Propiedades de la porcelana y su aplicación

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

El término "porcelana" se refiere a una amplia gama de productos cerámicos que se fabrican a altas temperaturas. Sus características distintivas son una superficie lisa y baja porosidad. Estas propiedades de la porcelana son muy demandadas hasta el día de hoy. Es difícil encontrar alguna industria o economía nacional, donde sea que se utilice.

La porcelana decorativa más común, así como cristalería química, coronas dentales y aislantes eléctricos. Generalmente blanco o blanquecino, para "hornear" este maravilloso material llega como una pieza de cerámica impresentable, que adquirirá su forma familiar solo después de asarla en hornos de alta temperatura.

Las ventajas de los servicios chinos

En este artículo hablaremos de las propiedades y tipos de porcelana. Comprenderá por qué este material fue tan popular en todo el mundo que se equiparon grandes expediciones para comprarlo. Por un hermoso servicio, que hoy puedes comprar en cualquier tienda, entonces te pueden matar.

Curiosamente, los productos de los maestros chinos con la cerámica actual son solo parientes, pero no directos. Para ver esto, basta recordar las propiedades básicasporcelana, que salió de los talleres del Reino Medio. Los materiales son muy similares entre sí: tanto la porcelana moderna como la antigua pueden ser esm altadas o "naturales". Pero las cerámicas simples son mucho más suaves. Y no se puede hacer un servicio de alta calidad a partir de él.

¿Por qué sucede esto?

Las propiedades de la porcelana, como la fuerza y la resistencia al calor, son el resultado de las altas temperaturas a las que se produce la auténtica cerámica china. Se produce a una temperatura de 2.650 grados Fahrenheit (1.454 grados Celsius). Compare eso con los 2200 grados Fahrenheit (1204 grados Celsius) de la porcelana común. Dado que el segundo material es de menor calidad, no se utiliza en la industria química y otras ramas tecnológicas de la ciencia. Además, es porcelana china de primera calidad que es transparente a la luz. La cerámica en bruto no puede dar ese efecto.

Pasiones de espionaje

La "pasta dura", o porcelana auténtica, apareció por primera vez en China durante la dinastía Tang (618-907). Pero los productos realmente de alta calidad, en sus propiedades de ninguna manera inferiores a los modernos, se dieron a conocer en el mundo solo durante la dinastía Yuan (1279-1368). La porcelana china antigua se componía de caolín (arcilla china) y pegmatita, un tipo de granito en bruto.

Era desconocido para los alfareros europeos hasta la importación de equipos chinos durante la Edad Media. Los europeos intentaron duplicar las propiedades de la porcelana, pero no tuvieron éxito en este asunto. Desde analizar su composición química fueronincapaz, los productos producidos por ellos se parecían a platos elegantes, frágiles y al mismo tiempo duraderos solo externamente. Resultó así. Se desarrollaron verdaderas guerras de espionaje para obtener el secreto de la verdadera producción de porcelana, pero los chinos guardaron su secreto más que la vida.

¿Por qué este material fue tan popular? La razón son las excelentes propiedades físicas de la porcelana. Es más fuerte que la cerámica ordinaria, tiene una alta conductividad térmica, lo que permite preparar un excelente té en teteras. Además, debido al esm alte, la porcelana se ensucia muy poco y se mancha solo bajo la influencia de pigmentos sintéticos. Las copas de los antiguos servicios chinos permanecen blancas después de muchos siglos.

Ersatzy

Después de mezclar vidrio con óxido de estaño para hacer un material opaco, los artesanos europeos intentaron combinar arcilla y vidrio esmerilado. Estas alternativas se conocieron como "pasta blanda" o porcelana artificial. Pero dos circunstancias desagradables estaban perturbando: todos estos materiales resultaron ser demasiado blandos, era imposible hacer productos realmente delgados y elegantes con ellos, y los costos de producción eran demasiado altos. En resumen, las propiedades de la porcelana "tipo sucedáneo" estaban lejos de ser perfectas.

Existe evidencia de que nuestros maestros también dominaron el arte de producir verdadera porcelana, pero todos los secretos de la cerámica rusa se perdieron durante la invasión tártaro-mongola, cuando ciudades enteras fueron quemadas junto con todos sus habitantes. También se lograron algunos avancesel inglés. Crearon un tipo de material de "hueso".

