Материал керамика что это
Всё о керамике: история появления, разновидности, особенности изготовления
Слово «керамика» у многих ассоциируется с чем-то тёплым, домашним, уютным. И не просто так. Керамические изделия издревле активно использовались в быту. Из керамики изготавливалась посуда, декоративные элементы, её использовали в архитектурном и строительном деле. Не утратила керамика актуальности и сегодня.
Содержание
Немного об истории материала
Многие учёные сегодня сходятся на том, что керамические изделия появились ещё в период неолита. Именно в это время люди начали вести оседлый образ жизни, занялись обустройством жилища, разведением скота, земледелием. И, естественно, для нормальной организации быта им требовалась посуда. Проще всего её было изготовить из глины, которую впоследствии обжигали для большей крепости. Обожжённая глина позволяла получить герметичные и при этом прочные ёмкости разного объёма для хранения продуктов разной консистенции.
Изначально изготовление глиняной (керамической) посуды больше походило на лепку из пластилина. Нужную форму изделиям мастерицы придавали пальцами (да, до определённого момента этим промыслом занимались исключительно женщины).
Обжиг же осуществляли на кострах при довольно низкой (в сравнении с современной технологией производства керамики) температуре – всего около 600 градусов. Уже позже с развитием ремесленного мастерства появились специальные печи, в которых при помощи подкачки воздуха можно было добиться более высокой температуры.
Процесс изготовления прообразов керамической посуды был предельно простым, а потому неудивительно, что первые образцы были довольно хрупкими и неказистыми. Но и для этой проблемы люди нашли решение. Они наловчились полировать посуду при помощи камня или дерева. Затем, когда человек озаботился не только функциональностью своего жилища, но и его уютом, глиняные изделия начали украшать. Сначала это были лишь рельефные узоры, затем ёмкости обзавелись глиняными ручками, а чуть позднее их начали покрывать особой краской (которая добывалась всё из той же глины).
Расцвета производство посуды из глины достигло около 4000 лет назад в Китае, а вот в том виде, в котором представлено большинство керамических изделий сегодня, глиняные изделия начали производиться в XIII веке, когда страной правила династия Сунг.
Секреты технологии китайского фарфора тщательно охранялись. Ни одному европейцу не удавалось узнать хоть какие-то подробности создания тех удивительных изделий из тонкого и нежного материала. Но всё изменилось в 1710 году, когда Иоганн Фридрих Бёттгер (придворный немецкий алхимик) сумел самостоятельно подобрать формулу, которая позволяла изготовить керамическую посуду, практически полностью идентичную китайской.
Это знаменательное открытие позволило открыть в городе Мейсене первую европейскую фабрику по производству керамики. Кстати, фабрика функционирует по сей день. Продукция, изготавливаемая немцами, пользовалась огромным успехом, особенно у аристократических семей из России. Заказов было порой так много, что производителям пришлось выделить несколько отдельных дней в неделе, в которые изготавливались керамические изделия только для клиентов Российской империи.
Современное производство
Сегодня керамика как отечественного, так и зарубежного производства изготавливается посредством обжига глины или глиняных смесей:
Разновидности
Все керамические изделия принято разделять на две основные группы:
Терракота
С итальянского это название можно перевести, как «обожжённая почва/земля». Терракота представляет собой керамические неглазурованные изделия, которые производятся из цветных сортов глины. Терракота имеет пористую фактуру и применяется чаще всего в художественных, бытовых или же строительных сферах деятельность.
Продукция, изготавливаемая из материала:
Гончарная керамика
Эта продукция требует дополнительной обработки. Перед тем как отправить заготовку на обжиг, её полируют любым гладким инструментом (т.е. «лощат»), как бы уплотняя внешний глиняный слой. Процедура повторяется до тех пор, пока форма не приобретёт особый блеск. Это делает изделие водонепроницаемым.
Такую керамику также подвергают морению, т.е. долгой выдержке в дыму медленно остывающей печи. Иногда мастера пользуются запаркой или обваркой: они вынимают готовое изделие из печки и опускают в воду, в которой была разведена мука. На поверхности заготовки образуются своеобразные подпалины, и она становится водонепроницаемой.
