خواص چینی و کاربرد آن

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

اصطلاح "چینی" به طیف وسیعی از محصولات سرامیکی اشاره دارد که در دماهای بالا ساخته می شوند. ویژگی های متمایز آنها سطح صاف و تخلخل کم است. این خواص ظروف چینی تا به امروز بسیار مورد تقاضا است. یافتن صنعت یا اقتصاد ملی در هر کجا که از آن استفاده می شود دشوار است.

رایج ترین ظروف چینی تزئینی و همچنین ظروف شیشه ای شیمیایی، روکش دندان و عایق های الکتریکی. معمولاً سفید یا مایل به سفید، برای «پخت» این ماده فوق‌العاده به‌عنوان یک قطعه سرامیک غیرقابل نمایش به دست می‌آید که تنها پس از برشته شدن در کوره‌های با دمای بالا شکل آشنای خود را به دست می‌آورد.

مزایای خدمات چینی

در این مقاله به خواص و انواع چینی می پردازیم. متوجه خواهید شد که چرا این ماده در سراسر جهان آنقدر محبوب بود که اکسپدیشن های عظیمی برای خرید آن مجهز شدند. برای یک سرویس زیبا، که امروز می توانید آن را در هر فروشگاهی بخرید، ممکن است کشته شوید.

به اندازه کافی عجیب، اما محصولات استادان چینی با سرامیک های امروزی فقط نسبی هستند، اما مستقیم نیستند. برای مشاهده این، کافی است ویژگی های اصلی را یادآوری کنیمظروف چینی که از کارگاه های پادشاهی میانه بیرون می آمد. مواد بسیار شبیه به یکدیگر هستند: چینی مدرن و باستانی می تواند لعاب یا "طبیعی" باشد. اما سرامیک های ساده بسیار نرم تر هستند. و نمی توان از آن خدمات با کیفیت بالا ساخت.

چرا این اتفاق می افتد؟

خواص چینی، مانند استحکام و مقاومت در برابر حرارت، نتیجه دماهای بالایی است که در آن سرامیک های چینی واقعی تولید می شود. در دمای 2650 درجه فارنهایت (1454 درجه سانتیگراد) تولید می شود. آن را با 2200 درجه فارنهایت (1204 درجه سانتیگراد) برای چینی ساده مقایسه کنید. از آنجایی که ماده دوم از کیفیت پایین تری برخوردار است، در صنایع شیمیایی و سایر شاخه های تکنولوژیکی علم استفاده نمی شود. علاوه بر این، چینی با بالاترین کیفیت است که در برابر نور شفاف است. سرامیک های خشن نمی توانند چنین جلوه ای داشته باشند.

علاقه های جاسوسی

"خمیر سخت" یا چینی واقعی، اولین بار در چین در طول سلسله تانگ (618-907) ظاهر شد. اما محصولات واقعاً باکیفیت، از نظر خواص به هیچ وجه کمتر از محصولات مدرن، تنها در زمان سلسله یوان (1279-1368) در جهان شناخته شدند. چینی اولیه چینی متشکل از کائولن (خشت چینی) و پگماتیت، یک نوع خشن گرانیت بود.

تا زمان واردات تجهیزات چینی در قرون وسطی برای سفالگران اروپایی ناشناخته بود. اروپایی ها سعی کردند خواص چینی را تکرار کنند، اما در این مورد موفق نشدند. از آنجایی که ترکیب شیمیایی آن را تجزیه و تحلیل کردندمحصولات تولید شده توسط آنها فقط در ظاهر شبیه به ظروف ظریف، شکننده و در عین حال بادوام است. اینطور معلوم شد. جنگ‌های جاسوسی واقعی برای به دست آوردن راز تولید چینی واقعی آشکار شد، اما چینی‌ها بیشتر از زندگی از راز آنها محافظت کردند.

