Методичні рекомендації

При розгляді даного питання слід звернути увагу на таке.

Кераміка (грец. Κεραμεικος — Керамікос, назва кварталу гончарів в Стародавніх Афінах) — вироби і матеріали, що одержуються спіканням глин й їхніх сумішей з мінеральними добавками, а також оксидів і їхніх сполук. Кераміка з'явилася в епоху неоліту.

Виділяють такі головні різновиди кераміки:

• теракота,

• майоліка,

• фаянс,

• порцеляна.

Розрізняють також будівельну, грубу і тонку кераміку.

Це матеріали і вироби, що утворюються під час випалювання сформова­ної вогкої глини, іноді з Присадками кварцового піску і польового шпату. Технологічний процес закінчують після повного спікання (але не сплавлян­ня) компонентів. Керамічні матеріали складаються в основному із силікату алюмінію (мулліт 3А1₂О₃ ∙ 2SiO₂). Тонкостінна кераміка — це різноманіт­ний хімічний і технічний посуд; товстостінна кераміка — це вогнетривкі будівельні вироби.

Залежно від ступеня спікання розрізняють шпаристу й спечену кераміку.

Шпариста кераміка утворюється при температурі спікання в інтервалі 900-1200°С. Вона водопроникна, тому вироби вкривають поливою для забезпечення водонепроникності, непрозора, легко дряпається сталлю. Має кілька різновидів: звичайна цегла — будівельний матеріал, дахова черепи­ця, дренажні труби, червоний колір звичайної цегли пояснюється наявніс­тю Ке₂0₃; клінкер — досить міцна цегла, обпалена аж до оскляніння; ша­мот — термостійка цегла,

З червоної шпаристої кераміки виготовляють прості вироби вазони для квітів, гончарні вироби і кахлі, а з білої шпаристої кераміки (фаянсу) виробляють білі вироби — побутовий посуд, сантехнічні установки, облицювальні плитки. Для одержання білої кераміки використовують очи­щену від домішок заліза сировину. Вироби двічі випалюють, у проміжках вкривають поливами і, в разі необхідності, фарбують.

Спечена кераміка утворюється при температурі спікання в інтервалі 1200-1500°С. Це щільний водонепроникний матеріал, сталлю майже не пошкоджується.

Кам'яна кераміка непрозорий матеріал. Її виготовляють з глини, као­ліну, кварцу і польового шпату. Формують з неї такі вироби, як кухонні раковини, каналізаційні труби й метласька плитка; вироби двічі випалю­ють, у проміжках вкривають поливою.

Порцеляна — прозорий, білий, твердий матеріал, що дзвенить, найблагородніший керамічний продукт. Був відомий в Китаї з VI ст. н. е., а в Європі — з 1709 р. Вихідними речовинами для одержання порцеляни є каолін (біла глина), кварцевий пісок і польовий шпат (співвідношення 2 : 1:1). Після витримування суміші протягом певного часу їй надають форми на гончарному колі або за допомогою лиття, повільно висушують, попередньо випалюють при 900 °С , занурюють у рідку поливу (суспензія вапна, польо­вого шпату й каоліну) і остаточно випалюють при 1400 °С. Під час випалю­вання завжди відбувається усадка, і розміри виробу зменшуються. Фарби наносять зверху або під поливу.

Питання 3.Скло,його види,значення.

Методичні рекомендації

При розгляді даного питання слід звернути увагу на таке.

Скло — сплави різних силікатів з надлишком діоксиду силіцію. Розплавлене скло не відразу твердне при охолодженні, а поступово збільшує свою в'язкість, аж поки не перетвориться в однорідну тверду прозору рідину. Скло при твердінні не кристалізується, тому воно не має різко вираженої точки плавлення.

Скло — штучний матеріал який має такі властивості, як прозорість, твердість, хімічна стійкість, термостійкість. Крім того, скло має властивості, які залежать від його прозорості. Завдяки цьому скло широко використовують майже у всіх галузях техніки, медицині, у наукових дослідженнях, та у побуті.

Отримання

Довгий час першовідкривачем скла вважали Єгипет, адже глазуровані склом фаянсові прикраси, вік яких нараховує п'ять тисяч років, знаходили саме там. Але вчений Н. Качалов стверджує, що на території Старовавілонського царства археологи постійно знаходять сосудики для пахощів місцевого походження, виконані в тій же техніці, що і єгипетські. Учений стверджує — є всі підстави вважати, «що в Єгипті й у країнах Передньої Азії джерела склоробства… відділяються від наших днів проміжком приблизно в шість тисяч років».

Скло отримують шляхом термічної обробки шихти, яка є сумішшю природних або штучних сировинних матеріалів. Шихту завантажують у піч, і при певній температурі та витримці, отримують розплав — скломасу. При охолодженні скломаси в‘язкість її зростає, що надає можливість формувати вироби шляхом видування, прокатки, витягування, пресування чи пресо видування.

Види скла.

В залежності від практичного використання скляних виробів змінюється хімічний склад скла, форма, розміри, та спосіб їхнього виготовлення. Сучасна скляна промисловість виготовляє найрізноманітніші вироби — промислове та побутове листове скло, скляні труби і ізолятори, медичне та парфумерне скло, тарне та сортове скло, піноскло, скловолокно, ситали та інше.

Тарне скло.

