rimosse.
Nella fig. 2.6 mostra uno schema tecnologico di base per la preparazione dell'argilla cruda utilizzando il metodo della barbottina. Le principali fasi tecnologiche sono: macinazione grossolana dell'argilla con contemporanea rimozione delle inclusioni rocciose; sciogliendo l'argilla in impastatrici o macinandola in un mulino a palle per ottenere barbottina con un contenuto di umidità del 68-95% e una densità di 1,12-1,18 g/cm 3 ; rimozione delle particelle grosse mediante setacci ed ottenimento di una sospensione caratterizzata da un residuo su setaccio da 10.000 fori/cm 2 non superiore al 2%. La barbottina risultante viene disidratata in un atomizzatore a torre e inviata ad un miscelatore, dove viene umidificata fino ad un contenuto di umidità che garantisce la pressatura plastica o semisecca. Quando si stampano prodotti mediante colata a scorrimento, la sospensione di argilla potrebbe non essere disidratata.
Nella tabella 2.10 mostra i calcoli comparativi dei costi (secondo lo stabilimento Keramik, Kiev) per piastrelle che utilizzano metodi semisecchi e scivolosi per la preparazione delle materie prime. A causa dei diversi spessori delle piastrelle prodotte con metodi semisecco e antiscivolo, i costi dovrebbero essere confrontati per 1 m 3 di prodotti. Dai dati di cui sopra ne consegue che il metodo slip è caratterizzato da elevati costi di manodopera, energia e carburante.
La frantumazione grossolana dell'argilla viene effettuata su rulli denocciolatori o rulli denocciolatori disintegratori. Se non sono presenti inclusioni rocciose o è necessaria una macinazione grossolana più accurata, è possibile utilizzare pialle, disintegratori, frantoi rotanti e canali.
I rulli di denocciolatura hanno un rullo liscio e l'altro a spirale elicoidale. Il principio del loro funzionamento è che quando i rulli funzionano, le inclusioni rocciose cadono nelle scanalature della spirale elicoidale e vengono rimosse dai rulli.
I rulli disintegratori per la separazione delle pietre hanno un grande rullo liscio con un diametro di 900 mm, che ruota ad una frequenza fino a 1 s -1, e un rullo più piccolo (diametro 600 mm), che ruota ad una frequenza di 10 s -1. Sulla superficie del rullo più piccolo sono presenti 6-8 barre d'acciaio. Con il loro aiuto, le inclusioni rocciose vengono espulse dalla massa o frantumate.
L'argilla può essere essiccata in essiccatori a tamburo, atomizzatori (Figura 2.7) o mulini a pozzo.
Il principio di funzionamento di un essiccatore a torre è che il liquame di argilla scorre attraverso una tubazione su un atomizzatore a disco, che è un disco a rotazione rapida. La sospensione atomizzata di argilla fine viene soffiata dai fumi caldi provenienti dal fondo dell'essiccatoio. Durante il passaggio dall'alto al fondo dell'essiccatoio, l'argilla viene completamente essiccata e precipitata. L'argilla essiccata precipitata viene trasportata per lo stoccaggio. I fumi vengono sottoposti ad un sistema di depurazione per rimuovere minuscole particelle di argilla e vengono rilasciati nell'atmosfera.
La macinazione fine delle materie prime viene solitamente eseguita su rulli lisci per macinazione fine. Le migliori prestazioni di macinazione si ottengono macinando in sequenza attraverso 2-3 coppie di rulli.
Si consiglia di inumidire la massa di argilla due volte: una all'inizio della lavorazione, la seconda prima della formatura.
Per miscelare, omogeneizzare e inumidire le masse vengono utilizzati miscelatori monoalbero e bialbero, in cui il materiale viene spostato mediante pale poste sull'albero. La produttività dei miscelatori è di 18-35 m 3 /h.
Per migliorare le proprietà fisico-meccaniche sia delle materie prime stesse che dei prodotti ceramici del 18-25%, l'argilla deve essere invecchiata.
Lo stampaggio delle masse ceramiche viene effettuato utilizzando il metodo plastico, pressatura semisecca o colata.
Stampaggio plastico di masse viene effettuato a condizione che la coesione della massa argillosa sia maggiore della sua adesione alla superficie delle attrezzature di formatura. Ciò è garantito dall'utilizzo di argille altamente plastiche o dall'utilizzo di additivi plastificanti.
Per lo stampaggio della plastica vengono utilizzate presse a nastro: non sottovuoto e sottovuoto con una capacità di 5...7mila pezzi/ora, che forniscono una pressione di pressatura specifica fino a 1,6 MPa. Quando la massa viene evacuata in una pressa a nastro, l'aria viene rimossa da essa, a seguito della quale la densità della materia prima aumenta del 6-8% e il contenuto di umidità dello stampaggio diminuisce del 2-3%. Ciò consente di ridurre i tempi di asciugatura dei prodotti, aumentare la resistenza del mattone cotto di quasi 2 volte e ridurre il suo assorbimento d'acqua del 10-15%.
Sulla pressa a nastro SMK-168 (Fig. 2.8), utilizzando un meccanismo a vite, la massa viene alimentata, compattata e pressata attraverso la testa e il bocchino, che dà forma e dimensione alla trave di argilla, che viene poi tagliata in mattoni crudi.
Durante la pressatura semisecca vengono aggiunte argille magre e notevoli quantità di ceneri e scorie. Durante la pressatura semisecca delle materie prime si verificano processi fisici e chimici complessi.
Nella fase iniziale della pressatura, le particelle si muovono, i contatti deboli del film tra loro vengono distrutti, la massa viene compattata, l'aria viene parzialmente rimossa e il numero di questi contatti aumenta.
Un ulteriore aumento della pressione di pressatura aumenta la densità della massa e si sviluppano deformazioni plastiche, elastiche e irreversibili delle particelle. L'acqua di stampaggio avvolge le particelle con una pellicola sottile e funge da elemento di formazione della struttura. Come risultato della compattazione della massa, l'aria viene pizzicata. L'aria intrappolata, insieme alle particelle allungate deformate e all'umidità in eccesso, contrasta elasticamente la crescente pressione. Nella fase finale della pressatura si forma il mattone grezzo più denso con contatti a base di pellicola non impermeabili. Dopo la rimozione della pressione, il volume del materiale pressato aumenta parzialmente sotto l'influenza della deformazione elastica reversibile.
L'aria intrappolata e l'umidità in eccesso nella massa stampata sono uno dei motivi della delaminazione dei prodotti e pertanto è necessario utilizzare presse di maggiore potenza. Inoltre, per evitare l'intrappolamento di aria e umidità in eccesso, si aumenta il tempo di pressatura, si applica una pressione bilaterale con azione a più stadi, si seleziona correttamente la granulometria della massa, si introducono additivi magri e il metodo di aspirazione della massa viene utilizzata la polvere.
La durata dei prodotti pressati è in media 0,5-3,5 s.
I parametri del carico d'impatto durante la pressatura dipendono dal tipo di argilla. Per le argille plastiche, la pressione è 7,35-9,8 MPa, per argille pesanti - 11,76-14,76, per argille, loess e argille simili a loess - 12,74-14,7 MPa.
La produttività delle presse a semisecco va da 2 a 5mila pezzi/ora.
La qualità dei prodotti pressati è determinata non solo dai parametri di pressatura, ma anche dalle proprietà delle polveri.
Le polveri per pressa devono avere una certa granulometria che garantisca un contenuto minimo di aria nella miscela e la scorrevolezza richiesta. Con un contenuto maggiore di frazioni grandi (fino a 1,5 mm), si ottiene una polvere scorrevole che viene compattata uniformemente durante la pressatura, ma richiede una maggiore pressione durante lo stampaggio del prodotto. Il contenuto di francio inferiore a 0,06 mm in una quantità del 10% rispetto a particelle di dimensioni 0,5-0,75 mm aumenta la mobilità della massa. Con un contenuto significativo di frazioni fini, l'aria viene rimossa lentamente durante la pressatura, la viscosità della massa aumenta e si verifica una compattazione irregolare.
Metodo di fusione(slip casting) si basa sulla proprietà delle argille di formare strutture coagulanti con proprietà tissotropiche sotto forma di sospensioni in grado di veicolare un mezzo di dispersione nei capillari dello stampo con formazione di uno strato solido sulla sua superficie. La velocità di aumento dello spessore della parete del prodotto dipende dalla velocità di assorbimento della fase liquida della barbottina da parte dello stampo, dalla composizione granulometrica della fase solida, dal rapporto tra fasi solida e liquida, nonché dalla velocità di diffusione dell’acqua attraverso lo strato del prodotto risultante.
Il metodo di fusione viene utilizzato per produrre piccole piastrelle di ceramica e prodotti resistenti alla corrosione di forme complesse.
I prodotti formati mediante metodi di plastica o fusione vengono essiccati e quindi cotti. I prodotti pressati semisecchi solitamente non vengono essiccati, ma inviati direttamente alla cottura.