Pero, ¿qué es la porcelana china, cuyas principales propiedades la hicieron increíblemente popular en la vieja Europa?

Historia de la Creación

En 1707, dos alemanes llamados Ehrenfried W alther von Chimhaus y Johan Friedrich Bottger descubren un método de producción más "cuerdo" que utiliza arcilla y feldespato finamente molido. En el siglo XVII, los artesanos ingleses aprendieron a través de la experimentación que se podía obtener porcelana, casi idéntica a la porcelana china, agregando huesos quemados finamente molidos a esta mezcla.

Y luego resultó que la versión en inglés le permite producir cerámica transparente a temperaturas mucho más bajas, lo que reduce significativamente el costo de producción. Además, la porcelana de Foggy Albion luchó mucho peor, fue mucho más fuerte. Así que no es de extrañar que los británicos pronto llenaron la mitad del Viejo Mundo y casi todo el Nuevo Mundo con sus servicios.

¿Cuáles son las propiedades de la porcelana china? En primer lugar, los productos fabricados con él se distinguen por su alta resistencia con bajo peso y paredes delgadas. En segundo lugar, este tipo de cerámica no se puede utilizar en la industria química, ya que las sustancias de su composición reaccionan con ácidos y álcalis.

Materias primas

Como dijimos, los componentes principales de este material son extremadamente simples: arcilla, feldespato, minerales con contenido de calcio. Hasta ahora, varias empresas compiten entre sí, ya que rápidamente se estableció quelas propiedades de la porcelana y la loza se pueden cambiar radicalmente agregando nuevos elementos a su composición. Por supuesto, si la experiencia es exitosa.

A pesar de que la composición de la arcilla varía según el lugar de su extracción, todavía se convierte en vidrio (lo que garantiza la suavidad del producto final) solo a temperaturas extremadamente altas. Pero esto es cierto solo para aquellos casos en que las arcillas no se mezclan con materiales cuyo umbral de vitrificación es más bajo. Sin embargo, a diferencia del vidrio, la arcilla es térmicamente estable, lo que significa que conserva su forma incluso cuando se calienta a altas temperaturas.

Así que este material es realmente único, ya que combina la baja porosidad del vidrio con la estabilidad y la fuerza relativa de la cerámica simple. El caolín, un hidroaluminosilicato, se ha utilizado como principal tipo de materia prima en todo momento. El feldespato (que contiene silicato de aluminio) y el pedernal, un tipo de cuarzo duro, son ingredientes extremadamente importantes en cualquier tipo de porcelana. Se derriten cuando se calientan, uniendo el material.

Cuarzo - el "corazón" de la porcelana

Esta es la clave de la fuerza. Las propiedades de la porcelana (y su uso) se deben en gran medida a esta particular característica: se rompe mal (en comparación con el vidrio), y las pequeñas distancias entre las partículas aseguran la impermeabilidad del material al aire, al agua y a otros compuestos.

El cuarzo es una "aleación" de oxígeno y silicio, los dos elementos más abundantes en la corteza terrestre. Tiene tres formas funcionales: directamente cuarzo (cristales), ópalo(variedad amorfa) y arena (fracción mixta, sucia). En general, el cuarzo se ha utilizado durante mucho tiempo en la producción artesanal. La porcelana también puede contener alúmina y esteatita, mejor conocida como "esteatita".

Proceso de producción

Después de seleccionar y pesar las materias primas, pasan a producción. Primero, se limpia y se muele en fracciones muy finas. Después de eso, todos los componentes se mezclan en la proporción requerida, dependiendo tanto de las condiciones de producción como de las características de los productos finales. Tan pronto como se forman estos últimos, se pueden enviar al horno inmediatamente, o se limpian previamente y luego se cubren con una capa de glaseado.

Por supuesto, el vidrio triturado actúa primero en su papel. Y solo después de eso, los futuros jarrones, tazas, inodoros y coronas dentales se envían a la boca del horno. Ahora veamos cada etapa por separado. ¡Después de todo, las propiedades de la porcelana y su aplicación dependen de su éxito!

