К керамике обычно относят материалы, получаемые путем спекания порошкообразных неорганических веществ (или природных высокодисперсных материалов, таких как глины). Под спеканием понимают термическое омоноличивание материала при температурах ниже точки плавления.
По структуре керамику подразделяют на грубую (керамический и силикатный кирпич, часть огнеупоров) и тонкую (фарфор, фаянс). Первая характеризуется крупнозернистой, неоднородной в изломе структурой, вторая - однородной мелкозернистой структурой. Различают также пористую керамику (пористость 5 - 30%), к которой относятся, в частности, кирпич, фаянс, керамическая плитка, и компактную керамику (пористость ниже 5%), представленную фарфором, керамогранитом и некоторыми другими материалами.
Большинство распространённых керамических изделий получают на основе глины. Глины - природные пластичные алюмосиликатные гидрофильные горные породы.
В природе алюмосиликаты составляют до 50% земной коры, и встречаются в основном в виде кристаллических алюмосиликатов - полевых шпатов или слоистых - слюд. Наибольшее распространение имеют минералы альбит (Na2О • А12О3 • 6SiО2), ортоклаз (К2О • А12О3 • 6SiО2) и анортит
|
|
(CaO∙Al2О3∙2SiО2):
Медленное взаимодействие полевых шпатов с углекислым газом и водой, называют выветриванием, в результате которого и образуются компоненты глин, основным из которых является каолинит (каолин):
К2О • А12О3 • 6SiО2 + СО2 + 2Н2О → К2СО3 + 4SiО2 + А12О3 ∙ 2SiО2 • 2Н2О
Na2О • А12О3 • 6SiО2 + СО2 + 2Н2О → Na2CО3 + 4SiО2 +А12О3 • 2SiО2 • 2H2О
СаО • А12О3 • 6SiО2 + СО2 + 2Н2О → СаСО3 + 4SiО2 + А12О3 • 2SiО2 • 2Н2О
Таким образом, глина - это каолин (А12О3 ∙ 2SiО2 • 2Н2О), чаще всего в смеси с песком, известняками (CaCО3, MgCО3), оксидами и гидроксидом железа, невыветрившимися примесями полевых шпатов.
Глины с большим содержанием оксида кремния (Si02) называют суглинками, с большим содержанием СаСО3 и MgCО3 - мергели. «Жирные» глины содержат много каолина, «тощие» - много примесей. Белые глины почти не содержат соединений железа.
Каолин является гидрофильным веществом, поэтому глина способна поглощать значительное количество воды и при этом заметно увеличиваться в объеме и массе. Вода, содержащаяся в объёме глины, обеспечивает скольжение частиц, и поэтому появляется пластичность. В смеси с определенным количеством воды глины образуют пластичную массу, способную принимать любую форму и сохранять ее при высыхании. Каолин имеет пластинчатое строение кристаллов, плотная укладка которых в слоях глины придаёт им свойство водонепроницаемости.