Сегодня гончарная керамика пользуется довольно широкой популярностью (даже в сравнении с фарфором). Из неё изготавливают:
Майолика
Майолика – это изделия, создаваемые из гончарных глин, которые покрываются особым типом глазури – эмалью. Техника майолики зачастую применяется для производства декоративной продукции, предметов декора, изразцов, наличников, панно. Встречаются и образцы посуды, выполненные в этой технике, но они, опять же, скорее являются предметами декора в современном мире.
Фаянс
Керамика, имеющая плотный мелкопортисый черепок (обычно белого оттенка). Такие заготовки покрываются прозрачной или глухой (непрозрачной) глазурью. За основу фаянса берут белую глину.
Фаянс легко можно отличить от той же майолики: у него выступы на посудном донышке белые, а у гончарной керамики тёмные. Это отличие сближает материал с фарфором, однако он не обладает столь же ослепительной белизной и прозрачностью, как более дорогой фарфор.
Из фаянса изготавливают:
Фарфор
Особая разновидность керамики, отличающаяся стойкостью к химическому и температурному воздействию. Условно можно разделить фарфор на два вида:
И отличие этих двух разновидностей не в твёрдости фактуры, а в устойчивости к высоким температурам. В мягком фарфоре намешено гораздо больше сторонних веществ, которые придают готовым изделиям дополнительные характеристики, например, просвечиваемость.
Мягкий фарфор используется для изготовления предметов декора, а твёрдый для посуды и технических элементов.
Фарфор могут не покрывать ничем, тогда он остаётся матовым. Подобный материал называют «бисквитом». Однако чаще всего в продаже встречаются фарфоровые глазурованные изделия. Их расписывают по двум основным технологиям: подглазурной росписью и надглазурной росписью. Надглазурное покрытие выглядит более ярким (поскольку художнику доступна более обширная палитра оттенков).
Шамот
Это керамический бой, который замешивают на глине. Материал имеет грубозернистый состав, а глазурь, наносимая на поверхность изделий, растекается пятнами, не закрывая их полностью. Это придаёт особый шарм керамической продукции.
Шамотная керамика не боится низких температур, чаще всего она используется в декоративно-прикладном искусстве, а также для изготовления вазонов, горшков, кашпо, амфор, оснований для фонтанов.
КЕРА́МИКА
Том 13. Москва, 2009, стр. 583
Скопировать библиографическую ссылку:
КЕРА́МИКА (от греч. ϰεραμιϰὴ τέχνη – гончарное искусство, от ϰέραμος – глина), изделия и материалы, получаемые обычно спеканием глин и их смесей с минер. добавками, а также оксидов и др. неорганич. соединений. Для изготовления К. используется как природное сырьё (глины и их смеси, природные минералы), так и синтетич. соединения (напр., оксиды, карбиды, нитриды, бориды, силициды металлов). К. часто называют по используемым минералам или химич. соединениям, напр. корундовая, стеатитовая, титановая, на основе нитрида бора и др. В зависимости от состава исходного сырья и технологии произ-ва получают керамич. материалы с разнообразными свойствами и пористостью. К. различают: по назначению – строительная керамика (кирпич, черепица, плитка, канализационные и дренажные трубы, санитарные изделия), хозяйственно-бытовая и худож. К. (изделия из терракоты, майолики, фаянса, каменной массы, фарфора), техническая керамика (электроизоляционная, радиотехническая, пьезокерамика и др.), огнеупорная К. (применяемая в тепловых агрегатах); по структуре – грубая с пористостью 5–95% (строительная и огнеупоры) и тонкая (плотная) с пористостью менее 5% (художественная, хозяйственно-бытовая и техническая).
Керамические материалы
Керамика (др.-греч. κέραμος — глина) — изделия из неорганических, неметаллических материалов (напримерглины) и их смесей с минеральными добавками, изготовляемые под воздействием высокой температуры с последующим охлаждением. [1]
В узком смысле слово керамика обозначает глину, прошедшую обжиг. Однако современное использование этого термина расширяет его значение до включения всех неорганических неметаллических материалов. Керамические материалы могут иметь прозрачную или частично прозрачную структуру, могут происходить из стекла (см. ситаллы). Самая ранняя керамика использовалась как посуда из глины или из смесей её с другими материалами. В настоящее время керамика применяется как индустриальный материал (машиностроение, приборостроение, авиационной промышленности и др.), как строительный материал, художественный, как материал широко используемый в медицине, науке. В 20-ом столетии новые керамические материалы были созданы для использования в полупроводниковой индустрии и др. областях
Слово «керамический» происходит также от индоевропейского Керри, означая высокую температуру. Откуда «Керамический» может использоваться как прилагательное, описывающее материал, продукт или процесс; или как только существительное во множественном числе «керамика».