Essiccazione della materia prima e cottura dei prodotti ceramici. L'eccessiva umidità nel materiale durante la cottura può portare ad una diminuzione delle caratteristiche fisiche e meccaniche del frammento, alla fessurazione, cioè a difetti, e pertanto la cottura dei prodotti è solitamente preceduta dalla loro essiccazione.
Modalità di asciugatura efficaci dovrebbero garantire la durata minima dell'operazione, nonché un consumo minimo di refrigerante.
Come refrigerante vengono utilizzati aria pulita, gas di scarico o una miscela di aria riscaldata e gas di scarico con una certa umidità, che regola la velocità di evaporazione dell'umidità dal materiale.
Durante il processo di essiccazione si possono distinguere tre periodi principali (Fig. 2.9): riscaldamento, velocità di essiccazione costante e decrescente.
Durante il riscaldamento, l'aumento massimo della temperatura è determinato dal contenuto di umidità del liquido di raffreddamento. Un tale refrigerante è caratterizzato da una temperatura a bulbo secco, cioè la temperatura alla quale viene riscaldato, e da una temperatura a bulbo umido, cioè la temperatura alla quale il refrigerante si satura di umidità. Pertanto, la temperatura massima del materiale nella fase iniziale del riscaldamento è determinata dalla temperatura del termometro umido posto nel liquido di raffreddamento, ovvero dal punto di rugiada.
La differenza tra la temperatura del bulbo secco e quello umido determina l'intensità dell'essiccazione. Maggiore è questa differenza, più veloce sarà l'asciugatura e più rigorosa potrà essere impostata la modalità. Minore è la differenza di temperatura, più lenta procede l'asciugatura e più morbida dovrebbe essere la modalità. La velocità di essiccazione non dipende dalla quantità di acqua presente nel prodotto, ma dipende dalla differenza delle pressioni parziali del vapore acqueo sulla superficie del materiale e nell'ambiente. A questo proposito, la velocità aumenta bruscamente da zero fino a una brusca interruzione della curva di essiccamento, che significa la fine del suo primo periodo (curva 2, Fig. 2.9).
La velocità di essiccazione costante è numericamente uguale alla velocità di evaporazione dell'umidità dalla superficie alla quale arriva dalle parti profonde dei prodotti stampati. Pertanto, la velocità di essiccazione nel secondo periodo è determinata dalla velocità di diffusione dell'acqua nel materiale. La temperatura superficiale del materiale praticamente non aumenta (curva 3, Fig. 2.9).
Come risultato dell'essiccazione del materiale e, di conseguenza, della riduzione del suo contenuto di umidità (curva 1, Fig. 2.9), la velocità di diffusione dell'acqua dagli strati profondi alla superficie del materiale diminuisce. La velocità di asciugatura diminuisce. Questo momento sulle curve di essiccazione è fissato da una frattura nel punto K. Nello stesso momento termina il secondo periodo di essiccazione e inizia il terzo. L'umidità del materiale nel punto K è definita critica per i parametri indicati del liquido di raffreddamento.
Il periodo di diminuzione del tasso di essiccazione può essere suddiviso in tre fasi:
- 1. L'umidità che evapora raggiunge la superficie del prodotto solo da piccoli pori. La superficie di evaporazione dell'umidità diminuisce. La temperatura del materiale diventa superiore alla temperatura del bulbo umido, ma inferiore alla temperatura del bulbo secco.
- 2 L'umidità di equilibrio viene stabilita sulla superficie del prodotto, corrispondente ai parametri del liquido di raffreddamento. La superficie di evaporazione dell'umidità continua a diminuire e a penetrare più in profondità nel materiale. La temperatura del materiale aumenta.
- 3. La temperatura del materiale essiccato diventa uguale alla temperatura del bulbo secco. La velocità di asciugatura scende a zero. Nel materiale viene stabilito un contenuto di umidità di equilibrio tra il contenuto di umidità del materiale e i parametri del liquido di raffreddamento.
La durata dell'asciugatura è determinata dal contenuto di umidità iniziale e finale del materiale, dalla sua forma, dimensione, parametri del refrigerante, ecc.
Si ritiene che velocità di asciugatura fino a 4 kg/(m 2 h) siano sicure. Il tempo di essiccazione può essere ridotto introducendo additivi magri nella massa, aumentando la temperatura e la velocità del refrigerante ed essiccando il prodotto semilavorato con grandi volumi di refrigerante.
L'essiccazione viene effettuata in unità di essiccazione periodiche e continue. La sua durata è determinata dal design, dai parametri del refrigerante e dalle proprietà del prodotto essiccato.
Negli essiccatori periodici, i parametri del liquido refrigerante cambiano nel tempo; negli essiccatori continui, questi parametri non cambiano nel tempo, ma cambiano lungo la sua lunghezza. In base alla natura del movimento del refrigerante, gli essiccatori si dividono in a ricircolo e non a ricircolo e, a seconda della loro progettazione, il materiale può essere fermo o in movimento.
A seconda delle caratteristiche costruttive, gli essiccatori possono essere a camera, a tunnel, a uno e due livelli, a trasportatore, a radiazione e a fessura. Efficienza di alcuni di essi, %:
- Essiccatore a camera che utilizza il calore di scarto o i gas di scarico dei forni - 15-30
- Essiccatoio a camera con riscaldamento a vapore e ricircolo - 37-51
- Essiccatore a tunnel - 23-43
Bruciando. Lo scopo della cottura è quello di acquisire al prodotto l'impermeabilità e le proprietà fisico-meccaniche richieste.
Durante la cottura si verificano processi fisico-chimici complessi, la cui essenza è la transizione di strutture di coagulazione reversibili con contatti di pellicola non impermeabili o strutture irreversibili di pseudo-condensazione con contatti puntiformi non impermeabili in strutture irreversibili di condensazione-cristallizzazione con contatti di sinterizzazione impermeabili in fase dura.
Il processo di cottura può essere suddiviso in quattro periodi: 1) essiccazione (fino a 200°C); 2) riscaldamento o affumicatura (700-800°C); 3) cottura vera e propria o bollitura (900-1050°C); 4) raffreddamento (raffreddamento a 40°C).
Durante il primo periodo si verifica la completa essiccazione dei prodotti e la formazione di strutture non impermeabili di pseudocondensa in cui la sostanza si trova nello stato 5 ().
Durante il secondo periodo, le impurità organiche e gli additivi bruciano, l'acqua chimicamente legata viene rimossa dall'argilla (a 500-600 °C), che è accompagnata dall'amorfizzazione della sostanza, e il calcare inizia a decomporsi (a 700-800 °C ). La porosità dei prodotti aumenta entro la fine del secondo periodo, la sostanza passa allo stato 6 ().
Il terzo periodo è associato all'inizio della cristallizzazione della sostanza amorfizzata durante il secondo periodo, che è accompagnata da un aumento della sua densità. Allo stesso tempo si sviluppano i processi di cristallizzazione delle formazioni anidri. Possono essere accompagnati dalla formazione di una massa fusa ricca di ossidi di calcio, ferro e metalli alcalini. Un aumento della densità della sostanza porta ad un restringimento intenso, una diminuzione della viscosità della massa e della porosità del prodotto. La sostanza passa dallo stato 6 allo stato submicrocristallino 7, e parzialmente allo stato cristallino 8 ().
La contrazione al fuoco è del 4-8%, a seconda del tipo di materia prima, della sua umidità, del grado di compattazione e della temperatura di cottura.
Durante l'ultimo periodo di cottura la temperatura viene abbassata gradualmente per evitare la comparsa di tensioni interne e fessurazioni dei manufatti.
La cottura viene effettuata in forni continui: anello, tunnel, fessura. La durata della cottura, a seconda del tipo di prodotto e della progettazione del forno, varia da 1,5 a 60 ore.
L'automazione del processo di essiccazione e cottura comporta il mantenimento dei parametri richiesti del liquido di raffreddamento nelle unità di riscaldamento mantenendo il ritmo di fornitura dei prodotti. Il sistema automatizzato di controllo dell'essiccazione e della cottura comprende sottosistemi funzionali come informazione e controllo. I sottosistemi informativi, utilizzando sensori, raccolgono le informazioni necessarie: temperatura, umidità dell'ambiente, tipo di ambiente (ossidante o riducente), velocità di variazione dei parametri, consumo di carburante, grado di combustione, ecc. I segnali ricevuti vengono utilizzati come dati di input per un complesso di calcolo e operazioni logiche. Come risultato di queste operazioni, i sottosistemi di controllo determinano i valori attuali e previsti delle quantità misurate, calcolano indicatori tecnici ed economici e rilevano violazioni durante l'essiccazione o la cottura.
I sottosistemi di controllo, progettati per sviluppare soluzioni ottimali, preparano un'azione di controllo durante il periodo di essiccazione o cottura, quindi la implementano, modificando automaticamente le posizioni degli elementi di controllo.
