Керамика

Древний сосуд

Зубной протез

Прозрачные керамические линзы CASIO — LUMICERA

Керамика (др.-греч. κέραμος — глина) — изделия из неорганических, неметаллических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, формируемые под воздействием высокой температуры с последующим охлаждением.

В узком смысле слово керамика обозначает глину, прошедшую обжиг. Cовременное использование этого термина связано с включением его в область всех неорганических, неметаллических материалов. Керамические материалы могут иметь разнопрозрачную или не прозрачную структуру и могут рассматриваться параллельно в ряду наук вопросы о происхождении керамики и стекла (например, см. ситаллы). Самая ранняя керамика использовалась как посуда из глины или из смесей её с другими материалами. В настоящее время керамика применяется как индустриальный материал (машиностроение, приборостроение, авиационной промышленности и др.), как строительный материал, художественный, как материал широко используемый в медицине, науке. В 20-ом столетии созданы новые керамические материалы широко применяемые в полупроводниковой индустрии, в электронном оборудовании, в фотогрфии (линз керамических, фотосенсоров), в медицине (стоматологии, ортопедии), лазерной технике и др. областях. В последнее время интенсивно развивается новое направление в области керамики — нанопоршковые керамические технологии (см. нанопорошковые керамические материалы), обладающие непредсказуемыми, новыми физикомеханическими свойствами.

Этимология слова керамика

Слово «керамический» происходит также от индоевропейского (Керри (графство)), означая высокую температуру. Откуда «Керамический» может использоваться как прилагательное, описывающее материал, продукт или процесс; или как только существительное во множественном числе «керамика».

История

Исторически керамические изделия были твёрдыми, пористыми и хрупкими. Изучение керамики приводит к разработке все новых и новых методов для решения данных проблем, уделяя особое внимание сильным сторонам материалов, а также и необычному их использованию.

Керамика известна с глубокой древности и является, возможно, первым созданным человеком материалом. Время появления керамики относят к эпохе мезолит и неолита. Различными видами керамики являются терракота, майолика, фаянс, каменная масса, фарфор, ситаллы.

Исходя из происхождения слова керамика понимаются такие изделия, для которых глина (при случае каолин), смешанная с полевым шпатом, кварцем или известью, служит главным сырьем. Эти исходные вещества перемешиваются и перерабатываются в массу, которая либо от руки, либо на поворотном круге формуется и затем обжигается.

Отдельные виды керамики формировались постепенно по мере совершенствования производственных процессов, различаясь в зависимости от образовательных свойств черепка и калильного жара. Большинство из них удерживается и по сей день. Древнейший вид — это обыкновенный горшечный товар с землистым, окрашенным и пористым черепком. Это типичная бытовая керамика или изделия, которые разными способами облагораживались – штампованием и гравировкой (например, Bucchero nero), тонким облицовочным слоем (греческая керамика и римские Terra - sigillata), цветной глазурью ("Гафнеркерамика" Ренессанса). Первоначально керамика формовалась от руки. Изобретение гончарного круга в третьем тысячелетии до нашей эры ,было большим прогрессом, что позволило изготовлять посуду с более тонкими стенками.

К концу XVI века керамика переходит в Европу майолика. Обладая пористым черепком из содержащей железо и известь, но при этом белой фаянсовой массы или изразцовой глины, она покрыта двумя глазурями: непрозрачной, с содержанием олова, и прозрачной блестящей свинцовой глазурью. Майолика родом из заальпийских стран называется фаянсом. Декор писали на майолике по сырой глазури, прежде чем обжечь изделие при температуре порядка 1000°С. Краски для росписи брались того же химического состава, что и глазурь, однако их существенной частью были окислы металлов, которые выдерживали большую температуру (так называемые огнеупорные краски – синяя, зеленая, желтая и фиолетовая). Начиная с XVIII века, стали применять так называемым муфельные краски, которые наносились на уже обожженную глазурь. С их помощью особенно на фарфоре, достигают высоких результатов.

В XVI веке в Германии распространяется производство каменной посуды. Белый (например, в Зигбурге) или окрашенный (например, в Ререне) весьма плотный черепок состоит из глины, смешанной с полевым шпатом и другими веществами. Обжигаясь при температуре 1200 - 1280 °С, каменная посуда очень тверда и практически непориста. В Голландии, по образцу Китайской керамики, ее стали производить красной, и ту же особенность обнаруживает каменная посуда Бётгера.

