¿Qué es "cerámica"?
Cerámica es el término general para designar la alfarería y la porcelana. El surgimiento y desarrollo de la cerámica es una parte importante de la espléndida cultura antigua de China. Ya en el año 5000 a. C., en el Neolítico, nuestros antepasados comenzaron a utilizar arcilla común para cocer cerámica a altas temperaturas. Éste es un barco complicado. Después de una mejora continua, a finales del Neolítico, era posible producir cerámica lisa y sólida de varios colores, pero su desventaja era que era fácil filtrar agua. Durante la dinastía Shang, una sociedad esclavista, la gente había inventado la tecnología de vidriado de la cerámica, haciendo que la cerámica fuera hermosa, a prueba de fugas y menos propensa a contaminarse. Al mismo tiempo, la gente también empezó a elegir mejores arcillas para cocer porcelana. Hasta ahora, el nivel de artículos de cerámica y artesanías ha seguido mejorando. Yixing y Jingdezhen son los más famosos por sus productos cerámicos.
Yixing, provincia de Jiangsu, es famosa por su producción de cerámica. Un médico que había ayudado al rey Gou Jian de Yue a exterminar a Wu llevó piedras a Yixing para hacer cerámica y comenzó la industria alfarera de Yixing. Por lo tanto, los ceramistas de todas las dinastías consideran a Fan Li como su antepasado. Las teteras de arcilla púrpura de Yixing alguna vez fueron muy elogiadas por muchos literatos. Su Dongpo eligió vivir en Shushan, Yixing, y le gustaba especialmente beber té en una tetera. Para conmemorarlo, el alfarero sentimental llamó a este tipo de tetera "tetera Dongpo". Yixing bien merece ser llamado "Taodou".
La ciudad de Changnan en Jiangxi comenzó a producir porcelana blanca en la dinastía Han y se hizo famosa tanto en el país como en el extranjero durante el período Jingdezhen de la dinastía Song. Después de eso, la ciudad de Changnan pasó a llamarse Jingdezhen, y su reputación como la "Capital de la porcelana" continúa hasta el día de hoy.
La cerámica común utiliza arcilla, feldespato y feldespato como materias primas importantes. Por eso también se le llama cerámica de tres componentes.
La arcilla es un aluminosilicato hidratado de grano fino que produce plasticidad cuando se mezcla con agua. Aunque las propiedades químicas y físicas de la arcilla varían de un lugar a otro, se caracteriza por una estructura en capas cristalinas con un centro eléctrico, lo que le confiere una serie de propiedades físicas como suavidad, lubricación y fácil división. La arcilla generalmente representa del 45% al 60% del cuerpo cerámico. Su función principal es proporcionar partículas finas y buena plasticidad para el moldeo, y hacer que el cuerpo tenga cierta solidez y resistencia al fuego cuando se cuece.
El segundo material importante para la elaboración de cerámica es la estación. Su fórmula molecular es sílice y la mayor parte existe en minerales cristalinos. Es muy duro, insoluble en agua e incoloro y transparente cuando se funde a alta temperatura. Es un óxido ácido y es el mineral más grande de la Tierra. Los materiales de silicato a base de él son una parte importante de los materiales inorgánicos no metálicos. La función principal de Yingshi en cerámica es proporcionar un esqueleto refractario al cuerpo para que no se deforme durante el proceso de cocción y mejorar la resistencia mecánica y la translucidez de la cerámica.
Se utilizó porcelana como fundente. Antes de la sinterización, puede reducir la plasticidad, acortar el tiempo de secado y reducir la contracción del cuerpo verde. Puede promover la fase vítrea durante la sinterización y reducir la temperatura de sinterización del producto.
El proceso de producción de la cerámica común es casi el mismo. Los procesos principales son: elaboración del barro, modelado, secado, esmaltado y cocción.
1. Preparación del barro
Debido a las diferentes fuentes de materias primas, diversos tipos de productos y diferentes métodos de moldeo, la preparación del barro es muy complicada.
En segundo lugar, la formación
La formación también se denomina fabricación de palanquillas. Consiste en mezclar el barro con una cantidad adecuada de agua y verterlo en un molde de yeso o metal para convertirlo en un producto verde.
En tercer lugar, el secado
Para evitar que se agriete durante la cocción, el cuerpo verde debe secarse, normalmente en una cámara o túnel de secado con aire caliente, o mediante calentamiento eléctrico, infrarrojo lejano, etc. Un cuerpo verde con un gran contenido de agua se encogerá mucho después de que el agua se evapore. Para evitar deformaciones o grietas en el cuerpo verde, se debe controlar cuidadosamente la velocidad de secado.
Cuarto, vidriado
El vidriado se aplica a la superficie de la cerámica o porcelana para hacerla bella, lisa e impermeable. El esmalte utiliza feldespato, bórax y óxido de zinc como principales materias primas, y también se mezcla con una pequeña cantidad de óxidos metálicos como óxido de hierro, óxido de plomo y óxido de cobre como colorantes.
