Kerámiák ( más görög κέραμος - agyag) - agyagból vagy ezek keverékéből ásványi adalékanyagokkal (és néha más szervetlen vegyületekkel) magas hőmérséklet hatására, majd hűtéssel készült anyagok; valamint az ilyen anyagokból készült termékek [1] .
Szűk értelemben a „kerámia” szó kiégetett agyagot jelent .
A legkorábbi kerámiát agyagból vagy más anyagokkal kevert kerámiákból használták. Jelenleg a kerámiát anyagként használják az iparban (mérnöki, műszerészeti, repülési ipar stb.), az építőiparban, a művészetben, széles körben használják az orvostudományban és a tudományban. A 20. században új kerámia anyagokat hoztak létre a félvezetőiparban és más területeken történő felhasználásra.
A modern magas hőmérsékletű szupravezető anyagok is kerámiák [2] .
Szerkezettől függően finom kerámiát (a szilánk [3] üveges vagy finomszemcsés) és durva (durvaszemcsés szilánk) különböztet meg. A finomkerámiák főbb fajtái a porcelán , félporcelán , agyagos- kőmassza , tűzkerámia , fajansz , majolika . A nyers kerámia fő fajtája a kerámia .
Ezen kívül vannak keményfém kerámiák ( volfrámkarbid , szilícium-karbid ), alumínium- oxid , cirkónium ( ZrO 2 alapú ), nitrid ( AlN alapú ) stb.
A porcelán sűrű, szinterezett fehér színű szilánkja (néha kékes árnyalatú), alacsony vízfelvételű (akár 0,2%), ütögetve magas dallamhangot ad, vékony rétegekben áttetsző lehet. A máz nem fedi sem a gyöngy szélét, sem a porcelándarab alját. A porcelán alapanyagai a kaolin , homok , földpát és egyéb adalékanyagok.
A fajansz porózus fehér szilánkja sárgás árnyalattal rendelkezik, a szilánk porozitása 9-12%. A nagy porozitás miatt a fajansz termékeket teljesen beborítják egy színtelen, alacsony hőállóságú mázzal. A fajanszot mindennapi étkészletek gyártására használják. A fajansz gyártásának alapanyaga fehér égő agyag kréta és kvarchomok hozzáadásával.
A félporcelán tulajdonságait tekintve a porcelán és a fajansz között köztes helyet foglal el, szilánkja fehér, vízfelvétele 3-5%, edénygyártáshoz használják .
A majolika porózus szilánkos, vízfelvétele kb. 15%, a termékek sima felületűek, fényesek, kis falvastagságúak, színes mázzal borítják, dekoratív domborműves díszítések lehetnek. Az öntést majolika készítésére használják . Nyersanyagai fehér égő agyagok (fajansz majolika) vagy vörös égő agyagok (kerámia majolika), árterek, kréta , kvarchomok .
A kerámia vörös-barna színű (vörös égő agyagot használnak), nagy porozitású, vízfelvétele akár 18%. A termékek színtelen mázzal boríthatók, színes agyagfestékekkel festhetők - engobe .
A kerámia ősidők óta ismert, és talán az első ember által létrehozott mesterséges anyag. Úgy gondolták, hogy a kerámia megjelenése közvetlenül összefügg az ember állandó életmódra való átállásával, ezért ez sokkal később történt, mint a kosarak . Újabban az általunk ismert első kerámiaminták a felső paleolitikumhoz ( gravetti kultúra ) [4] tartoztak . A legrégebbi, sült agyagból készült tárgy a Kr.e. 29-25 évezredből származik. Ez a Vestonice Vénusz , amelyet a brünni Morva Múzeumban őriznek [5] .
Az 1993-ban talált edényeket a délkelet-kínai Jiangxi tartományban található Xianzhendong-[6] . A délkelet-kínai Hunan tartományban található Yuchanyan talált hegyes edényből származó szilánkok 18,3-17,5 ezer évvel ezelőttre nyúlnak vissza [7] . A Gromatukha folyón (a Zeya mellékfolyóján ) az Amur régióban megjelentek a kerámiák kb. 15,5 ezer évvel ezelőtt [8] .