Каменная посуда также изготовлялась Веджвудом в Англии. Тонкий фаянс как особый сорт керамики рождается в Англии в первой половине XVIII века с белым пористым черепком, покрытым белой же глазурью. Он в зависимости от крепости черепка делится на мягкий тонкий фаянс с высоким содержанием извести, средний – с более низким ее содержанием и твердый – совсем без извести. Этот последний по составу и крепости черепка часто напоминает каменную посуду или фарфор.

В строительстве широко применяется цемент — один из видов керамики, сырьем для которого служат глина и известняк, смешанный с водой.

История появления керамики на Руси

Керамика в России

‎Керамика известна с глубокой древности и является, возможно, первым созданным человеком материалом.

Россия в области керамики достойно занимает ведущее место в мире, несмотря на то, что в международной литературе вопрос о возникновении фарфорового и керамического производства часто умаляется. На примере появления чёрной керамики археологически даказано, что уже в 3-ем тысячелетии до н.э. чёрная лощённая керамика использовалась в ритуальных и обрядовых целях. Значительный ущерб развитию керамики в России нанесло только одно монголо-татарское нашествие, которое много уничтожило достижений русских гончаров IX—XII веков. Например, исчезли двуручные корчаги-амфоры, вертикальные светильники, более простым стал орнамент, искусство перегородчатой эмали, глазурь (самая простая — жёлтая, уцелела только в Новгороде).

Лишь в XV веке прдолжалось развитие керамики на Руси. В России и в настоящее время, особенно в сельской местности, каждый керамический сосуд незаменим. Пиша в керамических горшках самая ароматная и долго хранящаяся.

Изготовление керамической посуды на гончарном круге представлял и представляет особый интерес. Так называемые квасники (сосуды для кислых щей, браги, пива, дрожжевых или фруктовых квасов) появились в Москве в ХIX веке.

На примере появления первой керамики, чёрной лощённой керамики учёные предполагают, что не случайно чёрная, самая первая на земле керамика появилась не только в Этрурии, но и в Древней Руси и Грузии. Об этом заявил дешифровщик Г.С.Гриневич. ,,

Загадки Фестского диска

Надпись на керамике 3700 лет до н.э

Дешифровщик Г.С.Гриневич

В 1908 г. при раскопках в древнем городе Фест (царский дворцец острова Крит) обнаружен Фестский диск — образец неизвестной письменности. Он стал загадкой археологической культуры (в области древней истории, лингвистики). В течение вот уже более 100 лет не удаётся расшифровать и прочесть надпись и никто не может (применяли греческий, хеттский, ликийский, карийский, и семитские письменности в качестве ключа). Учёные, дешифровщики всего мира сходятся в том, что рисунки не являются отдельными независимыми картинками, они являются отдельными элементами. Картинки представлены как знаки звуков, что даёт возможность применять их как буквы алфавита. Академик Джон Чедвик (известный дешифровщик) сказал: Дешифровка этой надписи остается за пределами наших возможностей. Однако видный дешифровщик Г. С. Гриневич после кропотливой двадцатилетней работы над дешифровкой письменности на черепке диска из керамики пришёл, что она имеет непосредственную связь с пра-славянской письменностью («Пра-славянская письменность и результаты дешифровки», Москва, «Общественная польза» 1993 г.

Предполагаемая расшифровка Фестского диска сроком 3700 лет до.н.э. совпадает с историей человечества каменного века древнейших времён 5-3-е тыс. до н.э. — с культурно-историческим периодом в развитии человечества, когда основные орудия труда и оружие изготовлялись главным образом из камня, когда ещё отсутствовала обработка металлов, употреблялись дерево и кость. В конце каменного века начала распространяться обработка глины — как основной материал изготовления керамических изделий (посуды и украшений) на мноих территориях земли в том числе — в Приазовье, на Северном Кавказе, в Средней Азии (кельтеминарская культура). Широко они были распространены в 4—2-м тыс. до н. э. на севере, в лесной полосе от Балтики до Тихого океана. Многочисленные неолитические охотничье-рыболовческие культуры, для большей части которых характерны те или иные типы керамики, украшенной ямочно-гребенчатым и гребенчато-накольчатым узорами, которые были по берегам Ладожского и Онежского озер и Белого моря (где в некоторых местах встречаются и связанные с этими культурами наскальные изображения, петроглифы). На верхней Волге и в Волго-Окском междуречье, в Прикамье, в лесостепной Украине, в Западной и Восточной Сибири у неолитических племён была распространена керамика с гребенчато-накольчатым и гребенчатым узорами. Иные типы неолитической керамики были распространены в Приморье и на Сахалине.,.

