Marta Kubiak & Ewelina Kuczera

Transkript

1 Marta Kubiak & Marta Kubiak & Ewelina Kuczera

2 Was ist Keramik und Porzellan Geschichte Einteilung der Keramik : Grobkeramik Feinkeramik Rohstoffe zur Silikatkeramikherstellung Silikate Verfahrensschritte der Keramikherstellung Porzellan und der Brandprozess Eigenschaften Anwendung der Keramik und Porzellan

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4 KERAMIK PORZELLAN v. Chr. in Japan Im Kaiserreich China im die älteste Keramik Jahre 620 die erste Gefäße der Welt Herstellung Im Jahre 1708 im Meißen das erste europäische Porzellan

5 Silikatkeramik (Tonkeramik) Grobkeramik Feinkeramik (Ungleichmäßigkeiten (Ungleichmäßigkeiten kleiner als großer als 0,1 0,2 mm erkennbar) 0,1 0,2 mm erkennbar) Dicht Porös Porös Dicht WAF<6% WAF >6% WAF> 2% WAF <2 %

6 zb z.b. Klinker, dicht Säurefeste Steine, Kanalrohre, Steinzeugfließen Grobkeramik G bk ik z.b. Mauerziegel Mauerziegel, porös Terracotta, Schamottsteine (Fliesen)

7 Irdenware Id iist porös ö und hat farbige Scherben. Beispiel: Blumentopf Porös Irdenware Steinzeug ist wasserdicht und kann farbige Scherben besitzen. Beispiel: Färbige Teeschalen Steingut weiß farbig Steinzeug St Steingut i t hat h t wasserdurchlässigen, weiße Scherben und wird deshalb immer gasiert. Beispiel: Sanitärkeramik Porzellan Dicht Porzellan ist wasserdicht und besteht aus weißen Scherben. Beispiel: Kaffeeservice

8 Ton (Kaolin) ) Quarz Feldspat

9 Hartporzellan: Weichporzellan: 50% Kaolinit 25% Kaolinit 25% Feldspat 45% Feldspat 25% Quarz 30% Quarz

10 Salze der Kieselsäure H 4 SiO 4 Hauptbestandteil der Erdkruste In allen Silicaten hat Silicium die Koordinationszahl vier und bildet mit Sauerstoff SiO 4 Tetraeder SiO 4 Tt Tetraeder sind nur über gemeinsame Ecken verknüpft Einteilung der Silikate erfolgt nach der Anordnung der SiO 4 Tetraeder

11 Inselsilicate Gruppensilicate Ringsilicate Kettensilicate Schichtsilicate T i li Glimmer Gli Tonmineralien, Gerüstsilicate Feldspäte

12 Die wichtigste Bestandteile Schichtsilicate (Kaolinit Montmorillonit) (Kaolinit, Reiner Ton Kaolin (besteht überwiegend aus Kaolinit > Herstellung von Porzellan) Kaolinit Al2O3 2 SiO2 2 H2O

13 Ein Polymer Harter Festkörper Sehr hoher Schmelzpunkt Si Atome: sp3 hybridisiert und d tetraedrisch d i h mit i 4 O Atome verbunden l Symmetrie Trigonale

14 Allgemeine chemische Zusammensetzung (Ba,Ca,Na,K,NH 4 )(Al,B,Si) 4 O 8 Wichtigste gesteinsbildende Minerale der Erdkruste Weit verbreitete Feldspalte: Albit Na[AlSi 3 O 8 ] Orthoklas K[AlSi 3 O 8 ] Anorthit Ca[Al 2 Si 2 O 8 ] Gebaut aus Gerüstsilicaten

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16 Ein Prozess, Prozess in dem ein unkonsolidierter, keramischer Ausgangstoff g g in ein einheitliches Halbprodukt mit einer bestimmten Struktur umwandelt wird.

17 Sintern ist Si i ein i technologischer h l i h Prozess, der darauf basiert, dass das Pulvermaterial sich in einen polykristallinen Körper verwandelt, der dann eine bestimmte Porösität und mechanische Festigkeit besitzt. Der Gang ist irreversibel!!

18 Erwärmung des Kaolits bis zu 500 C. In dem Schritt wird das Wasser aus dem Mischung ausgetrieben t i b (Dehydratation) (D h d t ti ) wobei b i M Metakaolinit t k li it entsteht: 2[Al2O3*2SiO2*2H2O] > 2Al2O3*4SiO3 + 4H2O Zweiter Schritt basiert auf Erwärmung des Metakaolinits bis zu 900 C. In der Temperatur folgt eine Zerlegung des Metakaolits auf die Oxide (vor allem Siliciumdioxid): 2Al2O3*4SiO3 > > 2Al2O3*3SiO2 + SiO2 Als nächstes wird die Mischung bis zu 1200 C 1200 C erwärmt in dem weicht der Feldspat und ändert seinen Aggregatzustand aus den festen Zustand auf die flüssige Phase > Entstehung von Mulit: 3Al2O3*2SiO3 > 3Al2O3*2SiO2 + O2

19 Hartporzellan Weichporzellan Schrumpfung des Volumens beträgt ca. 15%!! 1. Brand: Glüh oder Biskuitbrand (bei 1000 C) C) 2. Brand: Gar oder Glattbrand (bei ca C) Ein einziger Brandprozess bei C

20 niedrige Dichte, große Härte, hohe mechanische Festigkeit, Formstabilität (spezifische Steifigkeit), Verschleißbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit (Beständigkeit gegen chemische Einflüsse), Witterungsbeständigkeit, hohe zulässige Einsatztemperatur, niedrige g oder hohe Wärmeleitfähigkeit, hohes elektrisches Isoliervermögen

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22 Bauteile Elektronik Formkörper Lichtquellen Werkzeuge Medizin

23 d Skript: Prof. Dr. T. Jüstel, Anorganische Chemie I Erwin Riedel, Allgemeine und Anorganische Chemie, De Gruyter, 10. Auflage, L. Dobrzański, Podstawy nauki o materiałach i materiałoznastwo, pdf

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit