1.Понятие о керамике. Строение и св-ва керамич мат-в. Кристалич, стекловидная и газовая фаза. Структ и текст кеармич черепка.

Керамика – собирательное название широкой группы каменных мат-ов полученных из глин с добавками путем формования, сушки и обжига.

Основным сырьем для производства большинства видов керамики являются глины, которые представляют собой осадочные горные породы, состоящие из глинистых минералов и примесей. В природе существует более 60-ти типов глин. Все они имеют слоистое строение и обладают уникальным свойством – пластичностью. Пластичность – способность глин смешанных с водой образовывать вязкое тесто, способное при некотором усилии менять свою форму и сохранять после снятия нагрузки.

Стр-ра керам-их матер-ов – взаимное распределение и сочетание составляющих её фаз. Все керам-ие матер-лы явл-ся сложной сис-ой, состоящей из кристаллической, стекловидной и газовой фаз. Св-ва керам-их мат-ов в значительной степени зависят от сочетания и %-ого содержания указанных фаз. Кристаллическая фаза представляет кристаллы различ-ой формы, сростки кристаллов, зёрна. В керам-ом материале может быть 1 или несколько крист-их фаз. Существует керамика практически полностью состоящая из кристал-их фаз. Стекловидная фаза нах-ся в материале в виде прослоек м/у кристал-ими фазами либо нах-ся в виде обособленных микрообластей. Основное назнач-ие стекловидной фазы – цементирование кристал-ого каркаса керамики. Стеклофаза заполняет поровое пространство керамики и пустое, она может содержаться в очень широких пределах. Газовая фаза представляет собой воздух и другие газы, содержащиеся в порах материалов. Исходя из содержания газовой фазы керамические материалы делят на плотные и пористые. Газовая фаза для большинства оказывает отрицательное действие на их свойство, но в тоже время выполняет определенную роль в структуре теплоизоляционных материалов. Обычно различают макроструктуру (текстура) и микроструктуру керамики, между которыми нет четкой разницы. Текстура – это все то, что различимо невооруженным глазом или прибором с небольшим увеличением. Микроструктура – все то что можно рассмотреть с использование микроскопа и других приборов инструментальной диагностики. На практике для изучения структуры керамики наиболее широко применяют оптическую и электронную микроскопию. Для того чтобы оценить структуру КМ одного микроскопа не достаточно и структурные исследования проводят с помощью таки методов как: - рентгенофазовый анализ, - дифферинцальнотермический анализ, - инфракрасное спектроскопия и др. Построению все керамические материалы можно разделить на 2 класса: грубокерамические (стеновая керамика, огнеупоры, теплоизоляционные материалы) и тонкокерамические (вся хозяйственная посуда, санитарные керамические изделия, техническая керамика).

2.Общая характеристика основных стадий технологического процесса керамических производств.

Технология керамических изделий обычно складывается из следующих основных этапов: добычи глины и подготовки мас­сы, формования изделий (сырца), сушки сырца, обжига изде­лий, сортировки обожженных изделий и хранения их на складах. Сырьевая масса для изготовления керамических материалом состоит из пластичных материалов (глин) и непластичных (отощающих и выгорающих добавок, плавней и др.). Глины обеспечива­ют получение удобоформуемой связной массы и после обжига прочного спекшегося черепка. Непластичные добавки улучшают технологические свойства сырьевой массы (облегчают сушку, уменьшают усадку и снижают температуру обжига) и придают материалу желаемые свойства (механическую прочность, пористость, теплопроводность и т.п.). Глины − основной сырьевой компонент керамики − осадоч­ные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов − водных алюмосиликатов различного состава. Именно гли­нистые минералы придают глине ее характерные свойства: пла­стичность при увлажнении, прочность при высыхании и спо­собность к спеканию при обжиге. Отощающие материалы вводят в состав керамической массы для снижения пластичности и уменьшения воздушной и огне­вой усадки глин. Они улучшают сушильные свойства глин. В качестве отощающих добавок используют песок, шамот, дегид­ратированную глину, золы ТЭС, гранулированные шлаки. Комплекс мероприятий, связанных с добычей и доставкой глины в производство, именуется карьерными работами. Он включает вскрышные работы (работы, связанные с удалением пустых пород, покрывающих слой полезного ископаемого), добычу глины, транспорт глины и хранение промежуточного запаса на складах сырья. Глина, взятая непосредственно из карьера, обычно непригодна для получения изделий. Поэтому при производстве любою керамического изделия приготавливают так называемую керамическую массу. Цель этой стадии производства − разрушить природную структуру глиняного сырья, удалить из него вредные примеси, крупные куски измельчить, а затем обеспечить равномерное смешивание всех компонентов с водой для получения практически однородной и удобоформуемой керамической массы. Существуют различные способы обработки глин. Одним из самых эффективных является естественная обработка глин, используя погодно-климатические факторы путем ее вымораживания. Сущность этого метода заключается в том, что разрыхленную глину замачивают и в замоченном состоянии подвергают примерно годичному вылеживанию на открытом воздухе. Различают четыре способа формования: пластический, полусухой, сухой и литье. Способ формования выбирают в зависи­мости от вида изделия, типа глины, ее влажности и твердости.

Для предотвращения растрескивания и деформаций изделий, изготавливаемых пластическим способом, обязательной операцией перед обжигом является сушка до остаточной влажности 1−2 %. Сушка − весьма ответственный этап технологии, так как трещины обычно возникают именно на этом этапе, а при обжиге они лишь окончательно выявляются. Сушить сырец можно в естественных условиях (у печных агрегатов на стеллажах, в цехах, специализированных помещениях). Есте­ственная сушка в зна­чительной степени зависит от погоды и длится очень долго (3−20 суток в зависимости от вида и формы изделий). Сырец сушат, как правило, искусственно в специальных многокамерных сушилках периодического действия или тун­нельных сушилках непрерывного действия, в которые он загружа­ется на вагонетках. В качестве теплоносителя ис­пользуют дымовые газы печей обжига или горячий воз­дух от калориферов. При этом сушка длится 2−3 сут, а иногда 10−40 ч. В результате физико-химических превращений, происходя­щих при обжиге, из сырьевой смеси получается искусственный каменный материал, который обладает прочностью и водостойкостью. Обжигают керамические материалы в камерных, конвейерных и туннельных печах. После обжига изделия необходимо охладить, чтобы уменьшить перепад температур, вызывающий появление трещин. После обжига изделия могут различаться между собой как степени обжига, так и по наличию внешних дефектов (отбитость, трещины, деформация). Поэтому при выгрузке из печей обжига их сортируют с учетом требований технических условий, приве­денных в соответствующих ГОСТ. Керамические изделия, выпускаемые в массовых количествах (кирпич, трубы, стеновые камни и т. п.), хранят на открытых пло­щадках в штабелях, клетках. Мелкие и более ценные изделия хранят в закрытых складах во избежание боя, увлажнения и загрязнения.