Типы производств керамики

• Строительные материалы — кирпичи, трубы, пол и плитки крыши;
• Оборудование для изготовления керамики — печи, газовое оборудование, испытательные стэнды и др.;
• Техническая керамика (разработка новых технологий получения керамики) — термомтойкие плитки, используемые программах спутников, газовые носики горелки, баллистическая защита, шарики окиси урана ядерного топлива, биомедицинские продукты, турбинные лезвия реактивного двигателя, ракетные носовые обтекатели. Керамические детали часто не включают сырьё из глины;
• Бытовая керамика — посуда сервировки стола, стенные плитки, глиняная посуда, санитарное изделие и др.

Классификация технической керамики

Техническая керамика может быть классифицирована в три категории:

• Окиси: Глинозем, двуокись циркония;
• Неокиси: Карбиды, бориды, азотные соединения, силициды;
• Соединения: укрепленная Макрочастица, комбинации окисей и неокисей.

Каждый из этих классов может развивать уникальные эксплуатационные свойства

Виды изделий из керамики

• Изготовление ножей, которые более твёрдые по сравнению со стальными ножами. Но они более хрупкие.
• Керамика в виде карбта глинозёма и бора находит применение для защиты крупнокалиберного стрелкового оружия, защиты кабины самолётов и другой военной бронетехники.
• Керамические шары при изготовлении шарикоподшипников, т.к. они более твёрдые и изностойкие при высоких скоростях вращения деталей подшипниковой пары (ротор, статор). Это связано с меньшей контактной поверхностью шаров со стенками касания из-за высокой твёрдости, с высокой термостойкости при высрких скоростях качения при вращении подшипника, высокой химической стойкостью и др. Однако они более дорогостоящие.
• Применение в медицине. Из гидроксиапатита (естественный минеральный компонент кости) был сделан искусственно на базе множества биологических и химических источников и сформирован в керамические материалы для ортопедических целей. И при проведении операций по протезированию костей имеет место биологическая совместимость инородных тел с тканями организма.
• Изготовление деталей часов, применяемых для нужд авиации (выпуск часов для лётчиков — двойной хронограф, которые изготовливаются из чёрной керамики на основе высоких технологий) и др.

Керамические материалы

Керамический материал — это неорганический разной степени прозрачности оксидный материал, твердое, химически-стойкое вещество. Керамика очень температуростойкий материал (стойкость в пределах от 1,000°C до 1,600°C). За исключением неорганических безкислородных материалов, типа кремниевого карбида. Стекло по определению это не керамика, т.к. это — аморфное прозрачное тело. Но даже стекло с применением катализаторов и разных добавок, при определённых заданных режимах отведевания расплава с определённой скоростью образует стекломатериал с различными физическими характеристиками, присущие керамическим материалам (например, ситаллы), они могут быть как оптические неорганические материалы, как полупроводниковые, как изоляторы, металлокерамические и т.д.

Традиционное керамическое сырьё включает полезные ископаемых глины, типа kaolinite — каолин, тогда как более свежие материалы включают алюминиевую окись, известную как глинозем.

Новые нанопорошковые керамические материалы

Современные керамические материалы на базе нанопорошковой технологии с наноразмерами частиц порошка 2-28 нм — это широкий диапазан минеральных неорганических, соединений, обладающих широким диапазоном физико-химических свойств. Новые керамические материалы — это с разной стеренью прозрачности или не прозрачной структурой, с жёсткой молекулярной структурой материалы, находят всё возрастающее применение в науке, медицине, разных отраслях промышленности и техники.

Непрозрачная керамика

Непрозрачная керамика, это все неорганические, оксидные, стеклоподобные, металлокерамические карбидные материалы, которые после термообработки образуют требуемую структуру.

Ситаллы

Ситалл (стеклокристаллический материал) — неорганический материал, получаемый направленной кристаллизацией различных стекол при их термической обработке.

См. также

• Ситаллы
• Стекло
• Стоматология
• Обварная керамика

Ссылки

• Керамика в энциклопедии UmBook
• Изделия из керамики