چرا این ماده تا این حد محبوب بود؟ دلیل آن خواص فیزیکی عالی پرسلن است. از سرامیک های معمولی قوی تر است، رسانایی حرارتی بالایی دارد، که امکان دم کردن چای عالی را در قوری از آن فراهم می کند. علاوه بر این، به دلیل لعاب، پرسلن دارای خاک بسیار کم است و فقط تحت تأثیر رنگدانه های مصنوعی رنگ می شود. فنجان های خدمات چینی باستان پس از قرن ها سفید باقی می مانند.

Ersatzy

پس از مخلوط کردن شیشه با اکسید قلع برای ایجاد ماده ای مات، صنعتگران اروپایی سعی کردند خاک رس و شیشه مات را با هم ترکیب کنند. این جایگزین ها به «خمیر نرم» یا چینی مصنوعی معروف شدند. اما دو شرایط ناخوشایند ناراحت کننده بود: همه این مواد خیلی نرم بودند، ساختن محصولات واقعا نازک و ظریف از آنها غیرممکن بود و هزینه های تولید بسیار بالا بود. به طور خلاصه، خواص چینی "نوع ersatz" بسیار عالی بود.

شواهدی وجود دارد که نشان می دهد استادان ما در تولید چینی واقعی نیز تسلط داشتند، اما تمام اسرار سرامیک های روسی در طول تهاجم تاتار-مغول، زمانی که کل شهرها به همراه تمام ساکنانشان سوزانده شدند، از بین رفت. پیشرفت هایی نیز حاصل شدانگلیسی. آنها نوعی ماده "استخوان" ایجاد کردند.

اما چینی استخوانی چیست که خواص اصلی آن باعث محبوبیت فوق العاده آن در اروپای قدیم شده است؟

تاریخچه آفرینش

در سال 1707، دو آلمانی به نام‌های Ehrenfried W alther von Chimhaus و Johan Friedrich Bottger یک روش "عاقلانه" تولید را کشف کردند که از خاک رس و فلدسپات ریز آسیاب شده استفاده می کند. در قرن هفدهم، صنعتگران انگلیسی از طریق آزمایش آموختند که چینی، تقریباً مشابه چینی، می‌تواند با افزودن استخوان‌های ریز آسیاب شده سوخته به این مخلوط به دست آید.

و بعداً مشخص شد که نسخه انگلیسی به شما امکان می دهد سرامیک های شفاف را در دمای بسیار پایین تر تولید کنید که به طور قابل توجهی هزینه تولید را کاهش می دهد. علاوه بر این، چینی از Foggy Albion بسیار بدتر جنگید، بسیار قوی تر بود. بنابراین جای تعجب نیست که انگلیسی ها به زودی نیمی از دنیای قدیم و تقریباً کل جهان جدید را با خدمات خود پر کردند.

خواص چینی استخوانی چیست؟ اولاً ، محصولات ساخته شده از آن با استحکام بالا با وزن کم و دیواره نازک متمایز می شوند. ثانیاً، این نوع سرامیک را نمی توان در صنایع شیمیایی استفاده کرد، زیرا مواد موجود در ترکیب آن با اسیدها و قلیاها واکنش می دهند.

مواد خام

همانطور که گفتیم، اجزای اصلی این ماده بسیار ساده هستند: خاک رس، فلدسپات، مواد معدنی با محتوای کلسیم. تا به حال، شرکت های مختلف با یکدیگر رقابت می کنند، زیرا به سرعت مشخص شدخواص چینی و فیانس را می توان با افزودن عناصر جدید به ترکیب آن به شدت تغییر داد. البته اگر تجربه موفق باشد.

با وجود اینکه ترکیب خاک رس بسته به محل استخراج آن متفاوت است، باز هم فقط در دمای بسیار بالا به شیشه تبدیل می شود (که صافی محصول نهایی را تضمین می کند). اما این فقط برای مواردی صادق است که خاک رس با موادی که آستانه انجماد کمتر است مخلوط نشده باشد. با این حال، خاک رس برخلاف شیشه از نظر حرارتی پایدار است، به این معنی که حتی زمانی که تا دمای بالا گرم می شود، شکل خود را حفظ می کند.

