Sifat porselen dan aplikasinya

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Istilah "porselen" mengacu pada berbagai macam produk keramik yang dibuat pada suhu tinggi. Fitur yang membedakan mereka adalah permukaan yang halus dan porositas rendah. Sifat-sifat porselen ini banyak diminati hingga hari ini. Sulit untuk menemukan beberapa industri atau ekonomi nasional, di mana pun digunakan.

porselen dekoratif yang paling umum, serta gelas kimia, mahkota gigi dan isolator listrik. Biasanya berwarna putih atau putih pudar, untuk "memanggang" bahan yang luar biasa ini datang sebagai potongan keramik yang tidak dapat ditampilkan, yang akan memperoleh bentuknya yang biasa hanya setelah dipanggang dalam oven bersuhu tinggi.

Kelebihan layanan Cina

Pada artikel ini, kita akan membahas sifat dan jenis porselen. Anda akan mengerti mengapa bahan ini begitu populer di seluruh dunia sehingga ekspedisi besar diperlengkapi untuk membelinya. Untuk layanan yang indah, yang hari ini Anda dapat membeli di toko mana pun, maka Anda bisa terbunuh.

Anehnya, tetapi produk para empu Cina dengan keramik saat ini hanya kerabat, tetapi tidak langsung. Untuk melihat ini, cukup mengingat sifat dasarnyaporselen, yang keluar dari bengkel Kerajaan Tengah. Bahannya sangat mirip satu sama lain: porselen modern dan kuno dapat diglasir atau "alami". Tapi keramik sederhana jauh lebih lembut. Dan layanan berkualitas tinggi tidak dapat dibuat darinya.

Mengapa ini terjadi?

Sifat porselen, seperti kekuatan dan ketahanan panas, adalah hasil dari suhu tinggi di mana keramik Cina asli diproduksi. Ini diproduksi pada suhu 2.650 derajat Fahrenheit (1.454 derajat Celcius). Bandingkan dengan 2.200 derajat Fahrenheit (1.204 derajat Celcius) untuk porselen biasa. Karena bahan kedua berkualitas lebih rendah, bahan ini tidak digunakan dalam industri kimia dan cabang ilmu teknologi lainnya. Selain itu, porselen Cina dengan kualitas terbaik yang tembus cahaya. Keramik kasar tidak dapat memberikan efek seperti itu.

Gairah mata-mata

"Pasta keras", atau porselen sejati, pertama kali muncul di Tiongkok selama Dinasti Tang (618-907). Tetapi produk-produk yang benar-benar berkualitas tinggi, dalam sifat-sifatnya yang tidak kalah dengan yang modern, baru dikenal dunia selama Dinasti Yuan (1279-1368). Porselen Cina awal terdiri dari kaolin (tanah liat Cina) dan pegmatit, sejenis granit kasar.

Itu tidak diketahui oleh pembuat tembikar Eropa sampai impor peralatan Cina selama Abad Pertengahan. Orang Eropa mencoba menduplikasi sifat-sifat porselen, tetapi tidak berhasil dalam hal ini. Sejak menganalisis komposisi kimianya, merekatidak dapat, produk yang dihasilkan oleh mereka menyerupai hidangan yang elegan, rapuh dan pada saat yang sama tahan lama hanya secara eksternal. Ternyata seperti itu. Perang mata-mata yang sebenarnya terjadi untuk mendapatkan rahasia produksi porselen yang sebenarnya, tetapi orang Cina menjaga rahasia mereka lebih dari nyawa.

Mengapa materi ini begitu populer? Alasannya adalah sifat fisik porselen yang sangat baik. Ini lebih kuat dari keramik biasa, memiliki konduktivitas termal yang tinggi, yang memungkinkan untuk menyeduh teh yang sangat baik dalam teko darinya. Selain itu, karena glasir, porselen memiliki kekotoran yang sangat rendah, pewarnaan hanya di bawah pengaruh pigmen sintetis. Cangkir dari layanan Tiongkok kuno tetap putih setelah berabad-abad.

Ersatzy

Setelah mencampur kaca dengan timah oksida untuk membuat bahan buram, pengrajin Eropa mencoba menggabungkan tanah liat dan kaca buram. Alternatif ini kemudian dikenal sebagai "pasta lunak" atau porselen buatan. Tetapi dua keadaan yang tidak menyenangkan mengecewakan: semua bahan ini ternyata terlalu lunak, tidak mungkin untuk membuat produk yang sangat tipis dan elegan dari mereka, dan biaya produksi terlalu tinggi. Singkatnya, sifat porselen "tipe ersatz" jauh dari sempurna.

