Keramika. Heterogenní hmota obsahující krystalické složky a póry, příp. skelnou fázi

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Keramika. Heterogenní hmota obsahující krystalické složky a póry, příp. skelnou fázi"

Božena Bártová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Keramika Struktura Heterogenní hmota obsahující krystalické složky a póry, příp. skelnou fázi Typologie keramiky Nasákavost > 5 %: Nasákavost < 5 %: stavební žárovzdorná technická (el. a tepel. izolátory, radiotechnické součástky, filtry, řezné nástroje) spotřební (sanitární, zdravotní a užitková keramika) umělecká řemesla Výroba Příprava směsi: zdrobňování, příp. třídění prosévání mísení: dle zrnitosti monodisperzní směs pro pórovité výrobky s větší nasákavostí polydisperzní směs pro hutné výrobky s menší nasákavostí vlhčení vodou homogenizace, míchání a hnětání Tvarování: suché a zvlhlé směsi lisování plastická těsta lisování (protlačování), tažení, vytáčení, ražení řídké suspenze odlévání do forem Sušení: projevuje se efekt smrštění z úbytku vody

třídění prosévání mísení: dle zrnitosti monodisperzní směs pro pórovité výrobky s větší nasákavostí polydisperzní směs pro hutné výrobky s menší nasákavostí vlhčení vodou homogenizace,

2 Vypalování: mechanismus slinování spékání, v úloze pojiva je tavivo (složka s nejnižším bodem tavení), probíhá při teplotě t < t tav efekt zpevnění v tuhém stavu zhutňování, snížení pórovitosti, smršťování vlivem dalšího úbytku vody, zvýšení měrné hmotnosti částečné natavování a fázové přeměny Porcelán Historie evropského porcelánu: Ehrenfried Walter von Tschirenhaus ( ), matematik a fyzik Královská laboratoř saského kurfiřta a polského krále Augusta II. Velikého Johan Fridrich Böttger, ředitel nově založené královské manufaktury Míšeň Vlastnosti Popis porcelánu chemicky: Popis porcelánu petrograficky: Měrná hmotnost ρ = 2,35 2,45 g/cm 3 Měknutí C Mez pevnosti v tlaku σ P tlak = 735,5 MPa Mez pevnosti v tahu σ P tah = 29,5 MPa El. pevnost kv/mm Tepelná vodivost λ = 1,256 x 10-2 J/cm.s. C Suroviny % SiO 2, % Al 2 O 3, % Na 2 O, K 2 O jehličkové krystaly mullitu (3Al 2 O 3.2SiO 2 ) + krystaly křemene (SiO 2 ) spojené sklovinou (40 60 %) t tav mullitu < t tav křemene Hornina Nerost Chemický vzorec Krystová soustava Tvrdost Hustota g/cm 3 Kaolín Kaolinit Al 2 (OH) 4 Si 2 O 5 Jednoklonná 2 2,5 2,6 2,36 Křemenný Křemen SiO 2 <573 C 7 2,65 písek Trigonální > 573 C Hexagonální Korund Al 2 O 3 Trigonální 9 4,1 Živce AlSi Albit NaAlSi 3 O 8 Trojklonná 6 7 2,62 Anorbit CaAl 2 Si 2 O 8 Trojklonná 6 2,75 Živce K Trojklonná 6 6,5 2,5 2,9 Jednoklonná Živce Ba Jednoklonná Skladba surovin: kaolín % typické složení: 50 % kaolínu živce % 25 % živce křemen % 25 % křemene (mletý střep max 5 %)

fyzik Královská laboratoř saského kurfiřta a polského krále Augusta II. Velikého Johan Fridrich Böttger, ředitel nově založené královské manufaktury Míšeň 21.

3 Druhy porcelánu Porcelán měkký: Porcelán tvrdý: Porcelán zubní: Porcelán kostní: více živců, nižší vypal. teploty, vyšší el. pevnost více kaolínu, lepší mech. a tepel. vlastnosti 70 % živce 30 % kostního popela (Velká Británie) Výroba:

teploty, vyšší el. pevnost více kaolínu, lepší mech.

