Keramik ( annan grekisk κέραμος - lera) - material gjorda av leror eller deras blandningar med mineraltillsatser (och ibland av andra oorganiska föreningar) under inverkan av hög temperatur, följt av kylning; samt produkter tillverkade av sådana material [1] .
I en snäv mening syftar ordet "keramik" på lera som har bränts .
Den tidigaste keramik användes som keramik gjord av lera eller dess blandningar med andra material. För närvarande används keramik som material inom industri (teknik, instrumentering, flygindustri, etc.), konstruktion, konst och används i stor utsträckning inom medicin och vetenskap. Under 1900-talet skapades nya keramiska material för användning inom halvledarindustrin och andra områden.
Moderna supraledande material med hög temperatur är också keramik [2] .
Beroende på strukturen särskiljs fin keramik (skärvan [3] är glasaktig eller finkornig) och grov (grovkornig skärva). De huvudsakliga typerna av fin keramik är porslin , halvporslin , lerstensmassor , eldlera , fajans , majolika . Den huvudsakliga typen av grov keramik är keramik .
Dessutom finns hårdmetallkeramik ( volframkarbid , kiselkarbid ), aluminiumoxid , zirkonium (baserad på ZrO 2 ), nitrid (baserad på AlN ), etc.
Porslin har en tät sintrad skärva av vit färg (ibland med en blåaktig nyans) med låg vattenabsorption (upp till 0,2%), när den knackas ger den ett högt melodiskt ljud, i tunna lager kan det vara genomskinligt. Glasyren täcker inte kanten på pärlan eller botten av porslinsbiten. Råvarorna för porslin är kaolin , sand , fältspat och andra tillsatser.
Fajansen har en porös vit skärva med en gulaktig nyans, skärvans porositet är 9-12%. På grund av den höga porositeten är fajansprodukter helt täckta med en färglös glasyr med låg värmebeständighet. Fajans används för tillverkning av vardagsservis. Råvaran för tillverkning av fajans är vitbrännande lera med tillsats av krita och kvartssand.
Semi -porslin när det gäller egenskaper intar en mellanposition mellan porslin och fajans, skärvan är vit, vattenabsorptionen är 3-5%, och används vid tillverkning av disk.
Majolika har en porös skärva, vattenabsorptionen är ca 15 %, produkterna har en slät yta, glans, liten väggtjocklek, är täckta med färgade glasyrer och kan ha dekorativa reliefdekorationer. Gjutning används för att göra majolika . Råvaror är vitbrinnande leror (fajansmajolika) eller rödbrännande leror (keramikmajolika), översvämningsslätter, krita , kvartssand .
Keramik har en crock av röd-brun färg (rödbrännande leror används), hög porositet, vattenabsorption upp till 18%. Produkter kan täckas med färglösa glasyrer, målade med färgade lerfärger - engobe .
Keramik har varit känt sedan urminnes tider och är kanske det första konstgjorda materialet som skapats av människan. Man trodde att uppkomsten av keramik är direkt relaterad till övergången av en person till en fast livsstil, så det hände mycket senare än korgar . På senare tid hörde de första proverna av keramik som vi känner till den övre paleolitiska eran ( Gravettian culture ) [4] . Det äldsta föremålet gjord av bakad lera går tillbaka till 29-25 årtusenden f.Kr. Detta är Vestonice Venus , som förvaras i Moravian Museum i Brno [5] .
Krukor från Xianzhendong i Jiangxi-provinsen i sydöstra Kina, som hittades 1993, formades för 20-19 tusen år sedan [6] . Skärvor från ett spetsigt kärl som hittades i Yuchanyan- i Hunan-provinsen i sydöstra Kina går tillbaka till 18,3-17,5 tusen år sedan [7] . Keramik på Gromatukha-floden (en biflod till Zeya ) i Amur-regionen dök upp ca. 15,5 tusen år sedan [8] .
I mesolitiska kulturer används keramik oregelbundet och i allmänhet i ett sent skede; De mest perfekta exemplen på mesolitisk keramik är kända i Jomon- kulturen i Japan. Under yngre stenåldern blir keramik ett integrerat attribut för nästan alla arkeologiska kulturer (med undantag för perioden med de äldsta jordbrukssamhällena i den förkeramikstenålde stenåldern i Mellanöstern, då övergången till ett fast levnadssätt skedde före många andra tekniska innovationer).
Peter Jordan (Groningen, Nederländerna) tror att keramik spred sig från två innovationscentra: Östasien (för cirka 16 000 år sedan ) och Nordafrika (för cirka 12 000 år sedan ) [ 9] .
