Keramik ( andre græske κέραμος - ler) - materialer fremstillet af ler eller blandinger heraf med mineralske tilsætningsstoffer (og nogle gange af andre uorganiske forbindelser) under påvirkning af høj temperatur, efterfulgt af afkøling; samt produkter fremstillet af sådanne materialer [1] .
I en snæver betydning henviser ordet "keramik" til ler , der er blevet brændt .
Det tidligste keramik blev brugt som keramik lavet af ler eller dets blandinger med andre materialer. På nuværende tidspunkt bruges keramik som materiale i industrien (teknik, instrumentering, luftfartsindustrien osv.), byggeri, kunst og er meget udbredt inden for medicin og videnskab. I det 20. århundrede blev der skabt nye keramiske materialer til brug i halvlederindustrien og andre områder.
Moderne højtemperatur superledende materialer er også keramik [2] .
Afhængig af strukturen skelnes der mellem fint keramik (skåren [3] er glasagtig eller finkornet) og groft (grovkornet skærv). De vigtigste typer af fin keramik er porcelæn , halvporcelæn , lerstensmasser , ildler , fajance , majolica . Hovedtypen for ru keramik er keramik .
Derudover er der hårdmetalkeramik ( wolframcarbid , siliciumcarbid ), aluminiumoxid , zirconium (baseret på ZrO 2 ), nitrid (baseret på AlN ) osv.
Porcelæn har et tæt sintret skår af hvid farve (nogle gange med et blåligt skær) med lav vandabsorption (op til 0,2%), når det bankes, giver det en høj melodisk lyd, i tynde lag kan den være gennemskinnelig. Glasuren dækker ikke kanten af perlen eller bunden af porcelænsstykket. Råvarerne til porcelæn er kaolin , sand , feldspat og andre tilsætningsstoffer.
Fajance har et porøst hvidt skår med et gulligt skær, skårets porøsitet er 9-12%. På grund af den høje porøsitet er fajanceprodukter fuldstændig dækket af en farveløs glasur med lav varmebestandighed. Fajance bruges til fremstilling af hverdagsservice. Råmaterialet til fremstilling af fajance er hvidbrændende ler tilsat kridt og kvartssand.
Semi -porcelæn med hensyn til egenskaber indtager en mellemposition mellem porcelæn og fajance, skårene er hvide, vandabsorptionen er 3-5%, og bruges til fremstilling af fade.
Majolika har et porøst skår, vandoptagelsen er omkring 15%, produkterne har en glat overflade, glans, lille vægtykkelse, er beklædt med farvede glasurer og kan have dekorative reliefdekorationer. Støbning bruges til at lave majolica . Råmaterialer er hvidbrændende ler (fajance majolica) eller rødbrændende ler (keramik majolica), flodsletter, kridt , kvartssand .
Keramik har en krukke af rød-brun farve (der anvendes rødbrændende ler), høj porøsitet, vandabsorption op til 18%. Produkter kan dækkes med farveløse glasurer, malet med farvede lermaling - engobe .
Keramik har været kendt siden oldtiden og er måske det første kunstige materiale skabt af mennesket. Det blev antaget, at fremkomsten af keramik er direkte relateret til overgangen af en person til en fast livsstil, så det skete meget senere end kurve . For nylig tilhørte de første prøver af keramik, vi kender, til den øvre palæolitiske æra ( gravettian kultur ) [4] . Den ældste genstand lavet af bagt ler går tilbage til 29-25 årtusinder f.Kr. Dette er Vestonice Venus , opbevaret i Moravian Museum i Brno [5] .
Fundet i 1993, blev potter fra Xianzhendong i Jiangxi-provinsen i det sydøstlige Kina støbt for 20-19 tusinde år siden [6] . Skår fra et spidst kar fundet i Yuchanyan- i Hunan-provinsen i det sydøstlige Kina dateres tilbage til 18,3-17,5 tusind år siden [7] . Keramik på Gromatukha-floden (en biflod til Zeya ) i Amur-regionen dukkede op ca. 15,5 tusind år siden [8] .
I mesolitiske kulturer bruges keramik uregelmæssigt og generelt på et sent stadium; De mest perfekte eksempler på mesolitisk keramik er kendt i Jomon -kulturen i Japan. I den yngre stenalder bliver keramik en integreret egenskab for næsten alle arkæologiske kulturer (med undtagelse af perioden med de ældste agrarsamfund i den præ-keramiske yngre stenalder i Mellemøsten, hvor overgangen til en fast levevis fandt sted før mange andre teknologiske innovationer).
Peter Jordan (Groningen, Holland) mener, at keramik spredes fra to innovationscentre: Østasien (for ca. 16.000 år siden ) og Nordafrika (for ca. 12.000 år siden ) [ 9] .
