सिरेमिक सामग्री: गुण, उत्पादन तकनीक, अनुप्रयोग

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

पहली मिट्टी के बर्तन लोगों द्वारा धातु को गलाने का तरीका सीखने से बहुत पहले दिखाई दिए। पुरातत्वविदों को आज तक जो प्राचीन मटके और घड़े मिले हैं, वे इस बात के प्रमाण हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि सिरेमिक सामग्री में अद्वितीय गुण होते हैं जो इसे कुछ क्षेत्रों में बस अनिवार्य बनाते हैं। आइए आपके साथ सिरेमिक की विशेषताओं पर एक नज़र डालते हैं, इसके उत्पादन और विशेषताओं के बारे में बात करते हैं।

सामान्य जानकारी

सिंटरिंग क्ले और ऑर्गेनिक एडिटिव्स के मिश्रण से सिरेमिक उत्पाद प्राप्त करें। कभी-कभी अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है। इस तरह के पहले उत्पाद 5,000 साल पहले दिखाई दिए थे। इस समय के दौरान, उत्पादन तकनीक में काफी सुधार हुआ है, और आज उच्च शक्ति वाले सिरेमिक उत्पाद हमारे लिए उपलब्ध हैं। इनका उपयोग मुखौटा क्लैडिंग, फर्श, दीवारों आदि के निर्माण में किया जाता है।

घने और झरझरा धार वाले मृदभांड हैं। दोनों के बीच मुख्य अंतर यह है कि घना शार्प वाटरप्रूफ होता है। ये चीनी मिट्टी के बरतन उत्पाद, फर्श की टाइलें आदि हैं। झरझराशार्ड - टाइलें, सिरेमिक पत्थर, जल निकासी पाइप और बहुत कुछ।

घटना का इतिहास

ग्रीक में "सिरेमिक्स" शब्द का अर्थ "मिट्टी" है। स्वाभाविक रूप से, किसी भी उत्पाद को बनाने के लिए किसी प्रकार के मिश्रण का उपयोग किया जाता था। अंत में क्या प्राप्त करने की आवश्यकता है, इसके आधार पर इसमें आवश्यक सामग्री जोड़ी गई। पहले, हाथ से, और कुछ समय बाद एक विशेष मशीन पर, मिट्टी के उत्पाद को एक विशेष आकार दिया गया था। इसके बाद, सिरेमिक उत्पादों को उच्च तापमान पर भट्टों में निकाल दिया जाता है।

कई देशों ने अपनी खुद की उत्पादन तकनीकों का इस्तेमाल किया। यह मिट्टी के बर्तनों, पेंटिंग और ग्लेज़िंग पर लागू होता है। मिस्र को पहला राज्य माना जाता है जिसने इस उद्योग का महत्वपूर्ण विकास हासिल किया है। यह वहां चीनी मिट्टी के बरतन का उत्पादन था जिसे पहली जगह में स्थापित किया गया था। उत्पाद खुरदरी और खराब मिश्रित मिट्टी से बने थे, लेकिन बाद में तकनीक में सुधार हुआ। आज, पीली मिट्टी की ईंटें मिली हैं जिनका कथित तौर पर मेम्फिस के पिरामिडों के निर्माण में उपयोग किया गया था।

चीनी मिट्टी के बरतन का आगमन

जेड का इस्तेमाल चीन में लंबे समय से होता आ रहा है। यह सुंदर था, बल्कि नाजुक और संभालना मुश्किल था। कई वर्षों की खोज के बाद, एक समाधान मिला। चीनी मिट्टी के बरतन बनाना आसान है। हालाँकि, यहाँ भी बारीकियाँ थीं। उदाहरण के लिए, अभ्रक और त्सवोका, जो "चीनी मिट्टी के पत्थरों" में पाए गए थे, उन्हें एक महीन पाउडर में पीसकर 10 से अधिक वर्षों तक संग्रहीत किया गया था। सामग्री को यथासंभव लचीला बनाने के लिए ऐसा किया गया था। प्रथमचीन में चीनी मिट्टी के बरतन उत्पाद लंबे और लम्बे जहाज थे। उनके पास एक पॉलिश सतह और एक नीला या गहरा हरा रंग था। बाद वाले को सबसे अधिक महत्व दिया गया।