4 Keramické pece Vyzdívka ŽVM Zástupný chemický vzorec Krystalová soustava Tvrdost Hustota g/cm 3 Šamot SiO 2 + Al 2 O 3 Směs lupků, živ. jílů a zlomků Sillimanit Al 2 O 3. SiO 2 Triginální 6-7 3,24 Mullit 3Al 2 O 3.2SiO 2 Trigonální. trigonální (rhombická, čtverečná) Typy pecí: plamenné komorové přetržité elektrické etážové nepřetržité vozové kulaté (19. stol.) tunelové karuselové s postupujícím plamenem s postupující vsázkou Pórovina Pórovitá keramika, bílý střep, průsvitná glazura Užití: zdravotní technika, el. technika, aut. svíčky, přesná keramika do měř. přístrojů, nosiče topných drátků, topná tělesa, tepelně stínicí tělesa, el. izolátory Suroviny: Výroba: keramické jíly křemenný písek (ostřivo) vápenec nebo dolomit + živec (tavidlo) lití nebo lisování sušení vypalování C glazování (někdy jednožárový výpal) vypalování v pouzdrech 1100 C Kamenina Hutný střep, krytí glazurou, nasákavost 5 %, el. pevnost kv/mm Složení: ostřivo + tavivo, tj. pojivo (živec, čedič, znělec) Glazování: na surový střep namáčením při vypalování v peci, v prostředí par NaCl Užití: kanalizační, laboratorní a stavební části, el. izolátory Vybrané aplikace keramiky Keramická topná tělesa: kaolinit

) tunelové karuselové s postupujícím plamenem s postupující vsázkou Pórovina Pórovitá keramika, bílý střep, průsvitná glazura Užití: zdravotní technika, el. technika, aut.

5 ohnivzdorný jíl: kaolinit, křemen, slída, vápenec, organická hmota, zrnitost < 0,002 mm) mastek: Mg 3 (OH) 2 (Si 2 O 5 ) 2, jednoklonný, tvrdost podle Mohsovy stupnice = 1, měrná hmotnost ρ = 2,6 2,8 g/cm 3 ) Keramické filtry, napěněná keramika: požití v metalurgii, mezipánve ZPO, filtrace oceli Pojiva technická (vodní sklo) stavební (maltoviny) Vodní sklo Pojiva Chemická podstata: křemičitan Na +, K + Užití: výroba tmelů, malba na sklo, apretura tkanin., lepidla, těsnění Výroba: tavení křemenného písku s natritem (nerost se stejných chemickým složením jako soda) nebo potašem SiO 2 + Na 2 CO 3 Na 2 SiO 3 + CO 2 SiO 2 + K 2 CO 3 K 2 SiO 3 + CO 2 Sádra Surovina: sádrovec Pálení 900 C v šachtových nebo rotačních pecích CaSO 4. 2 H 2 O CaSO H 2 O Podle teploty výpalu C se sádrovec zbavuje mineralogicky vázané vody. Teplota a doba výpalu se musí regulovat, aby nevzniklo vápno: CaSO 4. 2 H 2 O CaO + SO H 2 O CaO + H 2 O Ca(OH) 2 Vápno Surovina: vápenec Výroba: disociace C v rotačních nebo šachtových pecích CaCO 3 CaO + CO 2 Hašené vápno CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 Portlantský cement Surovina: Užití: vápence (znečištěné jíly, písky, železitými sloučeninami) betonové a maltové směsi Slínkový nerost Chemický vzorec Vlastnosti Alit 3 CaO. SiO % v cementu křemičitan trojvápenatý Belit 2 CaO. SiO 2 křemičitan dvojvápenatý % v cementu, malé hydrat. teplo, pevnost až po delší době

+, K + Užití: výroba tmelů, malba na sklo, apretura tkanin.

6 3 CaO. Al 2 O 3 hlinitan trojvápenatý Brownmillerit 4 CaO. Al 2 O 3. Fe 2 O 3 hlinitoželezitan čtyřvápenatý Celit 3 CaO. Al 2 O CaO. Al 2 O 3. Fe 2 O 3 + sklovina velké hydratační teplo, zvyšuje počáteční pevnost, smrštivost Žárobetony Spojovací a tmelicí hmota Slínkové nerosty = přechlazené eutektické sloučeniny tuhé roztoky (krystalická část + skelná část) Poměr obou částí = f(chem. složení. cementové suroviny, teplota pálení, rychlost chlazení) Autoři doporučované literatury k prostudování (Cigánek, J.), Hošková, S., (Kolář, K., Hankýř, V., Kutzdőrfer, j., Pytlík, Sokolář)

Fe 2 O 3 + sklovina velké hydratační teplo, zvyšuje počáteční pevnost, smrštivost Žárobetony Spojovací a tmelicí hmota Slínkové nerosty =

Podobné dokumenty

3. Zdravotnická keramika

3. Zdravotnická keramika Obvykle slinutý jemnozrnný střep (NV do 1 %) vysoká pevnost v ohybu, Střep s homogenní mikrostrukturou, je bílý, vždy glazovaný, Vitreous China, Diturvit (porcelánová kamenina