Det äldsta keramiken (för 12 tusen år sedan) i Ryssland hittades i Transbaikalia (vid de arkeologiska platserna för Ust-Kareng-kulturen [10] ) och i Fjärran Östern ( Gromatukhinskaya , Osipovskaya , Selemdzhinskaya [11] kulturer; se Sibirisk neolitikum ) . De lägre lagren av Rakushechny Yar- bosättningen i Rostov-regionen går tillbaka till andra hälften av det 7:e årtusendet f.Kr. [12] . Elshanskaya-kulturen i Mellersta Volga-regionen går tillbaka till 7 tusen f.Kr. e.
Keramik med ett tjockt lager av vegetabiliskt vax och fetthaltigt sediment från de libyska platserna i Sahara Uan Afuda ( Uan Afuda ) och Takartori (Takarkori) härstammar från perioden 8200-6400 f.Kr. e. [13]
Till en början gjuts keramik för hand. Uppfinningen av krukmakarhjulet under det tredje årtusendet f.Kr. ( seneneolitikum - tidig bronsålder ) gjorde det möjligt att avsevärt påskynda och förenkla processen att forma produkten. I de förcolumbianska kulturerna i Amerika tillverkades indiansk keramik utan krukmakarhjul fram till européernas ankomst.
Separata typer av keramik bildades gradvis med förbättring av produktionsprocesser, beroende på råvarornas egenskaper och de resulterande bearbetningsförhållandena.
De äldsta typerna av keramik är en mängd olika kärl, såväl som virvlar , vävvikter och andra föremål. Denna hushållskeramik förädlades på olika sätt - relief applicerades genom stämpling, spårning och gjutna element. Fartygen fick olika färger beroende på eldningsmetod. De kunde vara polerade, målade eller målade med ornament, täckta med en engobe, ett glansigt lager (grekisk keramik och romersk Terra sigillata [14] ), färgad glasyr ("Hafnerkeramik" från renässansen).
I slutet av 1500-talet dök majolika upp i Europa (beroende på dess ursprung, även ofta kallad fajans). Med en porös skärva av järn-och-lime, men vit fajansmassa, täcktes den med två glasyrer: en ogenomskinlig med hög tennhalt och en transparent, glänsande blyglasyr.
Dekoren målades på majolika på våt glasyr innan produkten brändes vid en temperatur av cirka 1000 ° C. Färger för målning togs av samma kemiska sammansättning som glasyren , men deras väsentliga del var metalloxider som kunde motstå höga temperaturer (de så kallade eldfasta färgerna - blå, grön, gul och lila). Från och med 1700-talet började man använda så kallade muffelfärger som applicerades på redan bränd glasyr. De används också för porslinsmålning.
På 1500-talet spreds tillverkningen av stengodskeramik i Tyskland. Vit (till exempel i Siegburg) eller målad (till exempel i Reren), en mycket tät skärpa bestod av lera blandad med fältspat och andra ämnen. Efter bränning vid en temperatur på 1200–1280 °C blev stengodset hårt och praktiskt taget icke-poröst. Rött stengods tillverkades i Holland, efter kinesisk keramik som förebild, och samma egenskap finns i Böttgers keramik .
Stengods tillverkades också av Wedgwood [15] [16] i England. Fin fajans som en speciell sorts keramik med en vit porös skärva täckt med vit glasyr dök upp i England under första hälften av 1700-talet. Fajans, beroende på skärvans styrka, delas in i mjuk tunn fajans med hög kalkhalt, medelfajans med lägre kalkhalt och hård fajans utan kalk alls. Denna sista skärva liknar ofta stengods eller porslin i sammansättning och styrka .
Otis Tufton Mason beskrev de amerikanska indianernas korgvävningsteknik [17] och visade också hur korgen användes som grund för att göra botten av burken [18] .
En anmärkningsvärd gren av forntida rysk stadskeramik var tillverkningen av glaserade redskap. Prover av det finns vanligtvis vid utgrävningar av städer, det är nästan frånvarande på landsbygden och mycket lite i sammansättningen av gravhögar. Glaserad keramik av forntida rysk produktion i slutet av 10-1100-talen är huvudsakligen koncentrerad till de södra ryska städerna - Kiev, Chernigov, Vyshgorod. Lyubech, det vill säga i de äldsta centra i den antika ryska staten. I det antika Ryssland användes mestadels tvåvåningssmedjor (det nedre ugnslagret låg nergrävt i marken) keramiksmedjor, men det fanns också enplanssmedjor.
