Керамика
Керамика атауы гректің keramos сөзінен шыққан және қыш өнері деген мағынаны білдіреді. Керамикалық материалдар деп әртүрлі ылғалдылықтағы, көбіне минералдық немесе органикалық қоспалары бар саз негізіндегі біркелкі массадан түрлі тәсілдермен қалыпталып, жоғары температурада күйдіріліп алынатын жасанды тас материалдары мен бұйымдарды айтады.
Өндірістің мәні және негізгі процесс
Қазіргі керамикалық материалдар мен бұйымдар өндірісі — процестері кеңінен механикаландырылған және автоматтандырылған өнеркәсіп саласы. Ең басты процесс — қалыпталған және кептірілген шикі материалдар мен бұйымдарды пештерде жоғары температурада белгілі бір режим бойынша күйдіру. Сондықтан бұл өндірістің өнімі көбіне күйдірілген материалдар мен бұйымдар деп аталады.
Керамикалық материалдардың кең номенклатурасы
Керамикалық материалдардың түрлері өте көп. Оларға мыналар жатады: кәдімгі күйдірілген кірпіш, әртүрлі мақсаттағы керамикалық тастар, черепица, құбырлар, электр оқшаулағыш материалдар мен бұйымдар, сондай-ақ жеңіл толтырғыштар мен жылу оқшаулағыш материалдар (керамзит, перлит, вермикулит, аглопорит) және басқа да көптеген өнімдер.
-
Құрылыстық керамика
Кірпіш, тас, плитка, черепица, қаптау және еден материалдары.
-
Техникалық керамика
Электр оқшаулағыш, отқа төзімді, арнайы функционалды материалдар.
Тарихи негіз және ғылымның ықпалы
Керамика — адамзат ерте заманнан бері қолданған ең көне материалдардың бірі. Соңғы жүзжылдықтардағы керамикалық өнеркәсіп дамуы ғылыми зерттеулермен тығыз байланысты. Әсіресе академик В. И. Вернадский мен профессор А. П. Земятченский керамика өндірісіне қажетті шикізат қасиеттерін зерттеуге елеулі үлес қосты. Сонымен қатар академик П. П. Будников, Д. Н. Полубояринов, А. К. Киптенко және басқа ғалымдардың еңбектері керамикалық материалдар өндірісін жетілдіруге, жергілікті шикізат негізінде технологияларды қалыптастыруға, өнім көлемін арттырып, сапасын жақсартуға ғылыми-өндірістік әсер етті.
Сапа: шикізаттан бастап күйдіруге дейін
Сапалы дайындалған шикізаттан технологиялық режимі нақты сақталып жасалған және дұрыс күйдірілген материалдар берік, ұзақ мерзімді болады. Көп жағдайда олардың түсі мен фактурасы қосымша әрлеуді қажет етпейтін деңгейде қалыптасады.
Саздан қалыпталып, жоғары температурада күйдірілген керамикалық дене керамика технологиясында керамикалық шыны (черепок) деп аталады.
Жіктелуі: күйдіру дәрежесі мен құрылымы
Толық күйдірілген (тығыз) керамика
Сынығы жылтыр, құрылымы тығыз. Су сіңіруі 2–4%-дан аспайды.
Мысалдар: фарфор, шала фарфор, жол кірпіші, еден плиталары.
Жартылай күйдірілген (кеуекті) керамика
Кеуектілігі жоғары, су сіңіруі 8–20%-ға дейін.
Мысалдар: толық денелі және қуыс кірпіш, жеңіл кірпіш, керамикалық тас, черепица, қаптаушы плиталар, дренажды құбырлар.
Дөрекі (ірі) керамика
Сынығы біркелкі емес, ірі түйіршікті құрылымымен сипатталады.
Мысалдар: құрылыс кірпіші, шамот кірпіші.
Жұқа (майда) керамика
Майда түйіршікті, біртекті және біркелкі боялған құрылымымен ерекшеленеді.
Мысалдар: фарфор, шала фарфор, фаянс.