Ada bukti bahwa tuan kita juga menguasai seni memproduksi porselen sejati, tetapi semua rahasia keramik Rusia hilang selama invasi Tatar-Mongol, ketika seluruh kota dibakar bersama dengan semua penduduknya. Beberapa terobosan juga tercapaiInggris. Mereka menciptakan jenis material "tulang".

Tapi apa itu bone china, sifat utamanya yang membuatnya sangat populer di Eropa kuno?

Sejarah Penciptaan

Pada tahun 1707, dua orang Jerman bernama Ehrenfried W alther von Chimhaus dan Johan Friedrich Bottger menemukan metode produksi yang lebih "waras" yang menggunakan tanah liat dan feldspar yang digiling halus. Pada abad ke-17, perajin Inggris belajar melalui eksperimen bahwa porselen, yang hampir identik dengan porselen Cina, dapat diperoleh dengan menambahkan tulang yang dibakar ditumbuk halus ke dalam campuran ini.

Dan kemudian ternyata versi bahasa Inggris memungkinkan Anda untuk menghasilkan keramik transparan pada suhu yang jauh lebih rendah, yang secara signifikan mengurangi biaya produksi. Selain itu, porselen dari Foggy Albion bertarung jauh lebih buruk, jauh lebih kuat. Jadi tidak mengherankan bahwa Inggris segera memenuhi setengah dari Dunia Lama dan hampir seluruh Dunia Baru dengan layanan mereka.

Apa saja sifat-sifat bone china? Pertama, produk yang dibuat darinya dibedakan oleh kekuatan tinggi dengan bobot rendah dan berdinding tipis. Kedua, keramik jenis ini tidak dapat digunakan dalam industri kimia, karena zat-zat dalam komposisinya bereaksi dengan asam dan basa.

Bahan baku

Seperti yang kami katakan, komponen utama bahan ini sangat sederhana: tanah liat, feldspar, mineral dengan kandungan kalsium. Sampai sekarang, berbagai perusahaan bersaing satu sama lain, karena dengan cepat diketahui bahwasifat porselen dan faience dapat diubah secara radikal dengan menambahkan elemen baru ke komposisinya. Tentu saja, jika pengalamannya berhasil.

Meskipun komposisi tanah liat bervariasi tergantung pada tempat ekstraksinya, ia masih berubah menjadi kaca (yang menjamin kelancaran produk akhir) hanya pada suhu yang sangat tinggi. Tetapi ini hanya berlaku untuk kasus-kasus ketika tanah liat tidak dicampur dengan bahan yang ambang vitrifikasinya lebih rendah. Tidak seperti kaca, bagaimanapun, tanah liat stabil secara termal, artinya ia mempertahankan bentuknya bahkan ketika dipanaskan hingga suhu tinggi.

Jadi bahan ini benar-benar unik karena menggabungkan porositas kaca yang rendah dengan stabilitas dan kekuatan relatif keramik sederhana. Kaolin, suatu hidroaluminosilikat, telah digunakan sebagai jenis bahan baku utama setiap saat. Feldspar (mengandung aluminium silikat) dan batu api, sejenis kuarsa keras, adalah bahan yang sangat penting dalam semua jenis porselen. Mereka meleleh saat dipanaskan, mengikat bahan bersama-sama.

Quartz - "jantung" dari porselen

Ini adalah kunci kekuatan. Sifat-sifat porselen (dan penggunaannya) sebagian besar disebabkan oleh karakteristik khusus ini: porselen tidak mudah pecah (dibandingkan dengan kaca), dan jarak antar partikel yang kecil memastikan bahan tidak tembus udara, air, dan senyawa lainnya.

Kuarsa adalah "paduan" oksigen dan silikon, dua elemen paling melimpah di kerak bumi. Ini memiliki tiga bentuk fungsional: langsung kuarsa (kristal), opal(varietas amorf) dan pasir (campuran, fraksi kotor). Secara umum, kuarsa telah lama digunakan dalam produksi kerajinan. Porselen mungkin juga mengandung alumina dan batu sabun, lebih dikenal sebagai "batu sabun".

Proses produksi

Setelah bahan baku dipilih dan ditimbang, mereka masuk ke produksi. Pertama, dibersihkan dan digiling menjadi fraksi yang sangat halus. Setelah itu, semua komponen dicampur dalam proporsi yang diperlukan, tergantung pada kondisi produksi dan karakteristik produk akhir. Segera setelah yang terakhir terbentuk, mereka dapat segera dikirim ke oven, atau dibersihkan sebelumnya dan kemudian ditutup dengan lapisan glasir.

Tentu saja, pecahan kaca pertama berperan dalam perannya. Dan hanya setelah itu, vas masa depan, cangkir, mangkuk toilet, dan mahkota gigi dikirim ke mulut tungku. Sekarang mari kita lihat setiap tahap secara terpisah. Bagaimanapun, sifat porselen dan penerapannya bergantung pada keberhasilannya!