Det allra första steget i den direkta tillverkningen av ett kärl är designen av början. A. A. Bobrinsky, baserat på arkeologiskt och etnografiskt material i östeuropeisk keramiks historia, identifierade 4 program för att konstruera början [19] [20] [21] :
Under utgrävningarna av M.K. Karger i godset Sofia Kievskaya , tillsammans med den vanliga cirkulära keramiken från 1000-talet, hittades fragment av glaserade vita lerfat, liknande bysantinska fat med stämplade ornament, men ganska märkligt: den karakteristiska "räls- formad” kant av bysantinska skålar (IX—XI ) ersatt av en horisontellt böjd kant; rätter är täckta med fläckar av grön glasyr - det här är en imitation av bysantinska prover. Det ryska ursprunget för dessa rätter är utom tvivel: de är gjorda av lokala råvaror. Emellertid är imitationen av bysantinsk keramik karakteristisk endast för de första konstbevattningsmästarna i Ryssland. Huvudmassan av rätter av vit lera liknar formen av den vanliga cirkulära keramik i gamla ryska städer: dessa är kannor och krukor av olika former.
Fragment av vit-lerglaserade kannor hittades i lager av 1000-talet i Kiev under utgrävningar nära St. Sophia-katedralen, på territoriet för Kiev-Pechersk Lavra, i Vyshgorod, Gorodsk, Lyubech, Chernigov. Deras sfäriskt långsträckta kropp separerades från halsen av en gjuten rulle [22] .
Bevattningskrukor upprepar dåtidens enkla rätter. Vanligtvis är det små krukor med en rak eller lätt böjd kant. En egenskap hos vitlera keramik är en tät, ogenomskinlig glasyr, ljusgrön, mindre ofta gul. Sådana rätter hittades i en liten mängd i Vyshgorod, Chernigov, Gorodsk, i byn Volossky, Dnepropetrovsk-regionen.
Vit-lerglaserad keramik är fortfarande jämförelsevis liten. Sedan 1100-talet började man i många städer i Ryssland göra glaserade rätter av lokala lättbrinnande leror, som efter bränningen ger en grå skärva. Där sådan lera inte fanns användes rödbrännande lera. Innan bevattningen applicerades täcktes kärlet med engobe - ett lager av lera som var lättare än huvudet.
Det finns även glaserade fat i Novgorod. Det kännetecknas av fläckvattning, grön med gula eller bruna fläckar. Dessa är huvudsakligen krukor som till sin form liknar Novgorod-redskapen från 1100-1200-talen. De tidigaste av dem finns också i lagren på 1000-1100-talen. Keramik med samma fläckiga glasyr fortsatte att existera under fjortonde och sjuttonde århundradena: det här är krukor, vattuman, leksaker. Var inte förlorad i Novgorod och metoden för att få glasyrer med en metallglans; förutom påskägg (Makarova T.I., 1966. C, 141-145), här på 1100-1200-talen. producerade plattor med överglasyrmålning av Belgorod-typ, från vilka de skiljer sig i bakgrundens blåaktiga eller rödaktiga nyans och glasyrens metalliska glans.
Fynden i Beloozero ger en uppfattning om den glaserade keramiken i de norra delarna av Ryssland. Tillsammans med keramik som importerats från Kiev hittades här ganska säregna tunnväggiga kärl med flytande prickig grön glasyr, påskägg, skallror och abacusben (Golubeva L.A. 1973. P. 167-169. Fig. 60, 2, 3).
Enligt fynden i Novgorod är det tydligt att traditionerna för bevattning efter 1200-talet. gick inte förlorade. Detta bekräftas också av material från Moskva och Moskva-regionen. I Moskva-lagren från den pre-mongoliska perioden finns individuella fragment av glaserad keramik gjord av grå lera ... Förmodligen var produktionen av glaserad keramik i Moskva tillräckligt utvecklad redan i mitten av 1300-talet. Kievska traditioners roll i den är otvivelaktig (Avdusina T.D., Vladimirskaya Y.S., Panova T.D. 1984, s. 48-50).
Den mongoliska-tatariska invasionen påverkade utvecklingen av den antika ryska kulturen. Keramikens historia var uppdelad i en paneuropeisk historia i Storhertigdömet Litauen, Rus Zhemoytsky och andra, och i Muscovy, och flyttade från de södra regionerna till de norra och västra gränsstäderna. I Moskvaländerna förstördes antikens ryska kakelkonst, många verk av ryska krukmakare från 900-1100-talen försvann. Till exempel försvann amforor med två handtag, vertikala lampor, konsten att cloisonne-emalj, glasyr (den enklaste är gul, överlevde bara i Novgorod), prydnaden blev enklare.
Under XIII-XIV århundradena blev myrpannor , som användes för taken på ortodoxa kyrkor, utbredd i Pskov . Hon gav troligen upphov till enkla fasadplattor, och sedan kakel med mönster och rumpa för infästning i murade väggar.