आज यह माना जाता है कि चीन वह राज्य है जहां चीनी मिट्टी के बरतन सबसे व्यापक रूप से वितरित किए जाते थे। यह सच है, हालांकि यह यूरोप में लोकप्रिय था, लेकिन बाद में यह वहां दिखाई दिया, और इसका उत्पादन लंबे समय तक विकसित हुआ।

मिट्टी के मुख्य प्रकार

वर्तमान में, मिट्टी के उत्पादों का व्यापक वर्गीकरण है। तो, मिट्टी के बर्तनों को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

• बिना चमकता हुआ सिरेमिक (टेराकोटा और मिट्टी के बर्तन);
• चमकता हुआ (माजोलिका, फ़ाइनेस, पोर्सिलेन, फायरक्ले).

टेराकोटा - इतालवी "बेक्ड अर्थ" से। उत्पाद रंगीन मिट्टी से बने होते हैं और एक झरझरा संरचना होती है। टेराकोटा का उपयोग फूलदान, व्यंजन, साथ ही खिलौने और टाइल बनाने के लिए किया जाता है।

मिट्टी के बर्तनों को संसाधित करना अधिक कठिन होता है। इसे वाटरप्रूफ बनाने के लिए पॉलिशिंग जरूरी है। इसके अलावा, उत्पाद धुंधला होने के अधीन है। ऐसा करने के लिए, इसे पूरी तरह से ठंडा होने तक गर्म ओवन में धुएं में छोड़ दिया जाता है। आज, कई प्रकार के चीनी मिट्टी के बरतन, विशेष रूप से मिट्टी के बर्तनों में, बेहद लोकप्रिय हैं। इसका उपयोग रोजमर्रा की जिंदगी में दूध, थोक सामग्री या सजावट के रूप में भंडारण के लिए किया जाता है।

दूसरे प्रकार के लिए - चमकता हुआ सिरेमिक, चीनी मिट्टी के बरतन और मिट्टी के बरतन यहां सबसे लोकप्रिय हैं। पहला उत्पादन में अधिक महंगा और श्रम प्रधान है, दूसरा व्यावहारिक और सस्ता है। वे उस चीनी मिट्टी के बरतन उत्पादों में एक दूसरे से भिन्न होते हैंकम मिट्टी और अधिक विशेष योजक। इसके अलावा, चीनी मिट्टी के बरतन के विपरीत, चीनी मिट्टी के बरतन प्रकाश में पारभासी होते हैं।

अपवर्तक के बारे में

मिट्टी के मिश्रण से बने उत्पाद दुर्दम्य होते हैं। उद्देश्य के आधार पर, वे 1,300 से 2,000 डिग्री सेल्सियस और इससे भी अधिक तापमान का सामना कर सकते हैं। सिरेमिक फायरिंग के लिए एक विशेष भट्ठा का उपयोग किया जाता है। धातुकर्म प्रक्रिया में आग रोक सामग्री का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वहां उनका उपयोग ब्लास्ट फर्नेस और इकाइयों को डिजाइन करने के लिए किया जाता है।

यह कहना काफी तर्कसंगत है कि बढ़ते तापमान के साथ, आग रोक की ताकत कम नहीं होती है, बल्कि इसके विपरीत बढ़ जाती है। यह संरचना में दुर्दम्य ऑक्साइड, सिलिकेट और बोराइड की उपस्थिति के कारण प्राप्त किया जाता है। उनका उपयोग लगभग हर जगह किया जाता है जहां उच्च तापमान प्रक्रियाएं होती हैं। बहुत बार वे ढले हुए पाए जाते हैं, अर्थात् एक विशिष्ट उत्पाद के रूप में, उदाहरण के लिए, एक ईंट। शायद ही कभी, बिना आकार के रेफ्रेक्ट्रीज को पाउडर के रूप में उपयोग करना आवश्यक होता है।