بنابراین این ماده واقعاً منحصر به فرد است زیرا تخلخل کم شیشه را با پایداری و استحکام نسبی سرامیک ساده ترکیب می کند. کائولن، یک هیدروآلومینوسیلیکات، به عنوان نوع اصلی ماده خام در همه زمان ها استفاده شده است. فلدسپات (حاوی سیلیکات آلومینیوم) و سنگ چخماق، نوعی کوارتز سخت، مواد بسیار مهم در هر نوع چینی هستند. آنها هنگام گرم شدن ذوب می شوند و مواد را به هم می چسبانند.

کوارتز - "قلب" چینی

این کلید قدرت است. خواص چینی (و استفاده از آن) تا حد زیادی به دلیل این ویژگی خاص است: شکستگی ضعیفی (در مقایسه با شیشه) و فواصل کم بین ذرات، نفوذناپذیری مواد در برابر هوا، آب و سایر ترکیبات را تضمین می کند.

کوارتز "آلیاژی" از اکسیژن و سیلیکون، دو عنصر فراوان در پوسته زمین است. این دارای سه شکل کاربردی است: کوارتز مستقیم (کریستال)، اوپال(واریته آمورف) و ماسه (مخلوط، کسر کثیف). به طور کلی کوارتز از دیرباز در تولید صنایع دستی مورد استفاده قرار می گرفته است. پرسلن همچنین ممکن است حاوی آلومینا و سنگ صابون باشد که بیشتر به عنوان "سنگ صابون" شناخته می شود.

فرایند تولید

مواد اولیه پس از انتخاب و توزین به سمت تولید می رود. ابتدا آن را تمیز کرده و به قطعات بسیار ریز آسیاب می کنیم. پس از آن، بسته به شرایط تولید و ویژگی های محصولات نهایی، همه اجزا به نسبت لازم مخلوط می شوند. به محض اینکه دومی ها شکل گرفتند، می توان آنها را بلافاصله به فر فرستاد یا از قبل تمیز کرد و سپس با یک لایه لعاب پوشانید.

البته شیشه خرد شده در ابتدا نقش خود را ایفا می کند. و تنها پس از آن، گلدان های آینده، فنجان ها، کاسه توالت و تاج های دندانی به دهانه کوره فرستاده می شود. حالا بیایید هر مرحله را جداگانه بررسی کنیم. به هر حال، خواص پرسلن و کاربرد آن به موفقیت آنها بستگی دارد!

خرد کردن مواد خام

شاید این یکی از مهمترین عملیات باشد، زیرا کیفیت محصول نهایی به دقت اجرای آن بستگی دارد. خرد کردن با استفاده از سنگ شکن های مکانیکی بزرگ انجام می شود. در پاس دوم اندازه ذرات به 0.25 سانتی متر می رسد و برای تبدیل مواد اولیه به ریزگرد از سنگ شکن های گلوله ای مخصوص استفاده می شود. اینها استوانه های فولادی بزرگی هستند که با توپ های فلزی پر شده اند. هنگامی که کل ساختار می چرخد، ذرات مواد خام به یک توده همگن از آسیاب بسیار ظریف تبدیل می شوند.

تمیز کردن و ترکیب

مخلوط از فیلترهای ریز عبور داده می شود و سپس به یک "نقاله مخصوص" که یک ورق فولادی شیبدار است وارد می شود. آنها ارتعاش می کنند، در نتیجه مواد خام نه تنها به طور خودکار مخلوط می شوند، بلکه مرتب می شوند، زیرا بزرگترین ذرات به سمت بالا رانده می شوند. اگر به مواد خیس شده نیاز باشد، آب به طور خودکار به داخل خط پاشیده می شود.