Al fine di ridurre il tempo impiegato per l'essiccazione, nonché i costi di manodopera per il trasferimento delle materie prime, l'essiccazione e la cottura di prodotti a base di argille leggermente e moderatamente sensibili all'essiccazione vengono spesso combinate in un'unica unità. In questo caso, il risparmio sui costi di manodopera viene raggiunto del 35%, il risparmio di carburante del 20-25% e il costo dei prodotti viene ridotto del 25-30%. Il processo combinato di essiccazione e cottura dura fino a 63 ore, di cui essiccazione - 28 ore, cottura - 21 ore (incluso riscaldamento - 8 ore e 45 minuti), raffreddamento - 14 ore.
Il risparmio di carburante e risorse energetiche durante l’essiccazione e la cottura dei prodotti ceramici è possibile grazie a:
- l'uso di rifiuti contenenti energia registrato negli stati metastabili 6, 7, 9, 10 () e miscele di materie prime meno umide;
- uso di metodi ad alta velocità;
- combinare essiccazione e cottura;
- sostituzione della cottura convenzionale (con essiccazione e cottura combinata dei prodotti) con un trattamento idrotermale in un ambiente di vapore surriscaldato e alta pressione (con questo metodo di cottura la temperatura diminuisce di quasi 200 ° C);
- sviluppo e implementazione di nuovi progetti di unità di essiccazione e forni ad alta efficienza;
- l'uso di additivi (fondenti) negli impasti ceramici che riducono la temperatura di cottura;
- realizzazione di misure per garantire un intenso scambio termico nei canali dei forni e delle unità di essiccazione.
La creazione di tecnologie senza rifiuti fornisce una soluzione efficace a problemi come la protezione dell’ambiente. Allo stesso tempo, vengono forniti dispositivi per la rimozione della polvere e la purificazione dei gas di scarico, dell'acqua, il ripristino dei terreni nei luoghi in cui vengono prodotte le materie prime, la piantumazione di spazi verdi intorno all'impresa, ecc. Ciò crea le condizioni per un'efficace protezione del lavoro. Pertanto, i problemi legati alla creazione di tecnologie prive di rifiuti, alla protezione del lavoro e all'ambiente sono risolti in modo completo.
L’implementazione di tecnologie senza rifiuti amplia gli ambiti di applicazione dei materiali ceramici. Pertanto, i rifiuti (rotti, difettosi) generati durante la produzione di prodotti ceramici possono essere utilizzati non solo nella produzione principale come additivi di scarto, ma anche nella tecnologia dei leganti come additivi idraulici attivi.
Condizioni indispensabili che aumentano l’efficienza tecnica ed economica della produzione di prodotti ceramici nell’edilizia industriale stanno migliorando la qualità dei prodotti e riducendo l’intensità della manodopera nella loro produzione e utilizzo. Ciò si ottiene riducendo e fermando la produzione di prodotti in piccoli pezzi e aumentando la produzione di pietre e lastre ceramiche leggere di grandi dimensioni (con maggiori vuoti), nonché la produzione di blocchi e lastre di grandi dimensioni pannelli murali di loro. Pertanto, quando si utilizzano blocchi di grandi dimensioni, i costi di manodopera si riducono del 15-20%, i tempi di costruzione si riducono del 10-15% e la produttività del lavoro aumenta di 2-3 volte. L'uso di pannelli ceramici al posto dei mattoni riduce il consumo di mattoni e cemento, riduce il peso e il costo del muro.
2.4.5. Piastrelle in ceramica
Le piastrelle di ceramica si dividono in tre gruppi in base alla destinazione d'uso: 1) facciata (smaltata e non smaltata), utilizzata per il rivestimento esterno; 2) piastrelle in maiolica smaltata utilizzate per rivestimenti interni; 3) piastrelle del pavimento.
Le principali materie prime per la produzione di piastrelle per facciate sono argille leggere e materiali aggiuntivi: argilla refrattaria, argille disidratate o sabbia di quarzo. Le composizioni approssimative dei composti per stampaggio sono riportate nella tabella. 2.11.
Per la produzione di piastrelle di terracotta, vengono utilizzati argille refrattarie e caolini che bruciano luce, additivi diluenti (sabbia di quarzo, prodotti rotti, caolino bruciato, chamotte rotta) e fondenti (feldspato, nefelina, sienite, perlite).
Di solito vengono cotti due volte: il primo - a lungo termine (bisque), il secondo - versato, durante il quale lo smalto viene fissato sul frammento precedentemente cotto. Numerose fabbriche hanno già imparato a cuocere le piastrelle in una sola volta, il che presenta numerosi vantaggi rispetto alla doppia cottura. Durante la singola cottura le composizioni delle masse ceramiche vengono adeguate per aumentare il contenuto di caolino cotto, che aumenta la resistenza e l'impermeabilità delle piastrelle dopo l'essiccazione. Le composizioni approssimative delle masse per la monocottura sono riportate in tabella. 2.12.
Per la produzione di piastrelle per pavimenti vengono utilizzate argille di alta qualità, altamente plastiche e poco agglomeranti. Le composizioni delle masse sono riportate in tabella. 2.13.
Per la produzione di ceramica non smaltata per facciate, le materie prime vengono solitamente preparate utilizzando il metodo semisecco o barboso. Per le piastrelle stampate con il metodo semisecco vengono utilizzate presse a ginocchiera, rotative, idrauliche e ad attrito, in cui la pressione è 7-20 MPa.
Per le piastrelle stampate in plastica vengono utilizzate presse a nastro a vite, a vuoto e verticali (per tubi). Dopo lo stampaggio, le piastrelle vengono inviate ad essiccatoi a tunnel o ad irraggiamento, dove vengono essiccate fino ad un contenuto di umidità residua del 3-4% con un tempo di essiccazione di circa 24 ore.
La cottura viene effettuata in forni a tunnel o a rulli ad una temperatura dipendente dalla tipologia della materia prima: per prodotti a base di argille refrattarie - 1200-1300°C, argille refrattarie - 1080-1160°C, argille bassofondenti - 950-1000 °C. Durata della cottura: 40-120 ore.
Le piastrelle per facciate smaltate possono essere prodotte sulle linee di produzione sviluppate da PKB Stroykeramika (Fig. 2.10). La massa preparata con il metodo della barbottina, dopo essiccazione in atomizzatore a torre, entra in una tramoggia con un contenuto di umidità del 6-8%. Dalla tramoggia, la polvere della pressa viene caricata nella pressa attraverso un setaccio burat. Le piastrelle pressate vengono trasportate tramite un trasportatore a rulli agli essiccatoi, dove vengono essiccate fino ad un contenuto di umidità del 2,5%. Dopo l'essiccazione, vengono smaltati utilizzando spruzzatori a dischi e bambole e reimmessi nell'essiccatore tramite un trasportatore a rulli per l'asciugatura. Lo smalto in eccesso viene versato in un apposito contenitore e restituito nuovamente per la smaltatura. Dopo l'essiccazione secondaria ad una temperatura di 30-40 °C con un contenuto di umidità residua dello 0,5%, le piastrelle vengono impilate su appositi pallet e introdotte in un forno a tunnel a rulli per la cottura. Dopo la cottura vengono calibrati e trasportati al magazzino.
Per le piastrelle vengono utilizzati smalti di varia composizione. Ad esempio, presso la fabbrica di piastrelle di Kharkov utilizzano smalti a base di fritte delle seguenti composizioni,%:
1. Sabbia di quarzo - 10: borace - 30; acido borico - 3,2; ossido di zinco - 7; gesso - 4,9; dolomite - 2,5; materie prime quarzo-feldspatiche - 20,1; carbonato di stronzio - 3; zircone - 13; carbonato di bario - 6.3.
2. Sabbia di quarzo-17; borace - 32; nitrato di sodio - 3; criolite-10; soda - 7; materie prime quarzo-feldspatiche - 31.
La produzione di piastrelle per facciate smaltate è possibile anche utilizzando il metodo della colata. Le piastrelle prodotte con questo metodo hanno uno spessore (a seconda della dimensione standard) da 1 a 3,5 mm (GOST 18623-82).
Il processo tecnologico per la produzione di prodotti in ceramica colata dura 2-2,5 ore invece di 48-50 ore quando si producono piastrelle con il metodo semisecco.
Per produrre piastrelle di ceramica con il metodo della colata sono necessarie lame (supporti), uno strato separatore, uno strato di piastrelle e uno smalto.
I fiocchi sono supporti in ceramica realizzati con massa di argilla refrattaria, progettati per installare piastrelle su di essi e assorbirne l'umidità. Sono soggetti a una serie di requisiti: dimensioni esatte, superficie piana e liscia, elevata capacità filtrante, basso coefficiente di dilatazione termica, sufficiente resistenza meccanica, bassa abrasione, variazione minima del tasso di assorbimento dell'umidità dallo slip durante l'uso ripetuto.