Содержание
История
Исторически керамические изделия были твёрдыми, пористыми и хрупкими. Изучение керамики приводит к разработке все новых и новых методов для решения данных проблем, уделяя особое внимание сильным сторонам материалов, а также и необычному их использованию.
Керамика известна с глубокой древности и является, возможно, первым созданным человеком материалом. Время появления керамики относят к эпохе мезолит и неолита. Различными видами керамики являются терракота, майолика, фаянс, каменная масса, фарфор, ситаллы.
Исходя из происхождения слова керамика понимаются такие изделия, для которых глина (при случае каолин), смешанная с полевым шпатом, кварцем или известью, служит главным сырьем. Эти исходные вещества перемешиваются и перерабатываются в массу, которая либо от руки, либо на поворотном круге формуется и затем обжигается.
К концу XVI века керамика переходит в Европу майолика. Обладая пористым черепком из содержащей железо и известь, но при этом белой фаянсовой массы или изразцовой глины, она покрыта двумя глазурями: непрозрачной, с содержанием олова, и прозрачной блестящей свинцовой глазурью. Майолика родом из заальпийских стран называется фаянсом. Декор писали на майолике по сырой глазури, прежде чем обжечь изделие при температуре порядка 1000 °C. Краски для росписи брались того же химического состава, что и глазурь, однако их существенной частью были окислы металлов, которые выдерживали большую температуру (так называемые огнеупорные краски — синяя, зеленая, желтая и фиолетовая). Начиная с XVIII века, стали применять так называемым муфельные краски, которые наносились на уже обожженную глазурь. С их помощью особенно на фарфоре, достигают высоких результатов.
В XVI веке в Германии распространяется производство каменной посуды. Белый (например, в Зигбурге) или окрашенный (например, в Ререне) весьма плотный черепок состоит из глины, смешанной с полевым шпатом и другими веществами. Обжигаясь при температуре 1200—1280 °С, каменная посуда очень тверда и практически непориста. В Голландии, по образцу Китайской керамики, ее стали производить красной, и ту же особенность обнаруживает каменная посуда Бётгера.
Каменная посуда также изготовлялась Веджвудом в Англии. Тонкий фаянс как особый сорт керамики рождается в Англии в первой половине XVIII века с белым пористым черепком, покрытым белой же глазурью. Он в зависимости от крепости черепка делится на мягкий тонкий фаянс с высоким содержанием извести, средний — с более низким ее содержанием и твердый — совсем без извести. Этот последний по составу и крепости черепка часто напоминает каменную посуду или фарфор.
В строительстве широко применяется цемент — один из видов керамики, сырьем для которого служат глина и известняк, смешанный с водой. [2]
История появления керамики на Руси
Керамика в России
Керамика известна с глубокой древности и является, возможно, первым созданным человеком материалом. Россия в области керамики достойно занимает ведущее место в мире, несмотря на то, что в международной литературе вопрос о возникновении фарфорового и керамического производства часто умаляется. На примере появления чёрной керамики археологически доказано, что уже в 3-ем тысячелетии до н. э. чёрная лощённая керамика использовалась в ритуальных и обрядовых целях. Значительный ущерб развитию керамики в России нанесло только одно монголо-татарское нашествие, которое много уничтожило достижений русских гончаров IX—XII веков. Например, исчезли двуручные корчаги-амфоры, вертикальные светильники, более простым стал орнамент, искусство перегородчатой эмали, глазурь (самая простая — жёлтая, уцелела только в Новгороде).
Лишь в XV веке прдолжалось развитие керамики на Руси. В России и в настоящее время, особенно в сельской местности, каждый керамический сосуд незаменим. Пища в керамических горшках самая ароматная и долго хранящаяся.
Изготовление керамической посуды на гончарном круге представляло и представляет особый интерес. Так называемые квасники (сосуды для кислых щей, браги, пива, дрожжевых или фруктовых квасов) появились в Москве в ХIX веке.