Det ældste keramik (12 tusind år siden) i Rusland blev fundet i Transbaikalia (på de arkæologiske steder i Ust-Kareng kulturen [10] ) og i Fjernøsten ( Gromatukhinskaya , Osipovskaya , Selemdzhinskaya [11] kulturer; se Sibirisk neolitikum ) . De nederste lag af Rakushechny Yar- bosættelsen i Rostov-regionen dateres tilbage til anden halvdel af det 7. årtusinde f.Kr. [12] . Elshanskaya-kulturen i Mellem-Volga-regionen går tilbage til 7 tusind f.Kr. e.
Keramik med et tykt lag af vegetabilsk voks og fedtholdigt sediment fra de libyske lokaliteter i Sahara Uan Afuda ( Uan Afuda ) og Takartori (Takarkori) stammer fra perioden 8200-6400 f.Kr. e. [13]
I starten blev keramik støbt i hånden. Opfindelsen af keramikerhjulet i det tredje årtusinde f.Kr. ( Seneneolitikum - Tidlig bronzealder ) gjorde det muligt betydeligt at fremskynde og forenkle processen med at støbe produktet. I de præcolumbianske kulturer i Amerika blev indiansk keramik lavet uden et keramikerhjul indtil europæernes ankomst.
Separate typer keramik blev dannet gradvist med forbedring af produktionsprocesser, afhængigt af råmaterialernes egenskaber og de resulterende forarbejdningsbetingelser.
De ældste typer af keramik er en række forskellige fartøjer, såvel som hvirvler , vævevægte og andre genstande. Denne husholdningskeramik blev forædlet på forskellige måder - relief blev påført ved stempling, sporing og støbte elementer. Fartøjer fik forskellige farver afhængigt af affyringsmetoden. De kunne poleres, males eller males med ornamenter, dækket med en engobe, et blankt lag (græsk keramik og romersk Terra sigillata [14] ), farvet glasur ("Hafnerkeramik" fra renæssancen).
I slutningen af det 16. århundrede dukkede majolika op i Europa (afhængigt af dens oprindelse, også ofte kaldet fajance). Med et porøst skår af jern-og-kalk, men hvid fajancemasse, var det dækket af to glasurer: en uigennemsigtig med et højt indhold af tin og en gennemsigtig, skinnende blyglasur.
Indretningen blev malet på majolika på våd glasur, før produktet blev brændt ved en temperatur på omkring 1000 ° C. Maling til maling blev taget af samme kemiske sammensætning som glasuren , men deres væsentlige del var metaloxider, der kunne modstå høje temperaturer (de såkaldte ildfaste malinger - blå, grøn, gul og lilla). Fra 1700-tallet begyndte man at bruge såkaldte muffelfarver, som blev påført allerede brændt glasur. De bruges også til porcelænsmaling.
I det 16. århundrede spredte produktionen af stentøjskeramik sig i Tyskland. Hvidt (for eksempel i Siegburg) eller malet (for eksempel i Reren), et meget tæt skår bestod af ler blandet med feldspat og andre stoffer. Efter brænding ved en temperatur på 1200-1280 °C blev stentøjet hårdt og praktisk talt ikke-porøst. Rødt stentøj blev produceret i Holland efter forbillede i kinesisk keramik, og det samme kendetegn findes i Böttgers keramik .
Stentøj blev også lavet af Wedgwood [15] [16] i England. Fin fajance som en speciel slags keramik med et hvidt porøst skår dækket med hvid glasur dukkede op i England i første halvdel af 1700-tallet. Fajance opdeles afhængig af skærvernes styrke i blød tynd fajance med højt kalkindhold, medium fajance med lavere kalkindhold og hård fajance helt uden kalk. Dette sidste skår minder ofte om stentøj eller porcelæn i sammensætning og styrke .
Otis Tufton Mason beskrev de amerikanske indianeres kurvefletningsteknikker [17] og viste også, hvordan kurven blev brugt som grundlag for fremstilling af bunden af krukken [ 18] .
En bemærkelsesværdig gren af det gamle russiske bykeramik var fremstillingen af glaserede redskaber. Prøver af det findes normalt under udgravninger af byer, det er næsten fraværende i landlige bosættelser og meget lidt i sammensætningen af gravhøje. Glaseret keramik af gammel russisk produktion i slutningen af det 10.-11. århundrede er hovedsageligt koncentreret i de sydlige russiske byer - Kyiv, Chernigov, Vyshgorod. Lyubech, det vil sige i de ældste centre i den gamle russiske stat. I det gamle Rus' brugte man for det meste to-lags (det nederste ovnlag blev begravet i jorden) keramiksmeder, men der var også enkeltlags.