Sulle piattaforme viene applicato uno strato separatore fino a 0,25 mm di spessore, solitamente costituito da una miscela di pietra calcarea (90%) e bentonite (10%) per trattenere le piastrelle su di esse. Le materie prime per lo strato di separazione vengono macinate ad umido con un residuo dello 0,5-2% su un setaccio da 10.000 fori/cm 2 (0,063 mm). L'umidità dell'impasto è del 68-95%, la densità media della barbottina risultante è di 1100-1300 kg/m3. L'umidità in eccesso viene assorbita dalla lama.
Lo strato principale di piastrelle è piastrellato. Viene preparato da masse magre e applicato in due fasi dopo che l'umidità è scomparsa dallo strato precedente. Lo spessore degli strati è 1,5-2 mm.
Composizione approssimativa dello strato di piastrelle,%:
- Terra battuta Chasov-Yarskaya - 4-8
- Chamotte - 30-42
- Sienite nefelinica - 20-35
- Vetro rotto - 18-34
- Pirofosfato di sodio (oltre il 100%) - 0,02-0,1
Lo smalto viene preparato da fritta (Tabella 2.14) seguita dall'aggiunta del 9% di caolino durante la macinazione. Si applica mediante irrigazione o spruzzatura. L'umidità in eccesso viene assorbita dalla lama. Spessore smalto 0,25 mm.
Il tempo di formazione dello strato separatore è di 25-30 s, lo strato di piastrella è di 180-270 s, lo strato di smalto è di 180-240 s.
Come risultato dell'applicazione sequenziale degli strati, si forma una matrice che, prima dell'essiccazione, viene tagliata in piastrelle delle dimensioni richieste utilizzando coltelli.
L'essiccazione delle piastrelle avviene in essiccatoi dotati di trasportatore a rete e bruciatori a gas multigetto ad iniezione. Tempo di asciugatura 14-35 minuti, umidità residua 0,2-2%.
La cottura delle piastrelle avviene in forni a slot multicanale alla temperatura di 930-1080°C per 2 ore. La temperatura delle pale e delle piastrelle all'uscita del forno è di 35-40°C.
Le piastrelle di ceramica smaltata sono prodotte sul trasportatore SM-725A o KPL-4 (Fig. 2.11).
Il costo delle piastrelle prodotte per colata è inferiore del 20-40% rispetto alla produzione delle piastrelle convenzionali, il costo della manodopera è 2 volte inferiore, il consumo di carburante è di 3,8 kg/m2 invece di 11,4 kg/m2, il consumo di materia prima è di 4 kg/m2 2 invece di 8-10 kg/m2.
Le tessere di piccole dimensioni vengono solitamente assemblate in tappeti utilizzando macchine speciali. Le tessere sono disposte secondo un determinato schema con il lato posteriore rivolto verso il basso. La carta Kraft viene incollata sul modello risultante di piastrelle utilizzando la colla per falegnameria Galerta (osso) o la colla per farina. I requisiti principali per la colla sono bassa resistenza all'acqua, buona adesione su piastrelle e carta, durata della miscela di almeno 4 ore, basso costo. I tappeti risultanti di dimensioni 400x560 o 615x407 mm vengono inviati ad essiccare ad una temperatura di 50-60 °C per 8-12 ore.
Le piastrelle da rivestimento in cotto sono realizzate con polveri pressate ottenute con metodi ad umido (barbottina) o a secco.
Il metodo della barbottina per la preparazione delle materie prime è il più utilizzato.
Con il metodo a secco di preparazione delle materie prime, viene eseguita sia la macinazione separata che congiunta dei componenti. Nella fig. La Figura 2.12 mostra uno schema tecnologico di base della preparazione a secco delle materie prime con macinazione separata.
Le proprietà delle polveri da pressa ottenute con il metodo a secco o con barbottina sono diverse. La qualità della polvere ottenuta con il metodo della barbottina utilizzando uno spray essiccatore è superiore a quella della polvere ottenuta con il metodo a secco. Nel primo caso, la maggior parte della polvere, in cui non è presente alcuna funzione polverosa, contiene grani di dimensioni pari a 0,2-0,5 mm. La composizione granulometrica risultante garantisce un'elevata scorrevolezza in un ampio intervallo di umidità. Per evitare che la polvere si attacchi allo stampo, è necessario conservarla in tramogge per 8-18 ore prima della pressatura.
Le piastrelle vengono pressate con un contenuto di umidità della polvere del 6,5-9,5% e quindi inviate agli essiccatoi a ripiani trasportatori o agli essiccatoi a tunnel. La durata dell'essiccazione è di 28-40 ore. Dopo l'essiccazione le piastrelle vengono smaltate o decorate.
La monocottura viene solitamente effettuata in forni a tunnel alla temperatura di 1140-1160°C e con una durata fino a 29 ore.
Le piastrelle per pavimenti sono realizzate sulla base di composizioni mono o multicomponente. A seconda di ciò, la materia prima viene preparata utilizzando il metodo a secco, se si utilizza solo argilla, o il metodo barbottina, se si utilizzano composizioni multicomponente.
La pressatura delle piastrelle del pavimento ha una sua particolarità, ovvero che il grado di compattazione dovrebbe essere 1,9-2,2. La pressione di pressatura per eliminare l'aria ed evitare che venga compressa, nonché per evitare la delaminazione delle piastrelle, viene applicata solo per gradi. La prima tenuta viene eseguita ad una pressione di 3-6 MPa, quindi un'ulteriore pressatura a 20-30 MPa. La durata dell'applicazione della pressione dipende dalla composizione granulometrica della miscela: per grana grossa - 2-3 s, per grana fine - fino a 4 s.
Le piastrelle pressate vengono essiccate e cotte.
2.4.6. Di fronte a mattoni e pietre
I mattoni e le pietre faccia a vista vengono stampati mediante pressatura plastica o semisecca. Le materie prime sono gli stessi materiali utilizzati per produrre i normali mattoni ordinari, ma sono soggetti a una preparazione più approfondita.Per eliminare le efflorescenze sulla superficie dei prodotti, nella carica viene introdotto inoltre carbonato di bario, che converte composti solubili come solfato di sodio e calcio in solfato di bario insolubile. Un altro additivo attivo che elimina le efflorescenze è la silice amorfa che, ad alte temperature, forma silicato di calcio o magnesio con rilascio di solfato gassoso.
Quando si stampano mattoni e pietre in plastica, vengono utilizzate masse evacuate con un vuoto di almeno 93,5 Pa. Il contenuto di umidità della massa durante lo stampaggio non deve essere superiore al 20%.
La modalità di asciugatura dei prodotti stampati in plastica deve impedire la formazione di condensa di umidità sulla sua superficie. A questo scopo il liquido di raffreddamento viene ricircolato. Il contenuto di umidità del mattone dopo l'essiccazione non deve superare l'8%.
L'utilizzo della pressatura semisecca di miscele con un contenuto di umidità del 6-9% consente di ottenere prodotti di altissima qualità.
Per migliorare aspetto i mattoni e le pietre faccia a vista sono spesso ingobbiati. Tali prodotti appartengono alla ceramica a due strati, in cui lo strato strutturato (engobico) viene applicato mediante stampaggio di plastica.
La fattibilità economica della produzione di ceramica a due strati risiede nella produzione di materiali altamente decorativi costituiti per oltre il 90% da materie prime non scarse. Le materie prime costose, che formano un sottile strato strutturato, costituiscono l'8% della massa totale del prodotto.
Ai prodotti ingobbiati vengono imposti numerosi requisiti speciali: forte adesione dello strato anteriore applicato sui lati del cucchiaio e del fondo; identico colore e spessore uniforme dello strato di ingobbio; la vicinanza degli indicatori di ritiro al fuoco e all'aria dello strato anteriore e della massa principale del mattone; la differenza ammissibile nel ritiro tra i diversi strati non è superiore all'1,5%.
Lo strato di base contiene argille bassofondenti che non contengono inclusioni dannose. Lo strato di ingobbio contiene argilla leggera, quarzo e coloranti (ossidi di cobalto, ferro, cromo).
Lo stampaggio a due strati si basa sull'alimentazione di due masse in una testa di transizione con un telaio di formatura a forma di L, che garantisce la distribuzione di uno strato strutturato con uno spessore di 3...3,5 mm lungo i lati del cucchiaio e del fondo. Nella testa della pressa la massa viene compattata e si ottiene una trave a due strati. Per una migliore adesione degli strati, sullo strato superiore vengono applicati dei solchi con rivestimenti speciali sotto forma di pettini.
La pressione di formatura sulle facce cucchiaio e fondo non è la stessa e varia da 1 a 0,55 MPa con la distanza dal sito di inserimento dell'ingobbio. Se la pressione è insufficiente, lo strato di texture potrebbe spostarsi. Se la pressione è sufficiente, lo strato strutturato si diffonde ad una profondità di 0,2-0,3 mm e vi è una forte adesione allo strato principale.
Lo strato engobico può essere applicato sulla trave in argilla mediante spruzzatura immediatamente dopo la formatura.
I prodotti ingobbi vengono essiccati con un liquido refrigerante con un'umidità dell'85-90% e una temperatura fino a 90 °C per 35-40 ore.