Cinco, el fuego
El último proceso en la producción cerámica es la cocción. El cuerpo verde sufre una serie de reacciones físicas y químicas a altas temperaturas para formar una determinada composición de fases y microestructura, de modo que la cerámica tenga las propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas requeridas.
Los cambios físicos y químicos durante el proceso de cocción son principalmente deshidratación, separación de ángulos y oxidación.
Deshidratación, descomposición y cocción
Además, también se producen cambios físicos como peso, volumen, color, resistencia, dureza, forma, etc. Después de la cocción a alta temperatura, la masa verde se introduce en el horno y se enfría gradualmente.
Cuando alcanza los 80 ℃, comienza a salir del horno y lo que sale es una cerámica hermosa y fuerte.
La cerámica es el material de silicato más antiguo. Los exquisitos productos cerámicos chinos todavía atraen a clientes de todo el mundo. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, los materiales cerámicos modernos con propiedades especiales y excelentes también se han desarrollado rápidamente y se han utilizado ampliamente. Se les conoce como la flor de los materiales que nunca se marchitarán.
Después de un tratamiento especial de "polarización", la cerámica se puede convertir en energía eléctrica bajo la acción de la fuerza mecánica y la energía luminosa, y la energía eléctrica se puede convertir en energía mecánica bajo la acción de un campo eléctrico. Esta función especial se denomina efecto piezoeléctrico y las cerámicas con este efecto piezoeléctrico se denominan cerámicas piezoeléctricas. Es muy conveniente que los probadores nucleares usen oculares especiales hechos de cerámica piezoeléctrica transparente. Cuando explota una bomba atómica, cuando la intensidad del destello nuclear alcanza un nivel peligroso, el dispositivo de control de las gafas lo convierte inmediatamente en alta presión instantánea debido a la acción de la luz, y las gafas se oscurecen rápida y automáticamente, reduciendo la intensidad de la luz. a sólo una milésima de segundo. Una vez pasado el peligro, puede recuperarse automáticamente sin afectar la visión del conductor. Este tipo de gafas de cerámica piezoeléctricas tiene una estructura simple, pesa sólo unas pocas docenas de gramos, tiene el tamaño de una caja de cerillas y es muy conveniente llevarla encima de un casco a prueba de armas nucleares.
Existen muchos tipos de cerámicas nuevas, como las "cerámicas funcionales" con propiedades funcionales como sensibilidad a los gases, el calor, la electricidad, el magnetismo, el sonido y la luz, y las "biocerámicas" con funciones fisiológicas especiales. Aquí hay una cerámica muy interesante: la "cerámica de cerveza".
Hablando del nacimiento de la "cerámica cervecera", hay una historia muy interesante. La química estadounidense Hannah Kraus estaba investigando una fórmula material para un velero cuando accidentalmente vertió un vaso de cerveza cercano en un vaso que contenía yeso en polvo, arcilla y varios otros químicos, confundiéndolo con agua destilada. Sin embargo, fue este movimiento "involuntario" el que condujo al surgimiento de la cerámica cervecera. Tan pronto como se vertió la cerveza en el vaso, sucedió algo inesperado y extraño. La mezcla en el vaso de precipitados produjo inmediatamente una gran cantidad de burbujas y el volumen repentinamente se expandió aproximadamente dos veces, convirtiéndose en un blanco duro en menos de 30 segundos. Nadie esperaba que las cerámicas para cerveza fabricadas por accidente esta vez fueran en realidad cerámicas de espuma con muchas propiedades excelentes. Este tipo de cerámica, más tarde llamada "piedra de cerveza", tiene las características de superficie esmaltada, peso ligero, no tóxico y buena resistencia al fuego. La piedra de cerveza se solidifica rápidamente y tiene muchas propiedades excelentes. Tendrá un alto valor comercial y de aplicación para mejorar el rendimiento del aislamiento térmico de los vehículos, almacenar de forma segura residuos nucleares y en la industria del embalaje, la fabricación de automóviles, la agricultura, etc. Algunos expertos creen que uno de los usos más importantes de la piedra de cerveza es el almacenamiento de residuos nucleares. Se sabe que el almacenamiento inadecuado de residuos nucleares puede provocar una contaminación nuclear muy perjudicial para el medio ambiente. Actualmente, el principal problema a la hora de tratar los residuos nucleares es el contenedor. El método tradicional consiste en almacenarlo en un bidón de acero hermético y resistente a la oxidación, y la pared interior del recipiente suele estar protegida por una funda de plástico. Sin embargo, una vez que el adhesivo falla, pueden ocurrir fugas. Debido a que la cerámica para cerveza es autobrillante, se puede rociar sobre la superficie interior de un barril de acero nuevo o la superficie exterior de un barril de acero viejo para formar un esmalte cerámico para cerveza, que se convierte en una cubierta protectora que no se rompe ni gotea, lo que permite los residuos nucleares se almacenen de forma segura.