Det allerførste trin i den direkte fremstilling af et fartøj er designet af begyndelsen. A. A. Bobrinsky, baseret på arkæologiske og etnografiske materialer i østeuropæisk keramiks historie, identificerede 4 programmer til at konstruere begyndelser [19] [20] [21] :
Under udgravningerne af M.K. Karger i godset Sofia Kievskaya blev der sammen med den sædvanlige cirkulære keramik fra det 11. århundrede fundet fragmenter af glaserede hvide lerfade, svarende til byzantinske fade med stemplede ornamenter, men ganske ejendommelig: den karakteristiske "skinne- formet" kant af byzantinske fade (IX-XI) erstattet af en vandret bøjet kant; retter er dækket med pletter af grøn glasur - dette er en efterligning af byzantinske mønstre. Den russiske oprindelse af disse retter er hævet over enhver tvivl: de er lavet af lokale råvarer. Imidlertid er efterligningen af byzantinsk keramik kun karakteristisk for de første mestre inden for kunstvanding i Rusland. Hovedmassen af hvide lerretter ligner i form den sædvanlige cirkulære keramik i gamle russiske byer: disse er kander og potter i forskellige former.
Fragmenter af hvid-ler glaserede kander blev fundet i lag af det 11. århundrede i Kiev under udgravninger nær St. Sophia-katedralen, på territoriet af Kiev-Pechersk Lavra, i Vyshgorod, Gorodsk, Lyubech, Chernigov. Deres kugleformede aflange krop blev adskilt fra halsen af en støbt rulle [22] .
Vandingskrukker gentager datidens simple retter. Normalt er der tale om små potter med en lige eller let buet kant. Et træk ved hvid-ler-keramik er en tæt, uigennemsigtig glasur, lysegrøn, sjældnere gul. Sådanne retter blev fundet i en lille mængde i Vyshgorod, Chernigov, Gorodsk, i landsbyen Volossky, Dnepropetrovsk-regionen.
Hvid-lerglaseret keramik er stadig forholdsvis lille. Siden det 12. århundrede begyndte man i mange byer i Rusland at lave glaserede fade af lokalt lysbrændende ler, som efter brænding giver et gråt skår. Hvor sådant ler ikke var tilgængeligt, blev der brugt rødbrændende ler. Før kunstvandingen blev påført, var fartøjet dækket med engobe - et lag ler, der var lettere end det vigtigste.
Der er også glaserede fade i Novgorod. Det er kendetegnet ved pletvanding, grøn med gule eller brune pletter. Disse er hovedsageligt potter, der i form ligner Novgorod-redskaberne fra det 12.-13. århundrede. De tidligste af dem findes også i lagene i det 11.-12. århundrede. Keramik med den samme plettede glasur fortsatte med at eksistere i det fjortende og syttende århundrede: disse er potter, vandmand, legetøj. Var ikke tabt i Novgorod og metoden til at opnå glasurer med en metallisk glans; foruden påskeæg (Makarova T.I., 1966. C, 141-145), her i det 12.-13. århundrede. produceret fliser med overglasurmaling af Belgorod-typen, hvorfra de adskiller sig i baggrundens blålige eller rødlige nuance og glasurens metalliske skær.
Fund i Beloozero giver en idé om den glaserede keramik i de nordlige regioner i Rus. Sammen med keramik importeret fra Kiev fandt man her ganske ejendommelige tyndvæggede kar med flydende plettet grøn glasur, påskeæg, rangler og abacusknogler (Golubeva L.A. 1973. S. 167-169. Fig. 60, 2, 3).
Ifølge fundene i Novgorod er det klart, at traditionerne for kunstvanding efter det 13. århundrede. var ikke tabt. Dette bekræftes også af materialer fra Moskva og Moskva-regionen. I Moskva-lagene fra den før-mongolske periode er der individuelle fragmenter af glaseret keramik lavet af gråt ler ... Sandsynligvis var produktionen af glaseret keramik i Moskva tilstrækkeligt udviklet allerede i midten af det 14. århundrede. Kievske traditioners rolle i den er utvivlsom (Avdusina T.D., Vladimirskaya Y.S., Panova T.D. 1984, s. 48-50).
Den mongolsk-tatariske invasion påvirkede udviklingen af gammel russisk kultur. Keramikkens historie blev opdelt i en paneuropæisk historie i Storhertugdømmet Litauen, Rus' Zhemoytsky og andre, og i Muscovy, der skiftede fra de sydlige regioner til de nordlige og vestlige grænsebyer. I Moskva-landene blev den flisebelagte kunst fra det gamle Rusland ødelagt, mange værker af russiske keramikere fra det 9.-12. århundrede omkom. For eksempel forsvandt amforaer med to håndtag, lodrette lamper, kunsten med cloisonne-emalje, glasur (den enkleste er gul, overlevede kun i Novgorod), ornamentet blev enklere.
I XIII-XIV århundreder blev myresten , der blev brugt til tagene på ortodokse kirker, udbredt i Pskov . Hun gav formentlig anledning til simple facadefliser, og derefter fliser med mønster og rumpa til fastgørelse i murede vægge.