2.4.7. Materiali di rivestimento per ambienti aggressivi
I materiali di rivestimento chimicamente resistenti comprendono materiali resistenti agli acidi e agli alcali, che a volte sono classificati in un gruppo di materiali resistenti alla corrosione. Questi materiali sono ottenuti a seguito di processi ad alta temperatura e sono convenzionalmente classificati come ceramici.Esistono due tipi di materiali resistenti agli acidi: metallici e non metallici.
Le leghe metalliche comprendono le leghe di ferro, nonché i metalli non ferrosi (nichel, rame, titanio, oro) e le loro leghe (nichel-silicio, silumin).
I materiali non metallici resistenti agli acidi includono solitamente materiali a base di sali di acidi silicati, la cui maggiore resistenza agli acidi è causata dalla presenza di una quantità significativa di ossido acido. Si tratta di getti di pietra di diabase e basalto, quarzo fuso, carbonio vetroso, vetro, smalti e stucchi resistenti agli acidi, cemento resistente agli acidi, materiali ceramici, scorie di vetro, granito, amianto, ecc.
I materiali resistenti agli alcali si dividono anche in metallici e non metallici. I materiali metallici resistenti agli alcali includono molti metalli e leghe (acciaio, ghisa, nichel, ottone) e i materiali non metallici includono materiali contenenti una quantità significativa di ossidi basici. Tali materiali sono: calcare, magnesite, cemento Portland, cementi scorie-alcaline, ecc. Questi includono anche carbonio vetroso, smalti, vetri di silicato con aggiunta di boro, ecc. Anche i materiali polimerici organici hanno un'elevata resistenza agli alcali.
Prodotti ceramici aventi una composizione approssimativa: 20-40% Al 2 O 3; 01-0,8% CaO; 0,3-1,4% MgO; 50-75% SiO2; 0,5-3% Na2O+K2O; 0,3-1,6% F 2 O 3, stabile in alcali a bassa e media concentrazione.
I materiali resistenti alla corrosione sono tenuti non solo a non entrare in interazione chimica con l'ambiente esterno, ma anche a non essere distrutti a causa di influenze esterne fisiche, fisico-chimiche, biologiche e di altro tipo.
I fattori di impatto fisico includono processi di trasferimento di calore e massa ambiente, fase e altre trasformazioni.
I fattori fisico-chimici sono processi elettrochimici, effetti di temperatura e umidità in presenza di reagenti chimici, ecc.
La corrosione biologica è che un ambiente aggressivo, creato a seguito dell'attività vitale degli organismi, porta alla distruzione fisica del materiale.
I materiali non metallici resistenti alla corrosione, oltre ad essere resistenti agli acidi o agli alcali, devono avere un'elevata densità e superfici lisce del prodotto.
Tra i materiali ceramici, le ceramiche sottili, tra cui porcellana, semiporcellana e terracotta, caratterizzate da densità e bassa porosità, hanno la maggiore resistenza alla corrosione e agli agenti chimici. L'assorbimento d'acqua della porcellana è dello 0,2-0,5%, della semiporcellana - non più di 5 e della maiolica non smaltata - fino al 12%.
Le materie prime per la produzione di ceramica fine sono argille bianche refrattarie plastiche e caolini, fondenti e additivi magri: feldspato, pegmatite, sabbia di quarzo.
La preparazione delle materie prime viene effettuata utilizzando il metodo della barbottina e lo stampaggio viene effettuato con il metodo della colata a barbottina. Dopo aver asciugato la materia prima, sulla sua superficie viene applicata una composizione di smalto. La cottura viene effettuata alle temperature: 1160-1280°C - per la terracotta, 1270-1280°C - per i prodotti in argilla refrattaria, 1230-1250°C - per la semiporcellana e 1170-1280°C - per la porcellana. Durante la cottura, una fase liquida e mullite (Al 2 O) si formano in quantità significative, fornendo ai prodotti elevata densità, robustezza e resistenza alla corrosione.
L'efficienza economica dei materiali di rivestimento per ambienti aggressivi risiede nella protezione dei materiali strutturali dalla distruzione, nel prolungamento della durata delle apparecchiature di tecnologia chimica, nonché nella possibilità di utilizzare metodi industriali di costruzione e riparazione di apparecchiature chimiche e termiche.
In base alla loro composizione e proprietà, i prodotti ceramici sono suddivisi in tipologie, tipologie e varietà.
Il tipo di ceramica è determinato
composizione e rapporto delle singole fasi
La loro lavorazione, soprattutto la finezza della macinazione,
composizione degli smalti,
temperatura e durata della cottura.
La composizione delle masse di tutti i tipi di ceramica comprende sostanze argillose plastiche (argilla, caolino), materiali di scarto (quarzo, sabbia di quarzo), fondenti (feldspato, pegmatite, perlite, cenere d'ossa, ecc.) Durante la cottura di prodotti stampati a seguito di complesse trasformazioni fisico-chimiche e interazioni dei componenti di masse e smalti, si forma la loro struttura.
In base alla natura della loro struttura, le ceramiche si dividono in grossolane e fini.
I prodotti di ceramica grossolana (ceramica, mattoni, piastrelle) hanno un frammento poroso a grana grossa di struttura eterogenea, colorato di marrone giallastro da impurità naturali.
I prodotti in ceramica fine si distinguono per un frammento a grana fine bianco o di colore chiaro, sinterizzato o finemente poroso con struttura uniforme.
In base al grado di sinterizzazione (densità) del frammento, si distinguono i prodotti ceramici:
Denso, sinterizzato con assorbimento d'acqua inferiore al 5% - porcellana, prodotti in pietra fine, semiporcellana;
Poroso con assorbimento d'acqua superiore al 5% - terracotta, maiolica, ceramica.
A seconda della struttura ci sono:
Il grezzo è un frammento poroso, a grana grossa, fratturato di struttura eterogenea, colorato da impurità naturali in colori bruno-giallastri (porosità 5-30%) - ceramica - ceramica, mattoni, piastrelle. Molti materiali ceramici da costruzione, come i mattoni faccia a vista, sono classificati come ceramiche grossolane
La ceramica fine si distingue per i frammenti a grana fine bianchi o chiari, vetrosi sinterizzati o finemente porosi di struttura uniforme (porosità<5%) - фарфор, полуфарфор, фаянс, майолика, керметы.
Un gruppo speciale comprende le cosiddette ceramiche altamente porose (porosità 30-90%), che di solito comprendono materiali ceramici termoisolanti.
Le proprietà dei prodotti ceramici dipendono sia dalla composizione delle masse utilizzate sia dalle caratteristiche tecnologiche della loro produzione.
La ceramica è necessaria laddove è richiesta un'elevata resistenza agli influssi esterni: alte temperature, abrasione, ambienti aggressivi, ecc.
La stabilità della struttura e delle proprietà è assicurata da forti legami chimici.
Grazie alle proprietà uniche della ceramica, hanno ricevuto il meritato riconoscimento in vari campi della tecnologia.
Proprietà fisiche e meccaniche la ceramica è determinata dalla natura del legame chimico e della struttura cristallina.
A seconda dello scopo della ceramica, l'ottenimento delle proprietà specificate dei prodotti si ottiene selezionando materie prime e additivi e caratteristiche tecnologiche.
Le proprietà principali includono densità, resistenza meccanica, durezza, porosità, resistenza termica, stabilità chimica, bianchezza, traslucenza, velocità di propagazione delle onde sonore.
La ceramica è caratterizzata da elevata durezza, rigidità, resistenza alla compressione relativamente elevata e mancanza di duttilità.
Durezza. Anche l'argilla porosa graffia il vetro, perché... contiene particelle di quarzo (Mohs 7). La ceramica tecnica contiene ossido di alluminio (Mohs 9) - zaffiro, rubino. Questa proprietà è maggiormente utilizzata nei materiali ceramici abrasivi - carburo di silicio, ossido di alluminio, boro e nitruro di carbonio - materiali duri e superduri.
Resistenza meccanica- una delle proprietà più importanti da cui dipende la durabilità del prodotto. Ha una forza piuttosto elevata. La resistenza dipende fortemente dalla porosità della ceramica. vaso di terracotta, tazza di porcellana con pareti sottili... La resistenza meccanica specifica, ovvero il rapporto tra la forza applicata e un'unità di spessore del fondo, è determinata dal metodo di caduta libera di una sfera d'acciaio lungo il fondo del prodotto. Nella maiolica è più alto che nella porcellana. Al contrario, la resistenza agli urti dei prodotti in maiolica realizzati con il metodo del pendolo è inferiore a quella dei prodotti in porcellana.
Resiste bene allo stress di compressione, peggio dello stress di flessione e molto male allo stress di trazione (35-350 MPa, mattone normale 5 MPa, filo d'acciaio per pianoforte 3100 MPa, pelle 40 MPa, capello umano 190 MPa). Quando si progetta la forma di un prodotto, la forma viene calcolata in modo tale che le forze che si generano durante il funzionamento portino a sollecitazioni di compressione o flessione (immagine).
