Proprietà della porcellana e sua applicazione

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Il termine "porcellana" si riferisce a un'ampia gamma di prodotti ceramici realizzati ad alte temperature. Le loro caratteristiche distintive sono una superficie liscia e una bassa porosità. Queste proprietà della porcellana sono ampiamente richieste fino ad oggi. È difficile trovare un'industria o un'economia nazionale, ovunque venga utilizzata.

La porcellana decorativa più comune, oltre a vetreria chimica, corone dentali e isolanti elettrici. Solitamente bianco o bianco sporco, per "cuocere" questo meraviglioso materiale arriva come un pezzo di ceramica non presentabile, che acquisterà la sua forma familiare solo dopo la tostatura in forni ad alta temperatura.

I vantaggi dei servizi cinesi

In questo articolo parleremo delle proprietà e dei tipi di porcellana. Capirai perché questo materiale era così popolare in tutto il mondo che enormi spedizioni furono attrezzate per acquistarlo. Per un servizio bellissimo, che oggi puoi acquistare in qualsiasi negozio, potresti essere ucciso.

Stranamente, ma i prodotti dei maestri cinesi con la ceramica di oggi sono solo parenti, ma non diretti. Per vedere questo, è sufficiente ricordare le proprietà di baseporcellana, che usciva dalle officine del Medio Regno. I materiali sono molto simili tra loro: sia la porcellana moderna che quella antica possono essere sm altate o "naturali". Ma le ceramiche semplici sono molto più morbide. E non se ne può ricavare un servizio di alta qualità.

Perché sta succedendo?

Le proprietà della porcellana, come la forza e la resistenza al calore, sono il risultato delle alte temperature alle quali vengono prodotte le vere ceramiche cinesi. Viene prodotto a una temperatura di 2.650 gradi Fahrenheit (1.454 gradi Celsius). Confrontalo con 2.200 gradi Fahrenheit (1.204 gradi Celsius) per la porcellana normale. Poiché il secondo materiale è di qualità inferiore, non viene utilizzato nell'industria chimica e in altri rami tecnologici della scienza. Inoltre, è porcellana cinese di altissima qualità trasparente alla luce. La ceramica grezza non può dare un tale effetto.

Passioni da spia

La "pasta dura", o vera porcellana, apparve per la prima volta in Cina durante la dinastia Tang (618-907). Ma i prodotti davvero di alta qualità, nelle loro proprietà non inferiori a quelli moderni, divennero noti al mondo solo durante la dinastia Yuan (1279-1368). La prima porcellana cinese era composta da caolino (argilla cinese) e pegmatite, un tipo grezzo di granito.

Era sconosciuto ai ceramisti europei fino all'importazione di attrezzature cinesi durante il Medioevo. Gli europei hanno cercato di duplicare le proprietà della porcellana, ma non ci sono riusciti in questa materia. Dal momento che analizzare la sua composizione chimica eranoincapaci di farlo, i prodotti da loro prodotti assomigliavano solo esternamente a piatti eleganti, fragili e allo stesso tempo durevoli. Si è rivelato così. Per ottenere il segreto della vera produzione di porcellane si sono svolte vere guerre di spionaggio, ma i cinesi hanno custodito il loro segreto più della vita.

Perché questo materiale era così popolare? Il motivo sono le eccellenti proprietà fisiche della porcellana. È più forte della normale ceramica, ha un'elevata conduttività termica, che consente di preparare un ottimo tè in teiere da esso. Inoltre, a causa dello sm alto, la porcellana ha uno sporco estremamente basso, macchiandosi solo sotto l'influenza di pigmenti sintetici. Le coppe degli antichi servizi cinesi rimangono bianche dopo molti secoli.

Ersatzy

Dopo aver mescolato il vetro con l'ossido di stagno per creare un materiale opaco, gli artigiani europei hanno provato a combinare argilla e vetro smerigliato. Queste alternative divennero note come "pasta morbida" o porcellana artificiale. Ma due spiacevoli circostanze la sconvolgevano: tutti questi materiali risultavano troppo morbidi, era impossibile ricavarne prodotti davvero sottili ed eleganti e i costi di produzione erano troppo alti. In breve, le proprietà della porcellana "tipo surrogato" erano tutt' altro che perfette.

Ci sono prove che i nostri maestri padroneggiassero anche l'arte di produrre la vera porcellana, ma tutti i segreti della ceramica russa andarono perduti durante l'invasione tartara-mongola, quando intere città furono bruciate insieme a tutti i loro abitanti. È stata raggiunta anche qualche svoltal'inglese. Hanno creato un tipo di materiale "ossa".