Menghancurkan bahan mentah

Mungkin, ini adalah salah satu operasi terpenting, karena kualitas produk akhir bergantung pada ketelitian penerapannya. Penghancuran dilakukan dengan menggunakan penghancur drum mekanis yang besar. Pada lintasan kedua, ukuran partikel diubah menjadi 0,25 cm. Untuk mengubah bahan baku menjadi debu halus, digunakan penghancur bola khusus. Ini adalah silinder baja besar yang diisi dengan bola logam. Ketika seluruh struktur berputar, partikel bahan mentah berubah menjadi massa homogen dari penggilingan yang sangat halus.

Membersihkan dan memadukan

Campuran dilewatkan melalui filter halus dan kemudian diumpankan ke "konveyor" khusus, yang merupakan lembaran baja miring. Mereka bergetar, akibatnya bahan baku tidak hanya tercampur secara otomatis, tetapi juga disortir, karena partikel terbesar didorong ke atas. Jika bahan yang dibasahi diperlukan, air secara otomatis disemprotkan ke saluran.

Terkadang filter dengan magnet yang kuat digunakan, karena yang terakhir dapat menghilangkan kotoran terkecil dari besi. Yang terakhir, jika masuk ke produk jadi, akan memberikan warna merah yang tidak diinginkan. Setelah itu, produk jadi dikirim ke kiln, di mana mereka dibakar pada suhu yang telah kami tentukan.

Pada kondisi produksi apa properti produk dapat bergantung?

Perlu dicatat bahwa selama pembakaran akhir ada banyak proses yang secara langsung mempengaruhi sifat-sifat porselen dingin. Pertama, semua pengotor organik karbon dibakar, kelebihan air diuapkan, berbagai fraksi gas keluar dari ketebalan produk masa depan. Jika pada saat yang sama suhu tidak dibawa ke 1100 derajat Celcius, maka silikon dan komponen glasir lainnya tidak akan dapat meleleh, yang berarti tidak akan membentuk lapisan yang halus dan netral secara kimiawi pada permukaan keramik.

Selain itu, sambungan ini diperlukan untuk mengurangi jarak antar partikel bahan, untuk sambungan yang lebih andal di antara partikel tersebut. Setelah kepadatan yang diinginkan tercapai,produk didinginkan, akibatnya glasir "bersatu", menjadi halus dan sangat tahan lama.

Hasil

Jadi mengapa kita menjelaskan semua ini? Masalahnya adalah sifat-sifat bahan ini sangat tergantung pada fitur dan kondisi pembuatannya. Misalnya, kekuatan tergantung pada persentase kandungan feldspar dalam massa, dan jumlah pori-pori di porselen semakin kecil, semakin banyak feldspar. Ketika kuarsa dan residu yang diperoleh dari penguraian zat tanah liat larut dalam gelas, kerangka bahan porselen menjadi lebih lemah dan deformasi meningkat. Bergantung pada kehalusan penggilingan kuarsa, komposisi massa, suhu dan durasi pembakaran, komposisi fase vitreous mencakup 15 hingga 40% dari semua kuarsa yang dimasukkan ke dalam massa. Semakin banyak, porselen semakin tipis dan "airier".

Sifat bahan keramik sebagai dielektrik dicirikan terutama oleh resistensi terhadap aliran arus listrik dalam bahan dan pada permukaan isolator. Bedakan antara volume spesifik dan resistansi permukaan spesifik porselen.

Selain itu, sifat kimia porselen sangat penting secara praktis. Lebih tepatnya, ketidakhadiran mereka. Keramik mengkilap dengan penambahan sejumlah besar feldspar dan kuarsa secara kimiawi netral. Apakah Anda berpikir mengapa mortir apoteker dan ahli kimia terbuat dari bahan ini? Ini jauh lebih kuat dari kaca, tetapi tidak bereaksi.

Kondisi saat ini

Hari ini, keramik (dan khususnya porselen) mengalami penurunankelahiran. Ternyata bahan-bahan tersebut dapat digunakan dalam produksi berbagai jenis mikroelektronika. Pentingnya hal ini bagi peradaban modern tidak perlu dijelaskan. Para ilmuwan juga menemukan bahwa ketika aditif tertentu ditambahkan, kekuatan porselen meningkat secara eksponensial. Saat ini, bahkan penelitian yang menjanjikan sedang berlangsung di bidang pembuatan jenis baju besi baru berdasarkan itu. Jadi bukan mangkuk toilet saja!

Akhirnya, bahan ini menjadi semakin penting dalam pengobatan. Berbagai prostesis dan mahkota gigi yang luar biasa - permintaannya meningkat setiap tahun. Jadi penemuan Tiongkok kuno akan tetap relevan untuk waktu yang sangat lama.