Кераміка (Грец. keramike - гончарне мистецтво, від kramos - глина) - вироби та матеріали, одержувані спіканням глин і їхніх сумішей з мінеральними добавками, а також оксидів і ін неорганічних сполук. Кераміка набула широкого поширення у всіх сферах життя - в побуті (різний посуд), будівництві (цеглина, черепиця, труби, плитки, кахлі, скульптурні деталі), в техніці, на залізничному, водному і повітряному транспорті, в скульптурі і прикладному мистецтві. Основними технологічними видами кераміки є теракота, майоліка, фаянс, кам'яна маса і фарфор.
Виробництво кераміки
Керамічні вироби і матеріали класифікують за призначенням і властивостям, по основній використовуваному сировини або фазовим складом спеченої кераміки. В залежності від складу сировини і температури випалення керамічні вироби підрозділяють на 2 класу: повністю спеклися, щільні, блискучі в зламі вироби з водопоглинанням не вище 0,5% і пористі, частково спеклися вироби з водопоглинанням до 15%. Розрізняють грубу кераміку, що має грубозернисту, неоднорідну в зламі структуру (наприклад, будівельний і шамотний цегла), і тонку кераміку з однорідним, дрібнозернистим в зламі і рівномірно забарвленим черепком (наприклад, фарфор, фаянс). Основною сировиною в керамічній промисловості є глини і каоліни унаслідок їх широкого розповсюдження і цінних технологічних властивостей. Найважливішим компонентом початкової маси при виробництві тонкої кераміки є польові шпати (головним чином мікроліній) і кварц. Польові шпати, особливо чистих сортів, і їх зростки з кварцем видобуваються з пегматитів. У все зростаючих кількостях кварцево-польовошпатова сировина видобувається з різноманітних гірських порід шляхом збагачення і очищення від шкідливих мінеральних домішок. Проте підвищені і різко диференційовані вимоги, що пред'являються до кераміки металургією, електротехнікою та приладобудуванням, зумовили розвиток виробництва вогнетривів і інших видів технічної кераміки на основі чистих оксидів, карбідів та інших сполук. Властивості деяких видів технічної кераміки різко відрізняються від властивостей виробів, виготовлених з глин і каолінів, і тому об'єднуючими ознаками керамічних виробів і матеріалів залишаються їх отримання спіканням при високих температурах, а також використання у виробництві споріднених технологічних методів, до яких відносяться: обробка сировини і приготування керамічної маси, виготовлення (формування), сушка і випалення виробів.
За способом приготування керамічні маси підрозділяють на порошкоподібні, пластичні і рідкі. Порошкоподібні керамічні маси є зволожену або з добавкою органічних зв'язок і пластифікаторів суміш подрібнених і змішаних в сухому стані вихідних мінеральних компонентів. Перемішуванням глин і каолінів з відстаючими добавками у вологому стані (18-26% води за масою) отримують пластичні формувальні маси, які при подальшому збільшенні вмісту води і з добавкою електролітів (пептизаторів) перетворюються в рідкі керамічні маси (суспензії) - ливарні шлікери. В виробництві фарфору, фаянсу і деяких інших видів кераміки пластичну формувальну масу отримують з шлікера частковим обезводненням його у фільтр-пресах з подальшою гомогенізацією у вакуумних массомялках і шнекових пресах. При виготовленні деяких видів технічної кераміки ливарний шликер готують без глин і каолінів, додаючи в тонкомолотую суміш вихідної сировини термопластичні і поверхнево-активні речовини (наприклад, парафін, віск, олеїнову кислоту), які потім видаляються попередніми низькотемпературним випалом виробів.