A mezolitikus kultúrákban a kerámiát rendszertelenül és általában késői stádiumban használják; A mezolitikus kerámia legtökéletesebb példáit a japán Jomon kultúra ismeri. A neolitikumban a kerámia szinte minden régészeti kultúra szerves attribútuma lesz (kivéve a közel-keleti fazekasság előtti neolitikum legrégebbi mezőgazdasági közösségeinek időszakát , amikor a letelepedett életmódra való áttérés sok más előtt történt. technológiai újítások).
Peter Jordan (Groningen, Hollandia) úgy véli, hogy a kerámia két innovációs központból terjedt el: Kelet-Ázsiából (kb. 16 000 évvel ezelőtt ) és Észak-Afrikából (körülbelül 12 000 évvel ezelőtt ) [ 9] .
Oroszország legrégebbi (12 ezer évvel ezelőtti) kerámiáját Transbajkáliában (az Uszt-Kareng kultúra [10] régészeti lelőhelyein ) és a Távol-Keleten ( Gromuchinszkaja , Oszipovszkaja , Szelemdzsinszkaja [11] kultúrákban; lásd Szibériai neolitikum ) találták. . A Rosztov-vidéki Rakushecsnij Yar település alsó rétegei a Kr.e. 7. évezred második felére nyúlnak vissza [12] . Az Elshanskaya kultúra a Közép-Volga régióban Kr.e. 7 ezerre nyúlik vissza. e.
A szaharai Uan Afuda ( Uan Afuda ) és Takartori (Takarkori) líbiai lelőhelyeiről származó, vastag növényi viaszrétegű és zsíros üledékű kerámia a Kr.e. 8200-6400 közötti időszakból származik. e. [13]
Kezdetben a kerámiákat kézzel öntötték. A fazekaskorong Krisztus előtti harmadik évezredben (késő enolitikum - kora bronzkor ) történt feltalálása lehetővé tette a termék öntési folyamatának jelentős felgyorsítását és egyszerűsítését. Amerika Kolumbusz előtti kultúráiban az indián kerámia fazekaskorong nélkül készült az európaiak érkezéséig.
Fokozatosan, a gyártási folyamatok fejlesztésével, az alapanyagok tulajdonságaitól és a keletkező feldolgozási körülményektől függően külön kerámiafajták alakultak ki.
A kerámiák legrégebbi típusai a különféle edények, valamint a tekercsek , szövősúlyok és egyéb tárgyak. Ezt a háztartási kerámiát többféle módon nemesítették – dombornyomást alkalmaztak bélyegzéssel, nyomkövetéssel és öntött elemekkel. A hajók a tüzelési módtól függően eltérő színt kaptak. Lehettek csiszoltak, festettek vagy díszítéssel festettek, engóbbal, fényes réteggel (görög kerámia és római Terra sigillata [14] ), színes mázzal (a reneszánsz „Hafnerkerámiája”) boríthatták.
A 16. század végére megjelent Európában a majolika (eredetétől függően gyakran fajansznak is nevezik). Porózus vas-mészszilánk, de fehér fajansz massza birtokában két mázzal borították: egy magas óntartalmú opálos és egy átlátszó, fényes ólommázzal.
A dekorációt majolikára festették nedves mázra, mielőtt a terméket körülbelül 1000 ° C-on égettük volna ki. A festéshez használt festékek a mázéval megegyező kémiai összetételűek voltak , azonban lényeges részük a magas hőmérsékletnek ellenálló fémoxidok (az ún. tűzálló festékek - kék, zöld, sárga és lila) volt. A 18. századtól kezdték el használni az úgynevezett muffle festékeket, amelyeket már kiégetett mázra hordtak fel. Porcelánfestéshez is használják.