Densità b dipende dalla composizione e dalla porosità della porcellana è 2,25-2,4 g/cm³ e della terracotta - 1,92-1,96 g/cm³.
Porosità determinato dal metodo di assorbimento dell'acqua, che per la porcellana è 0,01-0,2% e per la maiolica - 9-12%.
Resistenza al fuoco – resistenza alle alte temperature. Richiesto in forni e unità per la fusione dei metalli. T1000-3000. A T superiore a 1000 è più resistente di qualsiasi lega. Dipende dalla composizione, ad es. sul punto di fusione dei suoi componenti principali. Non tutti i materiali ceramici sono resistenti al fuoco; tutte le ceramiche per l'edilizia e per la casa hanno basse temperature di esercizio. Resisteranno al fuoco, ma il rivestimento smaltato sarà coperto di graffi.
La resistenza al fuoco è la proprietà dei materiali e dei prodotti ceramici di resistere alle alte temperature senza sciogliersi. Un indicatore (misura quantitativa) di resistenza al fuoco è la temperatura alla quale un campione di questo materiale, a forma di tronco di piramide triangolare (convenzionalmente chiamato “cono”), si deforma sotto l'influenza della propria gravità, toccando la ceramica stare con la sua parte superiore.
Resistenza al calore caratterizza la capacità del prodotto di resistere a sbalzi di temperatura improvvisi. Per piastrelle smaltate = 125-150 C, ciò significa la possibilità di un brusco calo da questa temperatura a 20 C senza formazione di crepe.
I materiali resistenti al calore devono avere un basso coefficiente di temperatura. lin. esterno, elevata conduttività termica e resistenza meccanica.
Le più resistenti al calore sono le ceramiche al quarzo, le ceramiche a base di cordierite e lo spodumene.
Le ceramiche artistiche più resistenti al calore sono la porcellana e la ceramica di pietra: producono teiere e tazze. La resistenza termica dei prodotti in porcellana è superiore a quella della terracotta. Pertanto, secondo gli attuali GOST 28390-89 e 28391-89, la resistenza al calore dei prodotti in porcellana dovrebbe essere di 185°C, quella della terracotta - da 125°C (per smalti incolori) e 115°C (per smalti colorati).
I legami chimici nella ceramica sono molto forti, motivo per cui la ceramica è caratterizzata anche da elevate temperature di fusione e resistenza chimica.
Ceramica mp.,°C
Carburo di titanio TiC 3120
Boruro di titanio TiB2 2980
WC in carburo di tungsteno ~2850
Ossido di alluminio Al2O3 2050
Ossido di cromo Cr2O3 1990
Thorsterite 2MgO SiO2 1830
Mullite 3Al2O3 2SiO2 1810
Ossido di silicio (cristobalite) 1715
Ossido di titanio TiO2 1605
La mancanza di elettroni liberi è il motivo per cui le ceramiche sono generalmente cattivi conduttori di elettricità e calore. Pertanto, la ceramica è ampiamente utilizzata nell'ingegneria elettrica come dielettrici.
Le esigenze della tecnologia del vuoto nella ceramica sono principalmente legate alle loro elevate proprietà dielettriche, all'elevata resistenza chimica (anche alle alte temperature) e alla resistenza alle alte temperature.
mancanza di igroscopicità nella maggior parte dei materiali,
buon livello elettrico (piezoelettrico, ferroelettrico)
e caratteristiche magnetiche con sufficiente resistenza meccanica, stabilità delle caratteristiche e affidabilità,
la resistenza alle radiazioni ad alta energia e l'uso di materie prime abbastanza economiche e accessibili ne hanno assicurato l'uso diffuso in vari campi.
Igroscopicità: la ceramica è un prodotto rispettoso dell'ambiente e ha una struttura capillare che permette al muro di “respirare”. Una parete realizzata con questo materiale agisce come un condizionatore naturale: assorbe l'umidità quando è in eccesso e la rilascia quando è in carenza, mantenendo un sano equilibrio di temperatura e umidità nell'ambiente abitativo. La superficie della parete rimane asciutta in qualsiasi periodo dell'anno, il che, a sua volta, impedisce la formazione di funghi e muffe.
In Europa i blocchi di ceramica sono molto conosciuti e amati. Oggi più della metà degli edifici sono costruiti con questo materiale. Ora questo materiale è arrivato sul mercato russo e continua a conquistarlo con sicurezza grazie ai suoi innegabili vantaggi.
Proprietà esteticheÈ difficile caratterizzare in modo univoco i materiali ceramici, poiché le composizioni, le strutture superficiali e i metodi di decorazione sono troppo diversi.
Per la ceramica e la terracotta, la texture della superficie e le calde tonalità dei colori naturali giocano un ruolo importante. colore terracotta.
L'effetto decorativo di maiolica, terracotta e porcellana è associato principalmente alla smaltatura e alla pittura. Faience: spessore notevole, ruvidità della forma, porcellana: aggraziata freddezza, traslucenza.
Quando si valutano le proprietà estetiche dei prodotti ceramici, si può enfatizzare la loro plasticità e naturalezza della forma, varietà di trame e colori, ovvero elevate capacità decorative.
La ceramica è uno dei materiali più rispettosi dell’ambiente.
Il bianco è la capacità di un materiale di riflettere la luce che lo colpisce. Il bianco è particolarmente importante per i prodotti in porcellana. La bianchezza viene determinata visivamente confrontando il campione di prova con uno standard o utilizzando un fotometro elettrico, nonché con uno "Spekol".
Velocità di diffusione le onde sonore per i prodotti in porcellana sono 3-4 volte più alte che per la terracotta, quindi, quando si colpisce il bordo con un bastoncino di legno, i prodotti in porcellana producono un suono acuto e la terracotta - un suono sordo.
Traslucenza caratteristica della porcellana, che è traslucida quando il prodotto è spesso perché presenta un frammento sinterizzato. I prodotti in terracotta non sono traslucidi a causa del frammento poroso.
Durezza dello strato di smalto La scala mineralogica per la porcellana è 6,5-7,5 e per la terracotta - 5,5-6,5, la microdurezza è determinata dalla rientranza di una piramide di diamante. Gli smalti di porcellana sono considerati duri, la maiolica è morbida e la terracotta è considerata media.
La resistenza chimica degli smalti e delle vernici ceramiche utilizzate per i prodotti domestici in porcellana e maiolica deve essere elevata, poiché non devono essere distrutti se trattati con acidi e alcali deboli a temperature normali o se riscaldati a 60-65°C.
Colore “dal vivo” argilla” è ingannevole. Una volta essiccato all'aria, di solito diventa solo leggermente più leggero. Ma quando vengono cotte, la maggior parte delle argille cambia radicalmente colore: il verde diventa rosa, il marrone diventa rosso, il blu e il nero diventano bianchi. Ad esempio, gli artigiani del villaggio di Fnlimonovo vicino a Tula scolpiscono i loro famosi giocattoli in argilla nera e blu, che dopo la cottura assume un colore bianco leggermente cremoso. Qui nel forno, durante la cottura, bruciano tutte le particelle organiche che gli davano un colore nero “vivo”. Solo l'argilla bianca rimane bianca dopo la cottura.
Ceramica (materiali ceramici) - materiali policristallini ottenuti dalla sinterizzazione di argille e loro miscele con additivi minerali, nonché ossidi metallici e altri composti refrattari. L'uso dei materiali ceramici risale al V millennio a.C. e.
La ceramica tecnica comprende materiali ceramici sintetizzati artificialmente di varie composizioni (chimiche e di fase). I componenti principali della ceramica tecnica sono ossidi, composti metallici privi di ossigeno e argille.
Va notato che qualsiasi materiale ceramico è un sistema multifase. La ceramica può contenere fasi cristalline, vetrose e gassose.
La fase cristallina rappresenta alcuni composti chimici o soluzioni solide. Questa fase costituisce la base della ceramica e determina i valori della sua resistenza meccanica, resistenza al calore e altre proprietà fondamentali.
La fase vetrosa si trova nella ceramica sotto forma di strati di vetro che collegano la fase cristallina. Tipicamente, la ceramica contiene dall'1 al 10% di fase vetrosa, che riduce la resistenza meccanica e peggiora le prestazioni termiche del materiale. Tuttavia, i componenti per la formatura del vetro (sostanze argillose) facilitano la tecnologia di produzione dei prodotti.
La fase gassosa è costituita da gas situati nei pori della ceramica. In base a questa fase le ceramiche si dividono in dense, senza pori aperti e porose. La presenza di pori anche chiusi è indesiderabile poiché ciò riduce la resistenza meccanica del materiale.
Le ceramiche tecniche sono caratterizzate da una varietà di composizioni e proprietà. Poiché i diversi tipi di ceramica differiscono per materie prime, composizione, struttura e proprietà, la tecnologia per la loro produzione (miscelazione, stampaggio e cottura) può essere considerata una caratteristica unificante di questi materiali.