निर्माण में मिट्टी के पात्र

सिरेमिक सामग्री का लाभ यह है कि उनके स्टॉक व्यावहारिक रूप से असीमित हैं। ऐसे उत्पाद के उत्पादन में आसानी और उच्च स्थायित्व के साथ, आज यह निर्माण उद्योग में अपरिहार्य है। यदि हम दीवार सामग्री को लें, तो मिट्टी की ईंट यहाँ अग्रणी स्थान रखती है।

सिरेमिक टाइल्स पर भी यही बात लागू होती है, जो पॉलिमर की उपस्थिति के बावजूद, जमीन नहीं खोती है। यह अभी भी उच्च आर्द्रता और तापमान वाले कमरों को लैस करने के लिए उपयोग किया जाता है। सामना करने वाली सामग्री के बीचविस्तारित मिट्टी पहला स्थान लेती है।

पिछले कुछ वर्षों में खोखले सिरेमिक ब्लॉक और ईंटों के उत्पादन में 4% की वृद्धि हुई है। उनके उत्पादन के लिए ईंट संयंत्रों और कारखानों में न्यूनतम बदलाव की आवश्यकता होती है, जबकि बिक्री के पहले वर्ष में लागत का भुगतान किया जाता है। विदेशों में, खोखले सिरेमिक ने लंबे समय से एक अग्रणी स्थान लिया है और सामान्य ईंटों की तुलना में बहुत बेहतर बेचा जाता है।

विशेष सिरेमिक सामग्री

ऐसे उत्पादों में सैनिटरी और सीवर पाइप शामिल हैं। पहले तीन बड़े समूहों में विभाजित हैं:

• हार्ड फ़ाइनेस से (छिद्रपूर्ण शार्क);
• सेनेटरी चाइना (सिन्र्डेड शार्ड);
• अर्ध-चीनी मिट्टी के बरतन (आधा पके हुए टुकड़े)।

सेनेटरी वेयर की मुख्य आवश्यकताएं यांत्रिक क्षति, गर्मी प्रतिरोध के प्रतिरोध हैं। नुस्खा का सख्त क्रम में पालन किया जाना चाहिए, यह तकनीक पर भी लागू होता है। केवल एक पेशेवर सिरेमिक भट्ठा और उच्च गुणवत्ता वाले कच्चे माल का उपयोग किया जाता है। स्वच्छता उत्पादों में सिंक, शौचालय के कटोरे, बाथटब, रेडिएटर आदि शामिल हैं। किसी उत्पाद की गुणवत्ता की जांच करने का एक निश्चित तरीका है कि मामले पर हल्के से टैप करें। ध्वनि स्पष्ट और खड़खड़ाहट से मुक्त होनी चाहिए। यह सही तापमान पर फायरिंग और कोई दरार नहीं होने का संकेत देता है।

सीवर पाइप के लिए, उनके पास एक घना पापुलर शार्प होना चाहिए। 150-600 मिमी के व्यास के साथ सिरेमिक पाइप का उत्पादन किया जाता है। आमतौर पर अंदर और बाहर दोनों तरफ चमकता हुआ। ऐसे उत्पादों की विशेषता हैआक्रामक वातावरण और आवारा विद्युत प्रवाह के लिए उच्च प्रतिरोध। वे मामूली कीमत के हैं, जिससे वे और अधिक किफायती हो जाते हैं।