Прозрачная керамика
Исторически керамические материалы непрозрачны из-за особенностей их структуры. Однако спекание частиц нанометровых размеров позволило создать прозрачные керамические материалы, обладающие свойствами (диапазоном рабочих длин волн излучения, дисперсией, показателем преломления), лежащими за пределами стандартного диапазона значений для оптических стёкол.
Общие сведения о керамических материалах и изделиях
Керамическими называют материалы и изделия, изготовляемые формованием и обжигом глин. «Керамос»- на древнегреческом языке означало гончарную глину, а также изделия из обожженной глины. В глубокой древности из глин путем обжига получали посуду, а позднее (около 5000 лет назад) стали изготовлять кирпич, а затем черепицу.
Большая прочность, значительная долговечность, декоративность многих видов керамики, а также распространенность в природе сырьевых материалов обусловили широкое применение керамических материалов и изделий в строительстве. В долговечности керамических материалов можно убедиться на примере Московского Кремля, стены которого сложены почти 500 лет назад.
Керамические изделия по плотности можно условно разделить на две основные группы: пористые и плотные.
По назначению в строительстве различают следующие группы керамических материалов и изделий:
Наибольшего развития достигли стеновые материалы, причем наряду с общим увеличением объема производства особое внимание обращено на увеличение выпуска эффективных изделий (пустотелый кирпич и камни, керамические блоки и панели и т. д.). Предусмотрено также расширить производство фасадной керамики, особенно для индустриальной отделки зданий, глазурованных плиток для внутренней облицовки, плиток для полов, канализационных и дренажных труб, санитарно-строительных изделий, искусственных пористых заполнителей для бетонов.
СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ.
1. ГЛИНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Каолины. Каолины образовались в природе из полевых шпатов и других алюмосиликатов, не загрязненных окислами железа. Они состоят преимущественно из минерала каолинита. После обжига присущий им белый или почти белый цвет сохраняется.
Глины. Глинами называют осадочные породы, представляющие собой тонкоземлистые минеральные массы, способные независимо от их минералогического и химического состава образовывать с водой пластичное тесто, которое после обжига превращается в водостойкое и прочное камневидное тело.
Наряду с этими минералами в глинах встречаются кварц, полевой шпат, серный колчедан, гидраты окислов железа и алюминия, карбонаты кальция и магния, соединения титана, ванадия. Такие примеси влияют как на технологию керамических изделий, так и на их свойства. Например, тонкораспределенный углекислый кальций и окислы железа понижают огнеупорность глин. Если в глине имеются крупные зерна и песчинки углекислого кальция, то при обжиге из них образуются более или менее крупные включения извести, которая на воздухе гидратируется с увеличением объема (дутики), что вызывает образование трещин или разрушение изделий. Соединения ванадия служат причиной появления зеленоватых налетов (выцветов) на кирпиче, что портит внешний вид фасадов.
2. ОТОЩАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
Для уменьшения усадки при сушке и обжиге, а также для предотвращения деформаций и трещин в жирные пластичные глины вводят искусственные или природные отощающие материалы.
К природным отощающим материалам относятся такие вещества, которые неспособны в смеси с водой образовывать пластичную массу, например кварцевые пески, пылевидный кварц.
Плавни. Введение в глину плавней способствует понижению температуры ее спекания. К числу плавней относятся полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит, тальк и др.
Керамика
Керамика (др.-греч. κέραμος — глина) — изделия из неорганических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготавливаемые под воздействием высокой температуры с последующим охлаждением. [1]
В узком смысле слово керамика обозначает глину, прошедшую обжиг.
Самая ранняя керамика использовалась как посуда из глины или из смесей её с другими материалами. В настоящее время керамика применяется как индустриальный материал (машиностроение, приборостроение, авиационная промышленность и др.), как строительный материал, художественный, как материал, широко используемый в медицине, науке. В XX столетии новые керамические материалы были созданы для использования в полупроводниковой индустрии и др. областях.
Содержание
Виды керамики
В зависимости от строения различают тонкую керамику (черепок [2] стекловидный или мелкозернистый) и грубую (черепок крупнозернистый). Основные виды тонкой керамики — фарфор, полуфарфор, фаянс, майолика. Основной вид грубой керамики — гончарная керамика. кроме того различают керамику карбидную, боридную, силицидную и пр.