I materiali ceramici sono caratterizzati da proprietà comuni (alto punto di fusione, elevata durezza e modulo elastico, inerzia chimica). Inoltre, questi materiali si distinguono per un'ampia gamma di proprietà elettriche e termiche (dai superconduttori ai dielettrici, dagli isolanti termici ai materiali altamente dissipatori di calore), e hanno proprietà specifiche (emissive, ottiche, nucleari, catalitiche). La ceramica viene utilizzata per realizzare gioielli, materiali da costruzione (comprese piastrelle e mattoni di rivestimento), stoviglie (porcellana e argilla), rivestimenti di forni, utensili da taglio, parti di apparecchiature chimiche e metallurgiche, guarnizioni per pompe che funzionano in condizioni di usura abrasiva, parti di motori ( turbine a combustione interna e a gas) e razzi, ecc.
La maggior parte dei materiali ceramici sono composti contenenti ossigeno. Tra questi rientrano i composti silicatici (a base di argille e altri silicati) e da ossidi metallici refrattari puri (ossidi di berillio, magnesio, alluminio, zirconio, afnio, ecc.).
I composti privi di ossigeno includono materiali ceramici costituiti da carburi, nitruri, boruri, siliciuri, ecc.
Esistono materiali ceramici porosi e densi (ceramica di pietra); grossolana (con struttura eterogenea) e fine (con struttura fine-cristallina).
Ceramica all'ossido di alluminio A1 2 O 3 (corindone) ha un'elevata resistenza, che viene mantenuta ad alte temperature. La ceramica al corindone è chimicamente resistente ed è un eccellente dielettrico. I prodotti realizzati con questo materiale vengono utilizzati in molti campi della tecnologia (piastre di taglio utilizzate ad alte velocità di taglio, calibri, matrici per trafilare filo di acciaio, ugelli, parti di forni ad alta temperatura, cuscinetti di trasportatori di forni, parti di pompe, candele di accensione interne motori a combustione). La ceramica a base di ossido di alluminio con una struttura densa viene utilizzata come materiale sottovuoto e la ceramica porosa viene utilizzata come materiale di isolamento termico. Vari metalli, ossidi e scorie vengono fusi in crogioli di corindone.
Caratteristiche ossido di zirconio(ZrO 2) sono di natura debolmente acida o inerte e hanno una bassa conduttività termica. Temperature di applicazione consigliate per ceramica ZrO 2 2.000…2.200 °C; viene utilizzato per la fabbricazione di crogioli refrattari per la fusione di metalli e leghe, come isolamento termico di forni, apparecchi e reattori, come rivestimento sui metalli per proteggere questi ultimi dalle temperature.
Ceramiche a base di ossidi di magnesio e calcioÈ resistente all'azione delle scorie basiche di vari metalli, compresi quelli alcalini. Ma la resistenza termica di tali materiali è bassa. L'ossido di magnesio è volatile alle alte temperature e l'ossido di calcio è in grado di idratarsi anche nell'aria (sono usati per realizzare crogioli). Inoltre, l'MgO viene utilizzato per il rivestimento di forni, apparecchiature pirometriche, ecc.
Ceramica all'ossido di berillio Ha un'elevata conduttività termica, che conferisce a questo materiale un'elevata resistenza al calore, ma le sue proprietà di resistenza sono basse. L'ossido di berillio ha la capacità di dissipare le radiazioni ionizzanti ad alta energia, ha un elevato coefficiente di moderazione dei neutroni termici e viene utilizzato per realizzare crogioli per la fusione di alcuni metalli puri, nonché ceramiche sotto vuoto nei reattori nucleari.
Va notato che sono stati sviluppati e vengono utilizzati materiali ceramici a base di ossidi di titanio, torio, uranio, ecc.
Le ceramiche prive di ossigeno vengono create sulla base di composti che non contengono ossigeno. Questi includono composti di elementi con carbonio (MeC) - carburi, con azoto (MeN) - nitruri, con boro (MeB) - boruri, con silicio (MeSi) - siliciuri e con zolfo (MeS) - solfuri. Questi composti si distinguono per elevata resistenza al fuoco (2.500...3.500 °C), durezza (a volte simile al diamante) e resistenza all'usura (rispetto ad ambienti aggressivi). Allo stesso tempo, i materiali sono estremamente fragili. La resistenza all'ossidazione alle alte temperature (resistenza alle incrostazioni) dei carburi e dei boruri è di 900...1.000 °C, per i nitruri è leggermente inferiore. I siliciuri possono resistere a temperature di 1.300...1.700 °C (sulla superficie si forma una pellicola di silice).
Sono ampiamente utilizzati i carburi di silicio, cromo, titanio, tungsteno e altri. Il carburo di silicio viene utilizzato per realizzare materiali refrattari, materiali strutturali, materiali abrasivi, materiali elettrici, ecc. Il carburo di titanio viene utilizzato per realizzare parti per pompe dell'industria chimica, pale di turbine a gas, elettrodi, leghe dure, ecc. Il carburo di tungsteno viene utilizzato principalmente per la produzione di leghe dure per frese, frese ed altri utensili.
I nitruri sono composti di azoto con più elementi elettropositivi, principalmente metalli. I composti refrattari con elevata durezza, buona resistenza all'usura e resistenza chimica sono nitruri di alluminio, boro, silicio e titanio.
Il nitruro di alluminio ha anche buone proprietà di isolamento elettrico. Viene utilizzato come materiale isolante elettrico, refrattario (crogioli, rivestimenti di forni) e da esso vengono ricavati baffi (per rinforzare i materiali compositi). Le proprietà meccaniche delle modifiche superdure del nitruro di boro sono vicine alle proprietà del diamante. Sono utilizzati per la produzione di materiali per utensili e materiali superduri come “borazon”, “esanite”, “elbor”. Il nitruro di silicio viene utilizzato come materiale per utensili, materiale strutturale, materiale di attrito, materiale refrattario. Il nitruro di titanio viene utilizzato per rivestire le superfici degli stampi e come rivestimento decorativo di colore dorato. I nitruri di molibdeno e niobio sono superconduttori a determinate temperature.
I boruri hanno proprietà metalliche. Sono resistenti all'usura, duri, resistenti all'ossidazione e la conduttività elettrica dei boruri è molto elevata. Nella tecnologia vengono utilizzati diboruri di metalli refrattari (TiB 2, ZrB 2, ecc.). Sono drogati con silicio o disiliciuri, che li rendono stabili fino al punto di fusione. Il diboruro di zirconio è stabile nelle fusioni di alluminio, rame, ghisa, acciaio, ecc. Viene utilizzato per la produzione di termocoppie che funzionano a temperature superiori a 2.000 ° C in ambienti aggressivi, nonché tubi, contenitori e crogioli. A causa del loro elevato livello di proprietà meccaniche, resistenza al calore e resistenza al calore, i boruri sono ampiamente utilizzati come materiali strutturali per componenti e parti di turbine a gas, motori a reazione, per ugelli di spruzzatura metallici, coperture di termocoppie, ecc.
I siliciuri differiscono dai carburi e dai boruri per le proprietà dei semiconduttori, la resistenza alle incrostazioni e la resistenza agli acidi e agli alcali. Questi materiali possono essere utilizzati a temperature di 1.300...1.700 °C; a temperature di 1.000 °C non interagiscono con piombo fuso, stagno e sodio. Il disiliciuro di molibdeno (MoSi2) è ampiamente utilizzato come riscaldatore elettrico stabile nei forni a temperature di 1.700°C per diverse migliaia di ore. Le pale delle turbine a gas e i rivestimenti degli ugelli del motore sono realizzati in MoSi 2 sinterizzato. Nell'ingegneria radio ed elettrica i siliciuri vengono utilizzati come materiali semiconduttori ad alta temperatura.
I solfuri (a seconda del rapporto tra zolfo e metallo nel composto) sono semiconduttori ordinari, semiconduttori a gap stretto o hanno proprietà metalliche. Questi materiali sono utilizzati nell'ingegneria elettrica ed elettronica. I solfuri sono caratterizzati da un'elevata resistenza chimica ai metalli fusi e ai sali ad alte temperature. I solfuri sono utilizzati come refrattari per crogioli e altri prodotti nella metallurgia di precisione e nell'industria chimica come catalizzatori.
Va notato che sono in fase di sviluppo nuove composizioni di materiali ceramici, le tecnologie per la produzione di prodotti da questi materiali vengono migliorate e l'ambito della loro applicazione è in costante espansione.
) e loro miscele con additivi minerali, fabbricati ad alta temperatura seguita da raffreddamento.