Вибір методу формування кераміки визначається в основному формою виробів. Вироби простої форми - вогнетривка цегла, облицювальні плитки - пресуються з порошкоподібних мас в сталевих прес-формах на механічних і гідравлічних прес-автоматах. Стінові будматеріали - цегла, пустотілі та облицювальні блоки, черепиця, каналізаційні та дренажні труби і ін - формуються з пластичних мас в шнекових вакуумних пресах витискуванням бруса через профільні мундштуки. Виробу або заготовки заданої довжини відрізують від бруса автоматами, синхронізованими з роботою пресів. Господарський фарфор і фаянс формуются переважно з пластичних мас в гіпсових формах на напівавтоматах і автоматах. Санітарно-будівельна кераміка складної конфігурації відливається в гіпсових формах з керамічного шлікера на механізованих конвеєрних лініях. Радіо-і пьезо-кераміка, кермети та ін види технічної кераміки в залежно від їх розмірів і форми виготовляються головним чином пресуванням з порошкоподібних мас або відливанням з парафінового шлікера в сталевих прес-формах.Заформованние тим чи іншим способом вироби піддаються сушці в камерних, тунельних або конвеєрних сушарках.
Випал кераміки є найважливішим технологічним процесом, що забезпечує задану міру спікання. Точним дотриманням режиму випалення забезпечуються необхідний фазовий склад і всі найважливіші властивості кераміки. За рідкісним винятком спікання кристалічних фаз протікає за участю рідких фаз, що утворюються з евтектичних розплавів. В залежності від складу керамічної маси і температури випалу в порцелянових, стеатітових та ін щільно спеклися виробах зміст рідкої фази в процесі спікання досягає 40-50% по масі і більш. Силами поверхневого натягу, виникаючими на кордоні рідкої і твердої фаз, зерна кристалічних фаз (наприклад, кварцу у фарфорі) зближуються, а гази, розподілені між ними, витісняються з капілярів. В результаті спікання розміри виробів зменшуються, зростають їх механічна міцність і щільність. Спікання деяких видів технічної кераміки (наприклад, корундової, берилієвої, цирконієвої) здійснюється без участі рідкої фази в результаті об'ємної дифузії і пластичної течії, що супроводжуються зростанням кристалів. Спікання в твердих фазах відбувається при використанні вельми чистих матеріалів і при більш високих температурах, ніж спікання за участю рідкої фази, і тому набуло поширення лише у виробництві технічної кераміки на основі чистих оксидів і тому подібних матеріалів. У відповідності з комплексом пропонованих вимог ступінь спікання різних видів кераміки коливається в широких межах. Вироби з електрофарфор, фарфору, фаянсу та інших видів тонкої кераміки покриваються перед випаленням глазур'ю, яка при високих температурах випалу (1000-1400 0C), плавиться, утворюючи скловидний водо-і газонепроникний шар. Глазурирования підвищують технічні і декоративно-художні властивості кераміки. Масивні вироби глазур'ю після сушки і обпалюються в один прийом. Тонкостінні вироби перед поливання щоб уникнути розмокання в глазурной суспензії піддають попередньому випаленню. У деяких керамічних виробництвах неглазурована поверхня обпалених виробів шліфується абразивними порошками або абразивним інструментом. Вироби господарської кераміки прикрашаються керамічними фарбами, декалькоманией і золотом.
Історія кераміки
Найдавніша кераміка
Перші фігурки з глини з'являються в найдавніші часи палеоліту (близько 27 тис. до н. е..). Дещо пізніше з'являються глиняні судини, в яких зберігали воду і продукти харчування. В цей же час були спроби використовувати обпалену глину.
Вже в епоху неоліту широко поширюється випал. У різних частинах Землі створюються схожі вироби, ще незграбні, виліплені зі слідами пальців, здебільшого відкритих форм, з товстими стінками. Початкові судини повсюдно мали гостре або закруглене дно, їх розміщували між каменями вогнища. У пізньому палеоліті з'являються судини з плоским дном. Вироби прикрашаються виліпленим орнаментом. Поступово кераміка різних місцевостей знаходить різноманітність форм і орнаментів. Кераміка цього періоду є важливим археологічним ознакою культур, які нерідко і називають по переважному типу орнаменту.
У 6 тис. до н. е.. в ряді регіонів переважає розписна кераміка (самаррская культура в Середній Месопотамії, егейська кераміка). З'являється лощена керам...