A 16. században Németországban elterjedt a kőedénykerámia gyártása. Fehér (például Siegburgban) vagy festett (például Rerenben) egy nagyon sűrű szilánk földpáttal és más anyagokkal kevert agyagból állt. Az 1200–1280 °C-os égetést követően a kőedény megkeményedett és gyakorlatilag nem porózus. A vörös kőedényt Hollandiában gyártották, kínai kerámia mintájára, és ugyanez a jellemző Böttger kerámiájában is megtalálható .
A kőedényeket Wedgwood [15] [16] is készítette Angliában. A finom fajansz , mint a fehér mázzal borított fehér porózus szilánkú kerámia különleges fajtája a 18. század első felében jelent meg Angliában. A fajansz a szilánk szilárdságától függően lágy vékony, magas mésztartalmú fajanszra, alacsonyabb mésztartalmú közepes fajanszra és mészmentes kemény fajanszra oszlik. Ez az utolsó szilánk összetételében és szilárdságában gyakran kőedényhez vagy porcelánhoz hasonlít .
Otis Tufton Mason ismertette az amerikai indiánok kosárfonási technikáit [17] , és azt is bemutatta, hogyan használták a kosarat a korsó aljának elkészítéséhez [18] .
Az ókori orosz városi kerámia egyik figyelemre méltó ága a mázas edények gyártása volt. Általában városi feltárások során találunk belőle mintákat, vidéki településeken szinte hiányzik, a temetkezési halmok összetételében pedig nagyon kevés. A 10.-11. század végi ősi orosz gyártású mázas kerámia főleg a dél-orosz városokban - Kijevben, Csernigovban, Vyshgorodban - koncentrálódik. Lyubech, azaz az ősi orosz állam legősibb központjaiban. Az ókori Ruszban többnyire kétszintes (az alsó, kemenceszintet a földbe temették) kerámiakovácsokat használtak, de voltak egyszintesek is.
Az edény közvetlen gyártásának legelső lépése a kezdet megtervezése. A. A. Bobrinsky a kelet-európai fazekasság történetének régészeti és néprajzi anyagai alapján 4 programot azonosított a kezdetek építésére [19] [20] [21] :
M. K. Karger Szófia Kijevszkaja birtokán végzett ásatásai során a 11. században szokásos körkerámiák mellett mázas fehér agyag edények töredékei is előkerültek, amelyek hasonlóak a bizánci edényekhez pecsétes díszítéssel, de egészen sajátosak: a jellegzetes „sín- alakú” perem bizánci edények (IX–XI ) helyére vízszintesen hajlított peremű; az edényeket zöld máz foltok borítják - ez a bizánci minták utánzata. Ezeknek az ételeknek az orosz származása kétségtelen: helyi alapanyagokból készülnek. A bizánci kerámia utánzása azonban csak az öntözés első orosz mestereire jellemző. A fehér agyag edények fő tömege alakja hasonló az ókori orosz városok szokásos kör alakú kerámiáihoz: ezek különféle formájú kancsók és edények.
Fehér agyag mázas kancsók töredékei kerültek elő a 11. századi rétegekben Kijevben a Szent Zsófia-székesegyház melletti ásatások során, a Kijev-Pechersk Lavra területén, Visgorodban, Gorodszkban, Ljubecsben, Csernigovban. Gömb alakú megnyúlt testüket öntött henger választotta el a toroktól [22] .
Az öntözőedények megismétlik az akkori egyszerű ételeket. Általában ezek kis edények egyenes vagy enyhén ívelt peremmel. A fehér agyag kerámia jellemzője a sűrű, átlátszatlan máz, élénkzöld, ritkábban sárga. Ilyen ételeket találtak kis mennyiségben Vyshgorodban, Csernigovban, Gorodszkban, a Dnyipropetrovszki régióban található Volossky faluban.
A fehér agyag mázas kerámia még viszonylag kicsi. A 12. század óta Rusz számos városában mázas edényeket kezdtek készíteni helyi, fényben égő agyagokból, amelyek kiégetés után szürke szilánkot adnak. Ahol ilyen agyag nem állt rendelkezésre, ott vörösen égő agyagot használtak. Az öntözés alkalmazása előtt az edényt engóbbal borították - a főnél könnyebb agyagréteggel.