Тарне скло займає досить велику частку від загального об‘єму продукції, що виготовляють скляні заводи. Це відбувається тому, що тарне скло використовується для фасування зберігання та транспортування різноманітних рідких пастоподібних та твердих продуктів.

Перевагами скляної тари, що обумовлюють широке її використання у різноманітних галузях промисловості та в побуті є: гігієнічність, прозорість, можливість виготовлення тари різноманітних розмірів та форми, можливість герметичного закривання та багаторазового використання, доступна ціна.

Кришталь.

Кришталь — художнє скло, що називають так за схожість із гірським кришталем — один із найдорожчих і найгарніших різновидів. Із нього виготовляють різноманітний посуд, вази, люстри, що можуть посперечатися своєю красою із найвитонченішими витворами мистецтва.

Оптичне скло використовують для виготовлення лінз, призм, кювет і багато чого іншого.

Хіміко-лабораторне скло має високу хімічну й температурну стійкість, що дає змогу використовувати його під час наукових, часом небезпечних дослідів.

Медичне скло використовується для зберігання й упаковки лікарських препаратів, ін'єкційних і бактеріологічних розчинів, а також предметів догляду за хворими.

Скляний жаростійкий посуд (борне скло) визнаний одним із найкращих для приготування страв. У ньому можна готувати супи, каші, запіканки, тушкувати овочі, м'ясо, заварювати чай, каву звичайно ж, дотримуючись певних правил користування.

Характеристики скла

Питома густина звичайного скла 2,4-2,7 г/см³. Наприклад віконного 2,5, а пляшкового 2,7.

Скло не виділяє шкідливих речовин, не має запаху, забезпечує тривале зберігання продуктів, добре миється та дезінфікується, легко утилізується, має добрі декоративні можливості. Крім того скляна промисловість забезпечена найбагатшими сировинними ресурсами.

Природні властивості скла та його аморфність наділяють цей матеріал крихкістю, але в той же самий час відсутність кристалічної ґратки надає унікальну можливість використати скло в медицині.

Гігієнічні характеристики

Скло надзвичайно стійке до різноманітних реагентів (за винятком плавикової кислоти), а також до дій атмосферних явищ. Дуже високі санітарно-гігієнічні властивості скла дають можливість використовувати його не тільки для приготування їжі, але й для довготермінового зберігання продуктів — соління, маринади, компоти, варення, джеми, прянощі тощо. Закорковані у скляних пляшках вина зберігаються багато років, навіть століття, не втрачаючи своїх властивостей. Парфуми ж виготовляють виключно у скляному посуді, бо скло нейтральне хімічно й енергетично, що дає можливість зберегти повний букет ароматів, закладений виробником, а нам — скористатися вишуканим парфумом без будь-яких сторонніх домішок. До речі, знайдені археологами пахощі в скляних пляшечках також зберегли свої властивості, не зважаючи на тисячоліття проведені здебільшого під землею. Скляний посуд використовується багаторазово, адже він добре миється, його можна мити як рідкими, так і абразивними мийними засобами, обробляти парою, кип'ятити (дотримуючись обережності) для повного винищення бактерій і будь-яких небажаних запахів.

Загальна технологія виготовлення скла.

За минулі тисячоліття методи виготовлення скла майже не змінилися, найраніші зразки практично нічим не відрізняються від сучасного, усім відомого скла для виготовлення пляшок (винятком є тільки сучасне скло із заданими властивостями). У природному стані воно існує як мінерал обсидіан — вулканічне скло. Величезна кількість модифікацій скла дає змогу найрізноманітнішого утилітарного використання, обумовленого його складом і хіміко-фізичними властивостями.

Звичайне віконне скло і скляний посуд являють собою сплав оксиду натрію, оксиду кальцію і діоксиду силіцію. Його приблизний склад можна виразити формулою: Na₂O ∙ CaO ∙ 6SiO₂. Вихідними матеріалами для виготовлення скла слугує білий кварцовий пісок SiO₂, сода Na₂CO₃ і вапняк або крейда CaCO₃. Суміш цих речовин у відповідних співвідношеннях сплавляють у спеціальних печах. Спочатку при 700—800°С внаслідок взаємодії карбонатів натрію і кальцію з діоксидом силіцію утворюються силікати натрію і кальцію:

Na₂CO₃ + SiO₂ = Na₂SiO₃ + CO₂ ↑

CaCO₃ + SiO₂ = CaSiO₃ + CO₂ ↑

При 1200—1300 °C силікати натрію і кальцію з надлишком діоксиду силіцію утворюють сплав

Na₂SiO₃ + CaSiO₃ + 4SiO₂ = Na₂O•CaO•6SiO₂

Скляну масу в розплавленому стані витримують до повного видалення газів. Разом з тим проводять знебарвлення скла додаванням незначних кількостей діоксиду марганцю MnO₂. Звичайне скло буває забарвлене в зелений колір домішками оксидів заліза які потрапляють разом з піском. Діоксид марганцю надає склу рожевого забарвлення, а зелений і рожевий кольори в сукупності дають білий колір. Після цього скляну масу охолоджують до певного ступеня в'язкості і виготовляють різні вироби.

Застосування.

Зі скла виробляють волокно, вату, тканини тощо. Ці матеріали відзначаються, значною механічною міцністю, негорючістю, кислотостійкістю і високими тепло- і електроізоляційними властивостями. Вони мають широке застосування в різних галузях техніки і будівельній справі.

Питання 4.Цемент.