Фарфор имеет плотный спекшийся черепок белого цвета (иногда с голубоватым оттенком) с низким водопоглощением (до 0,2 %), при постукивании издает высокий мелодичный звук, в тонких слоях может просвечивать. Глазурь не покрывает край борта или основание изделия из фарфора. Сырье для фарфора — каолин, песок, полевой шпат и другие добавки.
Фаянс имеет пористый белый черепок с желтоватым оттенком, пористость черепка 9 — 12 %. Из-за высокой пористости изделия из фаянса полностью покрываются бесцветной глазурью невысокой термостойкости. Фаянс применяется для производства столовой посуды повседневного использования. Сырье для производства фаянса — беложгущиеся глины с добавлением мела и кварцевого песка.
Полуфарфор по свойствам занимает промежуточное положение между фарфором и фаянсом, черепок белый, водопоглощение 3 — 5 %, используется в производстве посуды.
Майолика имеет пористый черепок, водопоглощение около 15 %, изделия имеют гладкую поверхность, блеск, малую толщину стенок, покрываются цветными глазурями и могут иметь декоративные рельефные украшения. Для изготовления майолики применяется литьё. Сырье — беложгущиеся глины (фаянсовая майолика) или красножгущиеся глины (гончарная майолика), плавни, мел, кварцевый песок.
Гончарная керамика имеет черепок красно-коричневого цвета (используются красножгущиеся глины), большой пористости, водопоглощение до 18 %. Изделия могут покрываться бесцветными глазурями, расписываются цветными глиняными красками — ангобами
История
Первоначально керамика формовалась вручную. Изобретение гончарного круга в третьем тысячелетии до нашей эры (поздний энеолит — ранний бронзовый век) позволило значительно ускорить и упростить процесс формовки изделия. В доколумбовых культурах Америки индейская керамика изготавливалась без гончарного круга вплоть до прихода европейцев.
Отдельные виды керамики формировались постепенно по мере совершенствования производственных процессов, в зависимости от свойств сырья и получаемых условий обработки.
Древнейшие виды керамики — это разнообразные сосуды, а также пряслица, ткацкие грузики и другие предметы. Эта бытовая керамика разными способами облагораживалась — наносился рельеф штамповкой, прочерчиванием, налепными элементами. Сосуды получали разную окраску в зависимости от способа обжига. Их могли лощить, окрашивать или разрисовывать орнаментом, покрывать ангобом, глянцеватым слоем (греческая керамика и римские Terra sigillata [4] ), цветной глазурью («Гафнеркерамика» Ренессанса).
К концу XVI века в Европе появилась майолика (в зависимости от происхождения, также часто называется фаянсом). Обладая пористым черепком из содержащей железо и известь, но при этом белой фаянсовой массы, она была покрыта двумя глазурями: непрозрачной, с высоким содержанием олова, и прозрачной блестящей свинцовой глазурью.
Декор писали на майолике по сырой глазури, прежде чем обжечь изделие при температуре порядка 1000 °C. Краски для росписи брались того же химического состава, что и глазурь, однако их существенной частью были окислы металлов, которые выдерживали большую температуру (так называемые огнеупорные краски — синяя, зеленая, жёлтая и фиолетовая). Начиная с XVIII века стали применять так называемые муфельные краски, которые наносились на уже обожжённую глазурь. Они используются и для росписи фарфора.
В XVI веке в Германии распространилось производство каменной керамической посуды. Белый (например, в Зигбурге) или окрашенный (например, в Ререне), весьма плотный черепок состоял из глины, смешанной с полевым шпатом и другими веществами. После обжига при температуре 1200—1280 °C каменная керамика становилась твердой и практически не пористой. В Голландии производили красную каменную керамику по образцу Китайской керамики, и ту же особенность обнаруживает керамика Бёттгера.
Каменная керамика также изготовлялась Веджвудом в Англии. Тонкий фаянс как особый сорт керамики с белым пористым черепком, покрытым белой же глазурью, появился в Англии в первой половине XVIII века. Фаянс в зависимости от крепости черепка делится на мягкий тонкий фаянс с высоким содержанием извести, средний — с более низким ее содержанием и твердый — совсем без извести. Этот последний по составу и крепости черепка часто напоминает каменную керамику или фарфор.