Novgorodban is vannak mázas edények. A foltos öntözés megkülönbözteti, zöld, sárga vagy barna foltokkal. Ezek főleg edények, formájukban hasonlóak a 12-13. századi novgorodi edényekhez. A legkorábbiak szintén a 11-12. századi rétegekben találhatók. Ugyanolyan foltos mázzal ellátott kerámiák a tizennegyedik és tizenhetedik században is léteztek: ezek edények, vízöntők, játékok. Nem veszett el Novgorodban és a fémes fényű mázak előállításának módszere; a húsvéti tojások mellett (Makarova T.I., 1966. C, 141-145), itt a XII-XIII. belgorod típusú túlmázas festéssel gyártott csempéket, amelyektől a háttér kékes vagy vöröses árnyalatában és a máz fémes fényében különböznek.
A Beloozero-i leletek képet adnak Oroszország északi régióinak mázas kerámiájáról. A Kijevből behozott kerámiák mellett egészen sajátos vékonyfalú, folyékony foltos zöld mázzal ellátott edényeket, húsvéti tojásokat, csörgőket, abakuszcsontokat találtak itt (Golubeva L.A. 1973. P. 167-169. 60., 2., 3. kép).
A novgorodi leletek alapján jól látható, hogy az öntözés hagyományai a XIII. nem vesztek el. Ezt Moszkvából és a moszkvai régióból származó anyagok is megerősítik. A premongol korszak moszkvai rétegeiben szürke agyagból készült mázas kerámia egyedi töredékei találhatók... Valószínűleg a mázas kerámia gyártása Moszkvában már a 14. század közepén kellően fejlett volt. A kijevi hagyományok szerepe benne kétségtelen (Avdusina T.D., Vladimirskaya Y.S., Panova T.D. 1984, 48-50. o.).
A mongol-tatár invázió befolyásolta az ősi orosz kultúra fejlődését. A kerámia története páneurópai történetre tagolódott a Litván Nagyhercegségben, a Rusz Zhemojszkijban és másokban, Moszkvában pedig a déli régióktól az északi és nyugati határvárosok felé tolódott el. Moszkva földjén az ókori Rusz csempeművészete megsemmisült, a 9-12. századi orosz fazekasok számos alkotása elpusztult. Eltűntek például a kétnyeles amforák, függőleges lámpák, a cloisonne zománc, máz művészete (a legegyszerűbb a sárga, csak Novgorodban maradt fenn), a dísz egyszerűbbé vált.
A XIII-XIV. században az ortodox templomok tetejére használt hangyacserepek terjedtek el Pszkovban . Valószínűleg egyszerű burkolócsempéket, majd falazott falakba való rögzítéshez mintázatú és gömbölyű csempéket készített.
A Pskov-Pechersky Szent Mennybemenetele kolostor területén egyedülálló mázas kerámia emlékműveket őriztek meg - több mint száz ősi szerzetesi sírkő (ceramid) földalatti galériák falába ágyazva. Átlagosan 45-60 cm magasak és 30-40 cm szélesek, sült agyagból készülnek, sötétzöld mázzal. A termékek mennyisége és magas művészi minősége arról tanúskodik, hogy a kolostorban ősidők óta virágzott a kerámiagyártás. A keramidokat először a 16. században kezdték el Oroszországban pontosan a Pszkov régióban készíteni. A kolostorban különleges fazekasműhely volt.
A pszkov kerámia, például az edények alakjáról ismerhető fel. A pszkov mesterek művészete egyértelműen megnyilvánult a dekoratív kerámiák gyártásában. [23]
Az orosz, majd a modern orosz kerámia külön iránya a Gzhel (a városról kapta a nevét). Ezek a termékek fehér és kék stílusban készülnek.