सिरेमिक के भौतिक और रासायनिक गुण

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, सभी उत्पादों को दो व्यापक समूहों में विभाजित किया जा सकता है: घने और झरझरा। घने में जल अवशोषण गुणांक 5% से कम, झरझरा - 5% या अधिक होता है। अंतिम समूह में निम्नलिखित उत्पाद शामिल हैं: मिट्टी की ईंटें (छिद्रपूर्ण और खोखली), खोखली दीवार के पत्थर, सामने की टाइलें, छत की टाइलें। घने सिरेमिक उत्पाद - सड़क की ईंटें और फर्श की टाइलें। सैनिटरी उद्योग में झरझरा और घने सिरेमिक दोनों पाए जाते हैं।

भौतिक और रासायनिक गुणों की बात करें तो सिरेमिक के प्रमुख नुकसान पर ध्यान नहीं देना असंभव है। इसमें अन्य सामग्रियों की तुलना में अधिक नाजुकता होती है। फिर भी, उच्च उपलब्धता और बहुमुखी प्रतिभा इस सामग्री को कई उद्योगों में और यहां तक कि रोजमर्रा की जिंदगी में भी सबसे लोकप्रिय बनाती है। आधुनिक प्रौद्योगिकियां फायरिंग के तुरंत बाद एक चिकनी सतह प्राप्त करना संभव बनाती हैं। यदि आप एक निश्चित रंग प्राप्त करना चाहते हैं, तो आयरन या कोबाल्ट के ऑक्साइड मिलाएं।

सूक्ष्म संरचना की विशेषताएं

गर्म होने पर सिरेमिक धीरे-धीरे तरल हो जाता है। यह बड़ी संख्या में सरल और जटिल यौगिकों द्वारा प्रतिष्ठित है। ठंडा होने पर क्रिस्टलीकरण होता है। यह शुद्ध क्रिस्टल की वर्षा में ही प्रकट होता है, जो आकार में वृद्धि करता है। जब द्रव्यमान कठोर हो जाता है, तो यह संरचना में बनता हैसूक्ष्म समूह। इसमें एक कठोर द्रव्यमान द्वारा मुलिट अनाज को सीमेंट किया जाता है। यह ध्यान देने योग्य है कि ऑक्सीजन परमाणु एक प्रकार का मैट्रिक्स बनाते हैं। इसमें छोटे धातु के परमाणु होते हैं जो उनके बीच की रिक्तियों में प्रतिस्थापित हो जाते हैं। नतीजतन, आयनिक बंधन सूक्ष्म संरचना और कुछ हद तक कम सहसंयोजक बंधनों में प्रबल होते हैं। रासायनिक स्थिरता और स्थिरता मजबूत और टिकाऊ रासायनिक यौगिकों की उपस्थिति के माध्यम से प्राप्त की जाती है।

जैसा कि ऊपर बताया गया है, सिरेमिक सामग्री का उपयोग सीमित है। यह इस तथ्य के कारण है कि क्रिस्टल अपूर्ण हैं। क्रिस्टल जाली में कई दोष होते हैं: परमाणु आकार के छिद्र, विकृति, आदि। यह सब काफी ताकत को कम करता है। हालाँकि, यहाँ कुछ बारीकियाँ हैं। उदाहरण के लिए, यदि किसी विशेष प्रकार के सिरेमिक के निर्माण के दौरान प्रौद्योगिकी का पालन किया जाता है, तो ताकत में अच्छे परिणाम प्राप्त करना काफी संभव है। ऐसा करने के लिए, तापमान शासन और उत्पाद की फायरिंग की अवधि का निरीक्षण करना बेहद जरूरी है।

मिट्टी की विशेषताएं और गुण

मिट्टी एक तलछटी चट्टान है, जो संरचना और संरचना की परवाह किए बिना, पानी के साथ मिश्रित होने पर प्लास्टिक सामग्री बनाती है। फायरिंग के बाद - पत्थर जैसा शरीर। आमतौर पर मिश्रण घना होता है, जिसमें ज्यादातर एल्युमिनोसिलिकेट्स होते हैं। अक्सर, क्ले में क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार, सल्फर पाइराइट, साथ ही साथ कैल्शियम, मैग्नीशियम और टाइटेनियम यौगिकों के हाइड्रॉक्साइड और कार्बोनेट जैसी चट्टानें भी पाई जाती हैं।