På Pskov-Pechersky Holy Assumption-klostrets territorium har unika monument av glaserad keramik bevarats - mer än hundra gamla gravstenar av munkar (ceramider) inbäddade i väggarna i underjordiska gallerier. När de når en genomsnittlig höjd på 45-60 cm och har en bredd på 30-40 cm, är de gjorda av bakad lera med mörkgrön glasyr. Produkternas kvantitet och höga konstnärliga kvalitet vittnar om att keramikproduktionen blomstrade i klostret från urminnes tider. Ceramider för första gången i Rus började tillverkas just i Pskov-regionen på 1500-talet. Klostret hade en speciell keramikverkstad.
Pskov-keramik, som porslin, känns igen på sin form. Pskov-mästarnas konst manifesterades tydligt i tillverkningen av dekorativ keramik. [23]
En separat riktning för rysk, och sedan modern rysk keramik, är Gzhel (uppkallad efter staden). Dessa produkter är utförda i vit och blå stil.
De ursprungliga keramiska materialen är ogenomskinliga på grund av särdragen i deras struktur. Men sintringen av nanometerstora partiklar gjorde det möjligt att skapa transparenta keramiska material med egenskaper (omfång av operativa strålningsvåglängder, dispersion, brytningsindex) som ligger utanför standardintervallet för värden för optiska glasögon .
Nanokeramik är ett keramiskt nanostrukturerat material (eng. nanokeramik) - ett kompakt material baserat på oxider, karbider, nitrider, borider och andra oorganiska föreningar, bestående av kristalliter (korn) med en medelstorlek på upp till 100 nm [24] . Nanokeramik används för tillverkning av pansarkeramik [25] , mikrovågsgeneratorlampor , substrat för halvledarenheter, isolatorer för vakuumbågskammare, krafthalvledarenheter och bildförstärkarrör i mörkerseendeenheter.
Det tekniska systemet för produktion av keramiska plattor inkluderar följande huvudfaser:
Råvaror för keramiska massor delas in i plast ( leror och kaoliner ) och icke-plast. Tillsatser av chamotte och kvarts minskar krympningen av produkter och sannolikheten för sprickbildning i formningsstadiet. Rött bly och borax används som glasbildare .
Förberedelsen av slipen utförs i tre faser:
Transport från råvarulagret sker med hjälp av en lastare till mottagningstrattarna. Varifrån det skickas längs med transportören antingen till en kulkvarn (för malning) eller till turbolösningsmedel (för att lösa upp lera och kaolin)
Glasyrer är blanka legeringar smälta på en keramisk skärva med ett lager 0,12-0,40 mm tjockt. Glasyr appliceras för att täcka produktens crock med ett tätt och slätt skikt, samt för att ge produkten en tät crock med ökad styrka och attraktivt utseende, för att garantera de dielektriska egenskaperna och skydda dekoren från mekaniska och kemiska påverkan.
Sammansättningen av glasyren inkluderar finmalen zirkon , krita , kalk . Färdig glasyr laddas i en av behållarna som bestämts av teknologen. Det passerar flera gånger genom vibrerande skärmar och magnetiska fällor för att avlägsna metallföroreningar, vars närvaro i glasyren kan leda till bildandet av defekter under produktionen. Lim läggs till kompositionen och glasyren skickas till linjen.
Innan gjutning lastas smutsen i en av behållarna. Tre behållare används i tur och ordning (byts ungefär en gång om dagen) för en viss monter. Formen rengörs preliminärt från glidrester efter föregående formning, behandlas med slipvatten och torkas.
Slipan hälls i torkade formar. Formulär är utformade för 80 fyllningar. Vid formning används en bulkmetod. Formen absorberar en del av vattnet, och volymen av glidningen minskar. Slip läggs till formen för att bibehålla den erforderliga volymen.
Efter härdning torkas produkterna, den primära avvisningen av produkter (sprickor, deformationer) utförs.
Efter formning går produkterna till verkstaden för manuell bearbetning.
Efter applicering av glasyren skickas produkten till ugnen för bränning. Ugnen är utrustad med en förtorkmodul, dammborttagning och blåsningskammare. Värmebehandling utförs vid en temperatur på 1230 grader, ugnens längd är cirka 89 meter. Cykeln från lastning till lossning av vagnen är cirka en och en halv dag. Eldning av produkter i ugnen sker under dagen.
Efter bränning utförs sortering: uppdelning i grupper av liknande produkter, upptäckt av defekter. Om defekterna är borttagbara skickas de för revision och tas bort manuellt på restaureringsplatsen. Annars anses produkten vara defekt.