A kezdeti kerámia anyagok szerkezetük sajátosságai miatt átlátszatlanok. A nanométeres méretű részecskék szinterelése azonban lehetővé tette olyan átlátszó kerámia anyagok létrehozását, amelyek tulajdonságai (üzemi sugárzási hullámhossz-tartomány, diszperzió, törésmutató) kívül esnek az optikai üvegek szabványos értéktartományán .
A nanokerámia egy kerámia nanoszerkezetű anyag (eng. nanoceramics) - oxidokon, karbidokon, nitrideken, boridokon és egyéb szervetlen vegyületeken alapuló kompakt anyag, amely legfeljebb 100 nm átlagos méretű krisztallitokból (szemcsékből) áll [24] . A nanokerámiákat páncélozott kerámiák [25] , mikrohullámú generátorlámpák , félvezető eszközök hordozói, vákuumívkamrák szigetelői, teljesítmény-félvezető eszközök és képerősítő csövek gyártására használják éjjellátó készülékekben.
A kerámialapok gyártásának technológiai sémája a következő fő fázisokat tartalmazza:
A kerámia masszák alapanyagait műanyagra ( agyag és kaolin ) és nem műanyagra osztják . A samott és kvarc adalékok csökkentik a termékek zsugorodását és a repedés valószínűségét a formázási szakaszban. Üvegképzőként vörös ólmot és bóraxot használnak .
A csúszás előkészítése három szakaszban történik:
A nyersanyagraktárból történő szállítás rakodógép segítségével történik a fogadó garatokhoz. Ahonnan a szállítószalagon egy golyósmalomba (őrlésre) vagy turbóoldószerbe (agyag és kaolin oldására) kerül.
A mázak 0,12-0,40 mm vastagságú kerámiaszilánkon felolvasztott fényes ötvözetek. A glazúrt a termék edényének sűrű és sima réteggel történő bevonására, valamint fokozott szilárdságú és tetszetős megjelenésű sűrű cserépedény kialakítására alkalmazzák, amely garantálja a dielektromos tulajdonságokat és megvédi a dekorációt a mechanikai és kémiai hatásoktól.
A máz összetételében finomra őrölt cirkon , kréta , meszelés található . A kész mázat a technológus által meghatározott tartályok egyikébe töltik. Többször átengedik rezgő szitákon és mágneses csapdákon, hogy eltávolítsák a fémszennyeződéseket, amelyek jelenléte a mázban a gyártás során hibák kialakulásához vezethet. Ragasztót adnak a kompozícióhoz, és a mázat a vonalra küldik.
Formázás előtt a szelvényt az egyik tartályba töltik. Egy adott állványhoz felváltva három tartályt használnak (kb. naponta egyszer cserélve). A formát az előző formázás után előzetesen megtisztítják a csúszásmaradékoktól, csúszóvízzel kezelik és szárítják.
A szeletet szárított formákba öntjük. Az űrlapokat 80 kitöltésre tervezték. A formázás során ömlesztett módszert alkalmaznak. A forma magába szívja a víz egy részét, és a csúszás térfogata csökken. A kívánt térfogat fenntartása érdekében csúszást adnak a formához.
Kikeményedés után a termékeket megszárítják, a termékek elsődleges selejtezését (repedések, deformációk) végzik.
A formázás után a termékek a kézi feldolgozó műhelybe kerülnek.
A máz felhordása után a terméket a kemencébe küldik égetésre. A kemence előszárító modullal, poreltávolító és fúvókamrákkal van felszerelve. A hőkezelést 1230 fokos hőmérsékleten végezzük, a kemence hossza körülbelül 89 méter. A berakodástól a kocsi kirakodásáig tartó ciklus körülbelül másfél nap. A termékek égetése a kemencében napközben történik.
Kiégetés után válogatás történik: hasonló termékek csoportjaira bontás, hibák észlelése. Ha a hibák eltávolíthatók, akkor azokat felülvizsgálatra küldik, és manuálisan eltávolítják a helyreállítás helyén. Ellenkező esetben a termék hibásnak minősül.