काओलिन आज ज्ञात सबसे शुद्ध मिट्टी हैं। लगभग पूरी तरह से kaolinite से बना है। भूनने के बादसफेद रंग। प्रसंस्करण के लिए आवश्यक प्लास्टिसिटी संरचना में मिट्टी के महीन कणों (0.005 मिमी) की उपस्थिति के कारण प्राप्त की जाती है। स्वाभाविक रूप से, रचना में इस तरह का पदार्थ जितना अधिक होगा, प्लास्टिसिटी उतनी ही अधिक होगी, और इसके विपरीत।

मिट्टी के मुख्य सिरेमिक गुणों में शामिल हैं:

• प्लास्टिसिटी - अखंडता को तोड़े बिना विरूपण;
• कनेक्टिविटी;
• हवा और आग सिकुड़न;
• अग्नि प्रतिरोध।

आज, विभिन्न पतले और समृद्ध योजक का उपयोग किया जाता है, जो सामग्री के गुणों को एक दिशा या किसी अन्य में बदलने की अनुमति देता है। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि सिरेमिक उत्पाद मांग में और भी अधिक किफायती हो जाते हैं।

उत्पादन की तकनीकी योजना

सिरेमिक सामग्री की विशेषताएं विभिन्न उद्योगों में मिट्टी के उपयोग की संभावना को इंगित करती हैं। इससे यह तथ्य सामने आया कि बहुत अधिक मांग थी, और परिणामस्वरूप, आपूर्ति में वृद्धि हुई। ज्यादातर मामलों में उत्पादन संयंत्र एक ही पैटर्न के अनुसार काम करते हैं:

• कच्चे माल का निष्कर्षण;
• तैयारी;
• आकार देना और सुखाना;
• भुना हुआ और उत्पाद जारी।

लागत को कम करने के लिए, कारखाने आमतौर पर मिट्टी के भंडार के आसपास के क्षेत्र में बनाए जाते हैं। खनन खुले तरीके से किया जाता है, यानी उत्खनन के साथ। अगला कदम द्रव्यमान तैयार करना है। एक सजातीय द्रव्यमान तक कच्चे माल को समृद्ध, कुचल और मिश्रित किया जाता है। भविष्य के सिरेमिक उत्पाद का निर्माण गीले और सूखे तरीकों से किया जाता है। पहले मामले में, द्रव्यमान को 25% तक सिक्त किया जाता है, और दूसरे में - 12% से अधिक नहीं।

अतीत में, प्राकृतिक सुखाने का उपयोग अक्सर किया जाता था। हालांकि, परिणाम काफी हद तक मौसम पर निर्भर था। इसलिए बारिश हो या ठंड में पौधा स्थिर रहता है। इसलिए, विशेष ड्रायर (गैस) का उपयोग किया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण कदम फायरिंग है। तकनीक का पालन करना बेहद जरूरी है, जो काफी जटिल है। बहुत कुछ सिरेमिक के ठंडा होने पर भी निर्भर करता है। तापमान में तेज गिरावट की अनुमति नहीं है, जिससे विमान की वक्रता हो सकती है। तभी आप सिरेमिक सामग्री बेच सकते हैं। उत्पादन तकनीक, जैसा कि आप देख सकते हैं, सरल नहीं है, इसमें कई चरण होते हैं। उनमें से प्रत्येक का पालन किया जाना चाहिए। अगर ऐसा नहीं होता है, तो दुकान की अलमारियों पर हम शादी कर सकते हैं।