In senso stretto la parola ceramica significa argilla cotta. Tuttavia, l'uso moderno del termine amplia il suo significato per includere tutti i materiali inorganici non metallici. I materiali ceramici possono avere una struttura trasparente o parzialmente trasparente e possono essere realizzati in vetro (vedi vetroceramica). Le prime ceramiche venivano usate come piatti realizzati con argilla o miscele di essa con altri materiali. Attualmente, la ceramica viene utilizzata come materiale industriale (ingegneria meccanica, costruzione di strumenti, industria aeronautica, ecc.), come materiale da costruzione, materiale artistico e come materiale ampiamente utilizzato in medicina e scienza. Nel 20° secolo furono creati nuovi materiali ceramici da utilizzare nell’industria dei semiconduttori e in altri campi.
Anche la parola "ceramica" deriva dall'indoeuropeo Kerry e significa calore. Dove "Ceramica" può essere utilizzato come aggettivo per descrivere un materiale, prodotto o processo; o appena il sostantivo plurale "ceramica".
Storia
Storicamente, la ceramica era dura, porosa e fragile. Lo studio della ceramica sta portando allo sviluppo di metodi sempre più nuovi per risolvere questi problemi, prestando particolare attenzione alla resistenza dei materiali, nonché ai loro usi insoliti.
La ceramica è conosciuta fin dall'antichità e è forse il primo materiale creato dall'uomo. La comparsa della ceramica risale al Mesolitico e al Neolitico. Diversi tipi di ceramica sono la terracotta, la maiolica, la maiolica, il gres, la porcellana, la vetroceramica.
In base all'origine della parola ceramica si intendono quei prodotti per i quali l'argilla (nel caso del caolino), mista a feldspato, quarzo o calce, funge da materia prima principale. Queste materie prime vengono mescolate e lavorate fino a formare una massa, che viene modellata a mano o su una piattaforma girevole e poi cotta.
Man mano che si perfezionavano i processi produttivi si formarono alcuni tipi di ceramica, che differivano a seconda delle proprietà educative del coccio e del calore incandescente. La maggior parte di essi sono ancora detenuti oggi. Il tipo più antico è un prodotto ceramico comune con un frammento terroso, colorato e poroso. Si tratta di ceramiche domestiche tipiche o di prodotti nobilitati in vari modi: mediante stampaggio e incisione (ad esempio Bucchero nero), un sottile strato di rivestimento (ceramica greca e terra romana - sigillata), smalto colorato (ceramica Haffner del Rinascimento). Inizialmente la ceramica veniva modellata a mano. L'invenzione del tornio da vasaio nel terzo millennio aC fu un grande progresso, che permise di produrre piatti con pareti più sottili.
Entro la fine del XVI secolo, in Europa la ceramica passò alla maiolica. Possedendo un frammento poroso di ferro e calce contenente ma terracotta bianca o argilla per piastrelle, è ricoperto da due smalti: uno smalto opaco contenente stagno e uno smalto di piombo trasparente e lucido. La maiolica, originaria dei paesi transalpini, è chiamata maiolica. Il decoro è stato dipinto sulla maiolica utilizzando smalto umido prima della cottura del prodotto ad una temperatura di circa 1000°C. Le vernici per la verniciatura venivano prelevate con la stessa composizione chimica dello smalto, ma una parte significativa di esse erano ossidi metallici resistenti alle alte temperature (le cosiddette vernici ignifughe: blu, verde, giallo e viola). A partire dal XVIII secolo si iniziarono ad utilizzare le cosiddette vernici a muffola, che venivano applicate su smalto già cotto. Con il loro aiuto, soprattutto sulla porcellana, si ottengono buoni risultati.
Nel XVI secolo la produzione del gres si diffuse in Germania. Bianco (ad esempio a Siegburg) o colorato (ad esempio a Rehren), un frammento molto denso è costituito da argilla mista a feldspato e altre sostanze. Il gres cotto alla temperatura di 1200-1280 °C risulta molto duro e praticamente non poroso. In Olanda, seguendo l'esempio della ceramica cinese, si cominciò a produrla rossa, e la stessa caratteristica è rivelata dal gres di Böttger.
Il gres è stato prodotto anche da Wedgwood in Inghilterra. La maiolica fine come tipo speciale di ceramica nacque in Inghilterra nella prima metà del XVIII secolo con un frammento bianco poroso ricoperto da uno smalto bianco. A seconda della forza del frammento, è diviso in maiolica morbida e sottile con un alto contenuto di calce, media - con un contenuto inferiore e dura - senza calce. Quest'ultimo frammento somiglia spesso al gres o alla porcellana per composizione e resistenza.
Il cemento è ampiamente utilizzato nella costruzione: uno dei tipi di ceramica, le cui materie prime sono argilla e calcare mescolati con acqua.
La storia della comparsa della ceramica nella Rus'
La ceramica in Russia
La ceramica è conosciuta fin dall'antichità e è forse il primo materiale creato dall'uomo. La Russia occupa degnamente un posto di primo piano nel mondo nel campo della ceramica, nonostante nella letteratura internazionale la questione dell'emergere della produzione di porcellana e ceramica sia spesso sminuita. Usando l'esempio dell'aspetto della ceramica nera, è stato archeologicamente dimostrato che già nel III millennio a.C. e. le ceramiche nere lucide erano usate per scopi rituali e cerimoniali. Danni significativi allo sviluppo della ceramica in Russia furono causati solo da un'invasione mongolo-tartara, che distrusse gran parte delle conquiste dei vasai russi dei secoli IX-XII. Ad esempio, scomparvero i vasi ad anfora a due manici e le lampade verticali, l'ornamento, l'arte dello smalto cloisonné e lo smalto divennero più semplici (quello più semplice era giallo, e sopravvisse solo a Novgorod).
Solo nel XV secolo continuò lo sviluppo della ceramica nella Rus'. In Russia e oggigiorno, soprattutto nelle zone rurali, ogni vaso di ceramica è insostituibile. Il cibo in vasi di ceramica è il più saporito e si conserva a lungo.
Di particolare interesse era ed è la produzione di piatti in ceramica al tornio. I cosiddetti kvas (recipienti per zuppa di cavolo acido, purè, birra, lievito o kvas di frutta) apparvero a Mosca nel XIX secolo.
Ceramica trasparente
Storicamente i materiali ceramici sono opachi a causa della natura della loro struttura. Tuttavia, la sinterizzazione di particelle di dimensioni nanometriche ha permesso di creare materiali ceramici trasparenti con proprietà (intervallo di lunghezze d'onda operative, dispersione, indice di rifrazione) che si trovano al di fuori dell'intervallo di valori standard per i vetri ottici.
Vedi anche
- Ceramica saldata
Collegamenti
Fondazione Wikimedia.
2010.
Materiali non metallici da composti inorganici refrattari, ottenuti mediante sinterizzazione, metodi plasma-chimici e altri. K. m hanno resistenza alle alte temperature, resistenza al calore, durezza, isolamento elettrico e altri oggetti preziosi... ... Enciclopedia della tecnologia
materiali ceramici Enciclopedia "Aviazione"
materiali ceramici- materiali ceramici materiali non metallici da composti inorganici refrattari ottenuti mediante sinterizzazione, metodi plasma-chimici e altri. K. m. hanno resistenza alle alte temperature, resistenza al calore, durezza,... ... Enciclopedia "Aviazione"
Articolo principale: materiali ottici Guida d'onda basata su ceramica trasparente Materiali ceramici trasparenti materiali trasparenti all'elettromagnetico ... Wikipedia
Materiali ceramici abrasivi- (abrasivi) – sostanze di maggiore durezza, utilizzate allo stato massiccio o frantumato per la lavorazione meccanica (molatura, taglio, abrasione, affilatura, lucidatura, ecc.) di altri materiali. Materiali abrasivi naturali –… …
Materiali ceramici super duri- – materiali ceramici compositi ottenuti introducendo vari additivi leganti e riempitivi nel nitruro di boro originale. La struttura di tali materiali è formata da minuscoli cristalliti strettamente legati e, pertanto, sono... ... Enciclopedia dei termini, definizioni e spiegazioni dei materiali da costruzione
Piastrelle e lastre ceramiche- – prodotti a parete sottile costituiti da massa ceramica e/o altri materiali inorganici. Nota 1. Le piastrelle e le lastre ceramiche vengono utilizzate principalmente per pavimentazioni e rivestimenti. Di norma vengono formati utilizzando... ... Enciclopedia dei termini, definizioni e spiegazioni dei materiali da costruzione
Materiali da costruzione in ceramica- - si ottengono nel processo di lavorazione tecnologica di materie prime minerali (principalmente argilla), capaci di formare un impasto plastico quando mescolato con acqua, che una volta essiccato ha poca resistenza, e dopo la cottura acquisisce... ... Enciclopedia dei termini, definizioni e spiegazioni dei materiali da costruzione
Prodotti ceramici per rivestimenti- – vengono prodotti smaltati e non smaltati. Questi includono mattoni faccia a vista e piastrelle con rivestimento in moquette. I mattoni e le pietre con rivestimento in ceramica hanno gradi di resistenza di 75.100.125.150; assorbimento d'acqua 6...14%. [Dizionario dei materiali da costruzione e... ... Enciclopedia dei termini, definizioni e spiegazioni dei materiali da costruzione