Шикізат және техникалық керамиканың дамуы
Керамикалық өнеркәсіпте қолданылатын негізгі шикізат — саздар мен каолиндер. Алайда металлургия, электротехника, радиотехника сияқты салаларда арнайы аспаптар жасау қажеттілігі және өндірістің қатаң талаптары таза тотықтар, карбидтер, нитридтер, боридтер және басқа қосылыстар негізінде отқа төзімді, электр оқшаулағыш және өзге де техникалық керамика материалдарын өндіруге жол ашты.
Кейбір техникалық керамикалардың балқу температурасы 3500–4000°C-қа дейін жетеді.
Керамет және ауыспалы құрамды материалдар
Металл мен керамикадан тұратын керамет деп аталатын бұйымдардың практикалық маңызы өте жоғары. Сонымен бірге ауыспалы құрамдағы отқа берік материалдар қазіргі өндірістерде қолданылатын жаңа буын материалдары ретінде ерекше орын алады.
Мұндай материалдардың бір беті қиын балқитын таза металдан, ал екінші беті отқа берік керамикадан (мысалы, бериллий оксидінен) жасалады. Екі қабат арасындағы құрам күрт емес, біртіндеп өзгеретіндіктен, материалдың жылулық соққыға тұрақтылығы жоғары болады.
Барлық керамиканы біріктіретін ортақ белгі
Көптеген техникалық керамиканың қасиеттері саз бен каолиннен жасалған бұйымдардан едәуір өзгеше. Дегенмен барлық керамикалық материалдар мен бұйымдарды біріктіретін ортақ белгі — олардың жоғары температурада күйдіріліп алынуы және өндірісте ұқсас технологиялық сатылардың қолданылуы: шикізатты өңдеу және керамикалық массаны дайындау, қалыптау, кептіру, күйдіру.
Әшекейлеу және қорғау қабаттары
Керамикалық бұйымдарды әшекейлеу және сыртқы әсерлерден қорғап, ұзақ қызмет етуін қамтамасыз ету үшін беті ангоб немесе глазурь қабатымен қапталады. Әшекейлеу жұмыстары керамикалық бояуларды жағу арқылы орындалады.
Отқа төзімді керамикалық жабындар металдарды тотығудан және жоғары температураның әсерінен қорғайды.
Қолданылу аясы: құрылыс, техника, тұрмыс
Керамика бұйымдарының пайдаланушылық және көркемдік-әшекейлік қасиеттері олардың тек құрылыста ғана емес, техника мен тұрмыста да кең қолданылуына мүмкіндік берді. Осыған сәйкес керамиканы құрылыстық, техникалық және тұрмыстық деп бөлуге болады.
Құрылыстық керамика: арналуына қарай топтастыру
Қабырғалық материалдар
- Кәдімгі құрылыс кірпіші
- Қуыс денелі кірпіш пен тас
- Кеуекті және жеңіл кірпіш
- Кірпіш пен тастан жасалған қабырғалық блоктар мен панельдер
Фасад қаптауы
- Беттік кірпіштер мен тастар
- Қаптаушы плиткалар
Ішкі қаптау және әрлеу
- Қабырғаларға арналған плиталар мен плиткалар
- Еденге арналған плиталар мен плиткалар
- Санитарлық-техникалық бұйымдар
Инженерлік және арнайы қолдану
- Жол және жерасты коммуникациясы үшін: жол кірпіші, құбырлар
- Жылу оқшаулағыш материалдар: жеңіл кірпіш, фасонды бұйымдар
- Қышқылға төзімді керамика: кірпіш, плитка, құбыр
- Отқа төзімді керамикалық материалдар мен толтырғыштар: керамзит, аглопорит, перлит, вермикулит және т.б.
Қорытындысында, керамика — технологиясы ортақ, ал қасиеттері мен қолданылуы өте кең материалдар тобы. Оның сапасы шикізаттан бастап, қалыптау, кептіру және күйдіру режимдерінің дәлдігіне тікелей байланысты.