सिरेमिक के नुकसान के बारे में थोड़ा

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, सिरेमिक सामग्री की संरचना आदर्श नहीं है। विशेष रूप से, यह मिट्टी के उत्पाद की ताकत को प्रभावित करता है। कोई भी यांत्रिक क्षति चिप, दरार आदि के रूप में प्रकट हो सकती है। यह मुख्य नुकसान है। लेकिन ऐसे अन्य कारक हैं जो उस सामग्री के व्यापक प्रसार में बाधा डालते हैं जिस पर हम विचार कर रहे हैं। उनमें से एक उच्च लागत है। उदाहरण के लिए, एक देश के घर की छत के लिए सिरेमिक टाइलें सौंदर्य की दृष्टि से एक उत्कृष्ट समाधान हैं, लेकिन ऐसा आनंद बहुत महंगा होगा।

साथ ही, उचित देखभाल के साथ इसकी उपस्थिति 5 साल से अधिक नहीं रहेगी। भविष्य में, लुप्त होती होती है, सतह पर काई की उपस्थिति आदि। इसके साथ ही, नाजुकता और भंगुरता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि कोई भीयांत्रिक क्षति छत के रिसाव का कारण बन सकती है, और बहुत कम लोग इसे पसंद करेंगे। बेशक, आधुनिक सिरेमिक सामग्री बहुत प्रभावशाली दिखती है, जो रंगों की विस्तृत बनावट और उच्च गुणवत्ता वाली कारीगरी के कारण प्राप्त होती है। लेकिन यह अभी भी महंगा है, जो अक्सर इस तरह के चुनाव की उपयुक्तता के बारे में सोचता है।

सारांशित करें

हमने सिरेमिक सामग्री के मूल गुणों पर विचार किया है। उपरोक्त सभी के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि ऐसे उत्पादों में कुछ विशिष्टता है। यह इस तथ्य में निहित है कि यांत्रिक क्षति की अनुपस्थिति में, वे बहुत लंबे समय तक रहेंगे। इसके अलावा, कारखानों में तरल धातु की ढलाई के लिए सिरेमिक सामग्री भी अपरिहार्य है, क्योंकि यह उच्च तापमान का सामना कर सकती है।

जहाँ तक रोज़मर्रा की ज़िंदगी की बात है, तो चीनी मिट्टी की चीज़ें बहुत काम आती हैं। ओवन में खाना पकाने के लिए विशेष व्यंजन, हालांकि उन्होंने वर्षों से अपनी उपस्थिति बदल दी है, फिर भी इस सामग्री से बने हैं। चीनी मिट्टी के बरतन, इसकी उच्च लागत के बावजूद, एक सुंदर रूप है और बस आंख को भाता है। यह मिट्टी के बरतन पर भी लागू होता है, जिसे अगर ठीक से निष्पादित किया जाए, तो चीनी मिट्टी के बरतन से अलग होना मुश्किल है।

किसी भी स्थिति में सिरेमिक सामग्री का उपयोग करना चाहिए। यह मुख्य रूप से प्राकृतिक मिट्टी के बड़े भंडार के कारण है। इसमें वास्तव में बहुत कुछ है, और हर साल इस प्राकृतिक संसाधन के निष्कर्षण के लिए अधिक से अधिक नई खदानें विकसित की जा रही हैं। दूसरा महत्वपूर्ण कारक पर्यावरण मित्रता है। पहले, लोगों के पास अवसर नहीं थाउत्पाद की ताकत विशेषताओं में सुधार के लिए किसी भी हानिकारक योजक का उपयोग करें। आज स्थिति बदल गई है, हालांकि बहुत गंभीर नहीं है। सिंथेटिक सामग्री के विपरीत सिरेमिक टाइलें स्वास्थ्य के लिए हानिकारक नहीं हैं। यह सिरेमिक व्यंजनों पर भी लागू होता है, जो प्लास्टिक की तुलना में, खासकर अगर बाद वाले को गर्म किया जाता है, तो कोई नुकसान नहीं होता है।