På territoriet til Pskov-Pechersky Holy Assumption Monastery er unikke monumenter af glaseret keramik blevet bevaret - mere end hundrede gamle gravsten af munke (ceramider) indlejret i væggene i underjordiske gallerier. Når de når en gennemsnitlig højde på 45-60 cm og har en bredde på 30-40 cm, er de lavet af bagt ler med mørkegrøn glasur. Produkternes kvantitet og høje kunstneriske kvalitet vidner om, at keramikproduktion blomstrede i klostret fra gammel tid. Ceramider for første gang i Rus' begyndte at blive fremstillet netop i Pskov-regionen i det 16. århundrede. Klosteret havde et særligt keramikværksted.
Pskov-keramik, såsom service, kan kendes på sin form. Pskov-mestrenes kunst blev tydeligt manifesteret i fremstillingen af dekorativ keramik. [23]
En separat retning af russisk, og derefter moderne russisk keramik, er Gzhel (opkaldt efter byen). Disse produkter er udført i hvid og blå stil.
De oprindelige keramiske materialer er uigennemsigtige på grund af deres strukturs ejendommeligheder. Imidlertid gjorde sintringen af nanometerstore partikler det muligt at skabe gennemsigtige keramiske materialer med egenskaber (interval af operationelle strålingsbølgelængder, spredning, brydningsindeks), der ligger uden for standardværdiområdet for optiske briller .
Nanokeramik er et keramisk nanostruktureret materiale (eng. nanokeramik) - et kompakt materiale baseret på oxider, karbider, nitrider, borider og andre uorganiske forbindelser, bestående af krystallitter (korn) med en gennemsnitlig størrelse på op til 100 nm [24] . Nanokeramik bruges til produktion af pansret keramik [25] , mikrobølgegeneratorlamper , substrater til halvlederenheder, isolatorer til vakuumbuekamre, effekthalvlederenheder og billedforstærkerrør i nattesynsenheder .
Den teknologiske ordning for produktion af keramiske fliser omfatter følgende hovedfaser:
Råvarer til keramiske masser er opdelt i plast ( ler og kaoliner ) og ikke-plastik. Tilsætningsstoffer af chamotte og kvarts reducerer krympningen af produkter og sandsynligheden for revner i støbestadiet. Rødt bly og borax bruges som glasdannere .
Forberedelsen af slip udføres i tre faser:
Transporten fra råvarelageret udføres ved hjælp af en læssemaskine til modtagetragterne. Hvorfra det sendes langs transportøren enten til en kuglemølle (til formaling) eller til turbo-opløsningsmidler (til opløsning af ler og kaolin)
Glasurer er blanke legeringer smeltet på et keramisk skår med et lag 0,12-0,40 mm tykt. Glasur påføres for at dække produktets crock med et tæt og glat lag, samt for at give produktet en tæt crock med øget styrke og attraktivt udseende, for at garantere de dielektriske egenskaber og beskytte indretningen mod mekaniske og kemiske påvirkninger.
Sammensætningen af glasuren omfatter fintmalet zirkon , kridt , kalkmaling . Klar glasur fyldes i en af beholderne, som er bestemt af teknologen. Det føres flere gange gennem vibrerende skærme og magnetiske fælder for at fjerne metalurenheder, hvis tilstedeværelse i glasuren kan føre til dannelse af defekter under produktionen. Lim tilsættes sammensætningen, og glasuren sendes til linjen.
Inden støbning læsses slipen i en af beholderne. Tre beholdere bruges på skift (skifter ca. en gang om dagen) til en bestemt stand. Formen renses foreløbigt for sliprester efter den foregående støbning, behandles med slipvand og tørres.
Slipsen hældes i tørrede forme. Formularer er designet til 80 udfyldninger. Ved formning anvendes en bulkmetode. Formen absorberer noget af vandet, og mængden af slip falder. Slip tilsættes formen for at opretholde det nødvendige volumen.
Efter hærdning tørres produkterne, den primære afvisning af produkter (revner, deformationer) udføres.
Efter støbning går produkterne til det manuelle forarbejdningsværksted.
Efter påføring af glasuren sendes produktet til brænding i ovnen. Ovnen er udstyret med et fortørremodul, støvfjernelse og blæserkamre. Varmebehandling udføres ved en temperatur på 1230 grader, ovnens længde er omkring 89 meter. Cyklussen fra læsning til aflæsning af vognen er cirka halvanden dag. Afbrænding af produkter i ovnen foregår i løbet af dagen.
Efter fyring udføres sortering: opdeling i grupper af lignende produkter, påvisning af defekter. Hvis fejlene kan fjernes, sendes de til revision og fjernes manuelt på restaureringsstedet. Ellers anses produktet for defekt.