Ma cos'è il bone china, le cui proprietà principali lo hanno reso incredibilmente popolare nella vecchia Europa?

Storia della creazione

Nel 1707, due tedeschi di nome Ehrenfried W alther von Chimhaus e Johan Friedrich Bottger scoprono un metodo di produzione più "sano" che utilizza argilla e feldspato finemente macinato. Nel 17° secolo, gli artigiani inglesi impararono attraverso la sperimentazione che la porcellana, quasi identica alla porcellana cinese, poteva essere ottenuta aggiungendo a questa miscela ossa bruciate finemente macinate.

E in seguito si è scoperto che la versione inglese consente di produrre ceramiche trasparenti a temperature molto più basse, il che riduce notevolmente i costi di produzione. Inoltre, la porcellana di Foggy Albion ha combattuto molto peggio, era molto più forte. Quindi non sorprende che gli inglesi abbiano presto riempito metà del Vecchio e quasi l'intero Nuovo Mondo con i loro servizi.

Quali sono le proprietà della bone china? In primo luogo, i prodotti che ne derivano si distinguono per l'elevata resistenza con peso ridotto e pareti sottili. In secondo luogo, questo tipo di ceramica non può essere utilizzato nell'industria chimica, poiché le sostanze nella sua composizione reagiscono con acidi e alcali.

Materie prime

Come dicevamo, i componenti principali di questo materiale sono estremamente semplici: argilla, feldspato, minerali con contenuto di calcio. Fino ad ora, diverse aziende competono tra loro, come è stato rapidamente stabilitole proprietà della porcellana e della maiolica possono essere radicalmente modificate aggiungendo nuovi elementi alla sua composizione. Naturalmente, se l'esperienza ha successo.

Nonostante la composizione dell'argilla vari a seconda del luogo di estrazione, si trasforma ancora in vetro (che garantisce la levigatezza del prodotto finale) solo a temperature estremamente elevate. Ma questo è vero solo per quei casi in cui le argille non vengono mescolate con materiali la cui soglia di vetrificazione è inferiore. A differenza del vetro, tuttavia, l'argilla è termicamente stabile, il che significa che mantiene la sua forma anche se riscaldata a temperature elevate.

Quindi questo materiale è davvero unico in quanto combina la bassa porosità del vetro con la stabilità e la relativa resistenza della semplice ceramica. Il caolino, un idroalluminosilicato, è sempre stato utilizzato come principale tipo di materia prima. Il feldspato (contenente silicato di alluminio) e la selce, un tipo di quarzo duro, sono ingredienti estremamente importanti in qualsiasi tipo di porcellana. Si sciolgono quando riscaldati, legando insieme il materiale.

Quartz - il "cuore" di porcellana

Questa è la chiave della forza. Le proprietà della porcellana (e del suo utilizzo) sono in gran parte dovute a questa particolare caratteristica: si rompe poco (rispetto al vetro) e le piccole distanze tra le particelle garantiscono l'impermeabilità del materiale all'aria, all'acqua e ad altri composti.

Il quarzo è una "lega" di ossigeno e silicio, i due elementi più abbondanti nella crosta terrestre. Ha tre forme funzionali: direttamente quarzo (cristalli), opale(varietà amorfa) e sabbia (frazione mista, sporca). In generale, il quarzo è stato a lungo utilizzato nella produzione artigianale. La porcellana può contenere anche allumina e pietra ollare, meglio conosciuta come "pietra ollare".

Processo di produzione

Dopo che le materie prime sono state selezionate e pesate, vanno in produzione. In primo luogo, viene pulito e macinato in frazioni molto fini. Successivamente, tutti i componenti vengono miscelati nella proporzione richiesta, a seconda sia delle condizioni di produzione che delle caratteristiche dei prodotti finali. Non appena queste ultime si saranno formate, possono essere inviate subito al forno, oppure vengono prelavate e poi ricoperte con uno strato di glassa.

Naturalmente, il vetro frantumato agisce per primo nel suo ruolo. E solo dopo, futuri vasi, tazze, water e corone dentali vengono inviati alla bocca della fornace. Ora diamo un'occhiata a ciascuna fase separatamente. Dopotutto, le proprietà della porcellana e la sua applicazione dipendono dal loro successo!