گاهی اوقات از فیلترهایی با آهنربای قوی استفاده می شود، زیرا دومی می تواند کوچکترین ناخالصی های آهن را از بین ببرد. دومی، اگر وارد محصول نهایی شود، رنگ قرمز نامطلوبی به آن می دهد. پس از آن، محصولات نهایی به کوره فرستاده می شوند و در آنجا در دمایی که قبلاً توسط ما نشان داده شده است پخت می شوند.

خواص محصول به چه شرایطی می تواند بستگی داشته باشد؟

لازم به ذکر است که در طی پخت نهایی فرآیندهای زیادی وجود دارد که مستقیماً بر خواص چینی سرد تأثیر می گذارد. در مرحله اول، تمام ناخالصی های آلی کربن سوزانده می شود، آب اضافی تبخیر می شود، بخش های مختلف گازی از ضخامت محصول آینده خارج می شود. اگر در همان زمان دما به 1100 درجه سانتیگراد برسد، سیلیکون و سایر اجزای لعاب قادر به ذوب شدن نخواهند بود، به این معنی که آنها یک لایه صاف و از نظر شیمیایی خنثی روی سطح سرامیک ایجاد نمی کنند.

علاوه بر این، این اتصالات برای کاهش فاصله بین ذرات مواد، برای اتصال مطمئن تر بین آنها ضروری است. پس از رسیدن به چگالی مطلوب،محصول خنک می شود و در نتیجه لعاب به هم چسبیده و صاف و به خصوص بادوام می شود.

نتایج

پس چرا همه اینها را توصیف می کنیم؟ نکته این است که خواص این ماده بستگی زیادی به ویژگی ها و شرایط ساخت آن دارد. به عنوان مثال، استحکام به درصد محتوای فلدسپات در جرم بستگی دارد و تعداد منافذ در پرسلن کوچکتر است، فلدسپات بیشتر است. با حل شدن کوارتز و بقایای حاصل از تجزیه ماده رسی در شیشه، اسکلت مواد چینی ضعیف شده و تغییر شکل ها افزایش می یابد. بسته به ظرافت سنگ زنی کوارتز، ترکیب جرم، دما و مدت پخت، ترکیب فاز زجاجیه شامل 15 تا 40 درصد کل کوارتز وارد شده به جرم است. هرچه بیشتر باشد، ظروف چینی نازک تر و "هواتر" می شود.

خواص مواد سرامیکی به عنوان دی الکتریک عمدتاً با مقاومت در برابر عبور جریان الکتریکی در مواد و روی سطح عایق مشخص می شود. بین حجم خاص و مقاومت سطح ویژه پرسلن تمایز قائل شوید.

علاوه بر این، خواص شیمیایی پرسلن از اهمیت عملی بالایی برخوردار است. به طور دقیق تر، عدم حضور آنها. سرامیک های لعاب دار با افزودن مقدار زیادی فلدسپات و کوارتز از نظر شیمیایی خنثی هستند. به نظر شما چرا ملات داروسازان و شیمیدان ها از این ماده ساخته شده است؟ بسیار قوی تر از شیشه است، اما واکنشی نشان نمی دهد.

وضعیت فعلی

امروز، سرامیک (و به ویژه چینی) در حال تجربه یک ثانیه است.تولد مشخص شد که از این مواد می توان در تولید انواع میکروالکترونیک استفاده کرد. اهمیت این امر برای تمدن مدرن نیازی به توضیح ندارد. دانشمندان همچنین دریافتند که وقتی مواد افزودنی خاصی به آن اضافه می شود، استحکام پرسلن به طور تصاعدی افزایش می یابد. در حال حاضر حتی تحقیقات امیدوارکننده ای در زمینه ایجاد انواع جدید زره بر اساس آن در حال انجام است. پس کاسه توالت به تنهایی نیست!

در نهایت، این ماده در پزشکی اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. پروتزهای مختلف و روکش های دندانی باشکوه - تقاضا برای آنها هر سال در حال افزایش است. بنابراین اختراع چینی باستان برای مدت طولانی مرتبط باقی خواهد ماند.