Materia prima triturada

Quizás, esta es una de las operaciones más importantes, ya que la calidad del producto final depende de la minuciosidad de su ejecución. La trituración se lleva a cabo mediante enormes trituradoras mecánicas de tambor. En la segunda pasada, el tamaño de partícula se lleva a 0,25 cm Para convertir la materia prima en polvo fino, se utilizan trituradoras de bolas especiales. Estos son enormes cilindros de acero llenos de bolas de metal. Cuando toda la estructura gira, las partículas de materias primas se convierten en una masa homogénea de molienda extremadamente fina.

Limpieza y difuminado

La mezcla se pasa a través de filtros finos y luego se alimenta a un "transportador" especial, que es una lámina de acero inclinada. Vibran, por lo que las materias primas no solo se mezclan automáticamente, sino que también se clasifican, ya que las partículas más grandes se empujan hacia arriba. Si se requiere material húmedo, el agua se rocía automáticamente en la línea.

A veces se utilizan filtros con imanes potentes, ya que estos últimos pueden eliminar las más pequeñas impurezas de hierro. Este último, si entra en el producto terminado, le dará un tinte rojo indeseable. Después de eso, los productos terminados se envían al horno, donde se cuecen a las temperaturas que ya indicamos.

¿De qué condiciones de producción pueden depender las propiedades del producto?

Cabe señalar que durante la cocción final son muchos los procesos que afectan directamente a las propiedades de la porcelana fría. En primer lugar, todas las impurezas orgánicas de carbono se queman, el exceso de agua se evapora, varias fracciones gaseosas salen del espesor del producto futuro. Si al mismo tiempo la temperatura no alcanza los 1100 grados centígrados, el silicio y otros componentes del esm alte no podrán fundirse, lo que significa que no formarán una capa suave y químicamente neutra sobre la superficie cerámica.

Además, estas conexiones son necesarias para reducir la distancia entre las partículas de materiales, para una conexión más confiable entre ellas. Una vez alcanzada la densidad deseada,el producto se enfría, como resultado de lo cual el esm alte se "junta", se vuelve suave y especialmente duradero.

Resultados

Entonces, ¿por qué estamos describiendo todo esto? El caso es que las propiedades de este material dependen estrechamente de las características y condiciones de su fabricación. Por ejemplo, la fuerza depende del porcentaje de contenido de feldespato en la masa, y el número de poros en la porcelana es más pequeño cuanto más feldespato. A medida que el cuarzo y el residuo obtenido de la descomposición de la sustancia arcillosa se disuelven en el vidrio, el esqueleto del material porcelánico se debilita y las deformaciones aumentan. Según la finura de la molienda del cuarzo, la composición de la masa, la temperatura y la duración de la cocción, la composición de la fase vítrea comprende del 15 al 40 % de todo el cuarzo introducido en la masa. Cuanto más, la porcelana es más fina y "más aireada".

Las propiedades de los materiales cerámicos como dieléctricos se caracterizan principalmente por la resistencia al paso de la corriente eléctrica en el material y en la superficie del aislador. Distinguir entre volumen específico y resistencia superficial específica de la porcelana.

Además de esto, las propiedades químicas de la porcelana son de gran importancia práctica. Más precisamente, su ausencia. Las cerámicas vidriadas con la adición de una gran cantidad de feldespato y cuarzo son químicamente neutras. ¿Piensas por qué los morteros de los farmacéuticos y químicos están hechos de este material? Es mucho más fuerte que el vidrio, pero no reacciona.

El estado actual de las cosas

Hoy en día, la cerámica (y la porcelana en particular) vive una segundanacimiento. Resultó que estos materiales se pueden utilizar en la producción de varios tipos de microelectrónica. La importancia de esto para la civilización moderna no necesita ser explicada. Los científicos también descubrieron que cuando se agregan ciertos aditivos, la resistencia de la porcelana aumenta exponencialmente. Actualmente, incluso se están realizando investigaciones prometedoras en el campo de la creación de nuevos tipos de armaduras basadas en él. ¡Así que no solo los inodoros!

Finalmente, este material es cada vez más importante en medicina. Varias prótesis y magníficas coronas dentales: la demanda de ellas aumenta cada año. Así que la antigua invención china seguirá siendo relevante durante mucho tiempo.