Materia prima di frantumazione

Forse, questa è una delle operazioni più importanti, poiché la qualità del prodotto finale dipende dalla completezza della sua realizzazione. La frantumazione viene effettuata utilizzando enormi frantoi meccanici a tamburo. Al secondo passaggio, la dimensione delle particelle viene portata a 0,25 cm Per trasformare la materia prima in polvere fine, vengono utilizzati speciali frantoi a sfere. Questi sono enormi cilindri d'acciaio pieni di sfere di metallo. Quando l'intera struttura ruota, le particelle di materia prima si trasformano in una massa omogenea di macinazione estremamente fine.

Pulire e frullare

La miscela viene fatta passare attraverso filtri fini e quindi alimentata ad uno speciale "trasportatore", che è una lamiera d'acciaio inclinata. Vibrano, per cui le materie prime non vengono solo miscelate automaticamente, ma anche smistate, poiché le particelle più grandi vengono spinte verso l' alto. Se è necessario del materiale bagnato, l'acqua viene spruzzata automaticamente nella linea.

A volte vengono utilizzati filtri con potenti magneti, in quanto questi ultimi possono rimuovere le più piccole impurità di ferro. Quest'ultimo, se entra nel prodotto finito, gli darà una sfumatura rossa indesiderabile. Successivamente i prodotti finiti vengono inviati al forno, dove vengono cotti alle temperature da noi già indicate.

Da quali condizioni di produzione possono dipendere le proprietà del prodotto?

Va notato che durante la cottura finale ci sono molte lavorazioni che influiscono direttamente sulle proprietà della porcellana fredda. In primo luogo, tutte le impurità organiche di carbonio vengono bruciate, l'acqua in eccesso viene evaporata, varie frazioni gassose escono dallo spessore del prodotto futuro. Se allo stesso tempo la temperatura non viene portata a 1100 gradi Celsius, il silicio e altri componenti dello sm alto non saranno in grado di fondersi, il che significa che non formeranno uno strato liscio e chimicamente neutro sulla superficie della ceramica.

Inoltre, queste connessioni sono necessarie per ridurre la distanza tra le particelle dei materiali, per una connessione più affidabile tra di loro. Una volta raggiunta la densità desiderata,il prodotto viene raffreddato, per cui la glassa “tira insieme”, diventa liscia e particolarmente resistente.

Risultati

Allora perché stiamo descrivendo tutto questo? Il fatto è che le proprietà di questo materiale dipendono strettamente dalle caratteristiche e dalle condizioni della sua fabbricazione. Ad esempio, la forza dipende dalla percentuale di contenuto di feldspato nella massa e il numero di pori nella porcellana è minore, maggiore è la quantità di feldspato. Man mano che il quarzo e il residuo ottenuto dalla decomposizione della sostanza argillosa si dissolvono nel vetro, lo scheletro del materiale porcellanato si indebolisce e le deformazioni aumentano. A seconda della finezza di macinazione del quarzo, della composizione della massa, della temperatura e della durata della cottura, la composizione della fase vetrosa comprende dal 15 al 40% di tutto il quarzo introdotto nella massa. Più è, la porcellana è più sottile e "ariosa".

Le proprietà dei materiali ceramici come dielettrici sono caratterizzate principalmente dalla resistenza al passaggio di corrente elettrica nel materiale e sulla superficie dell'isolante. Distinguere tra volume specifico e resistenza superficiale specifica della porcellana.

Oltre a questo, le proprietà chimiche della porcellana sono di grande importanza pratica. Più precisamente, la loro assenza. Le ceramiche sm altate con l'aggiunta di una grande quantità di feldspato e quarzo sono chimicamente neutre. Pensi perché i mortai di farmacisti e chimici sono fatti di questo materiale? È molto più forte del vetro, ma non reagisce.

Lo stato attuale delle cose

Oggi la ceramica (e la porcellana in particolare) stanno vivendo un secondonascita. Si è scoperto che questi materiali possono essere utilizzati nella produzione di vari tipi di microelettronica. L'importanza di questo per la civiltà moderna non ha bisogno di essere spiegata. Gli scienziati hanno anche scoperto che quando vengono aggiunti determinati additivi, la forza della porcellana aumenta in modo esponenziale. Attualmente, sono in corso anche ricerche promettenti nel campo della creazione di nuovi tipi di armature basate su di essa. Quindi non solo i water!

Finalmente, questo materiale sta diventando sempre più importante in medicina. Varie protesi e magnifiche corone dentali: la domanda per loro aumenta ogni anno. Quindi l'antica invenzione cinese rimarrà rilevante per molto tempo.