Wie Porzellan hergestellt — Material …

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Wie Porzellan hergestellt - Material ...

Porzellan

Hintergrund

Der Begriff Porzellan bezieht sich auf eine Vielzahl von keramischen Erzeugnissen, die glasigen oder glasartiges, Qualitäten wie Transluzenz und eine geringe Porosität zu erzielen bei hohen Temperaturen gebacken wurden. Zu den bekanntesten Porzellanwaren sind Tisch und dekorative Porzellan, chemische ware, Zahnkronen und elektrische Isolatoren. Normalerweise weiß oder cremefarben, Porzellan kommt in beiden glasierten und unglasierten Sorten, mit Bisque, bei hoher Temperatur gebrannt, die die beliebtesten unglasierte Vielfalt.

Obwohl Porzellan häufig als Synonym für China verwendet wird, sind die beiden nicht identisch. Sie ähneln einander, dass beide glasigen Waren extrem niedriger Porosität, und beide können glasiert oder unglasiert sein. Allerdings, China, auch als Soft-Paste oder zarte Porzellan bekannt ist, ist weicher: Es kann mit einer Datei geschnitten werden, während Porzellan nicht. Dieser Unterschied ist auf den höheren Temperaturen, bei denen wahre Porzellan gebrannt wird, 2.650 Grad Fahrenheit (1.454 Grad Celsius) im Vergleich zu 2.200 Grad Fahrenheit (1.204 Grad Celsius) für Porzellan. Aufgrund seiner größeren Härte, Porzellan, einige medizinische und industrielle Anwendungen hat, die China, auf inländische und künstlerische Verwendung beschränkt, nicht. Darüber hinaus, während Porzellan immer durchscheinend ist, ist China undurchsichtig.

Hart Paste oder &# X0022; wahr&# X0022; Porzellan ihren Ursprung in China während der T&# X0027; ANG-Dynastie (618-907 n.Chr.); jedoch qualitativ hochwertige Porzellan vergleichbar mit modernen Waren nicht entwickeln, bis der Yuan-Dynastie (1279-1368 n.Chr.). Frühe chinesische Porzellan bestand aus Kaolin (Porzellanerde) und Pegmatit, eine grobe Art von Granit. Porzellan war unbekannt europäischen Keramiker vor der Einfuhr von chinesischen Waren im Mittelalter. Europäer versucht, chinesisches Porzellan zu duplizieren, aber nicht in der Lage ihre chemische Zusammensetzung zu analysieren, konnten sie nur sein Aussehen nachahmen. Glas mit Zinnoxid es undurchsichtig, versucht europäischen Handwerkern zu machen kombiniert Ton und geschliffenes Glas Nach dem Mischen. Diese Alternativen wurde bekannt als Soft-Paste, glasig, oder künstliche Porzellane. Da sie jedoch weicher als echtes Porzellan waren, sowie teuer in der Herstellung, die Bemühungen um echte Porzellan weiter zu entwickeln. Im Jahr 1707 zwei Deutsche Ehrenfried Walter von Tschimhaus und Johann Friedrich Böttger benannt gelang durch Ton mit Boden Feldspat anstelle des geschliffenen Glas bisher verwendeten Kombination.

Später im achtzehnten Jahrhundert weiter die Engländer auf dem Rezept für Porzellan verbessert, wenn sie durch Zugabe von Asche aus Rinderknochen zu Ton, Feldspat und Quarz Bone China erfunden. Obwohl Bone China bei niedrigeren Temperaturen als echte Porzellan gebrannt wird, ermöglicht die Knochenasche es durchscheinend dennoch zu werden. Weil es auch einfacher zu machen, härter zu Chip und stärker als Hartporzellan hat Bone China die beliebteste Art von Porzellan in den Vereinigten Staaten und Großbritannien (die europäischen Verbraucher weiterhin Hartporzellan begünstigen) werden.

Rohes Material

Die primären Komponenten aus Porzellan sind Tone, Feldspat oder Feuerstein und Silica, die alle durch geringe Partikelgröße aus. Um verschiedene Arten von Porzellan zu erstellen, kombinieren Handwerker diese Rohstoffe in unterschiedlichen Anteilen, bis sie die gewünschte grüne (ungebrannte) erhalten und Brenneigenschaften.

Obwohl die Zusammensetzung aus Ton variiert in Abhängigkeit von dem es extrahiert wird und wie es

Um sicherzustellen, Porzellan, die Rohstoffe&# X2014; wie Ton, Feldspat und Siliziumdioxid&# X2014; zuerst mit Backenbrecher, Hammermühlen zerkleinert und Kugelmühlen. Nach der Reinigung ungeeigneter Größe Materialien zu entfernen, wird das Gemisch auf eine von vier Umformprozessen unterzogen,&# X2014; weichen Kunststoff bilden, steifen Kunststoff Formen, Pressen oder Gießen&# X2014; in Abhängigkeit von der Art der Ware produziert. Die Ware wird dann einem vorläufigen Brennschritt, Bisque-Brennen.

behandelt wird, werden alle vitrify Tone (glassy Eigenschaften entwickeln) nur bei extrem hohen Temperaturen, wenn sie mit Materialien Vitrifikation Schwelle deren gemischt werden, ist geringer. Im Gegensatz zu Glas, ist jedoch clay refraktären, was bedeutet, dass es seine Form behält, wenn es erhitzt wird. In der Tat, Porzellan kombiniert Glas&# X0027; s geringer Porosität mit Ton&# X0027; s Fähigkeit, seine Form zu behalten, wenn sie erhitzt, es sowohl einfach zu bilden und ideal für den häuslichen Gebrauch zu machen. Die wichtigsten verwendeten Tone zu Porzellan sind Porzellanerde und Töpferton machen, die meist aus kaolinate bestehen, ein wasserhaltiges Aluminiumsilikat.

Feldspat, ein Mineral, meist Aluminiumsilikat umfasst, und Flint, eine Art von Fest Quarz, Funktion als Flußmittel im Porzellankörper oder Mischung. Flußmittel reduzieren die Temperatur, bei der flüssiges Glas bildet sich während der auf einen Wert zwischen 1.835 und 2.375 Grad Fahrenheit Brand (1000 und 1300 Grad Celsius). Diese flüssige Phase bindet die Körner des Körpers zusammen.

Silica ist eine Verbindung, von Sauerstoff und Silizium, die beiden häufigsten Elemente in der Erde&# X0027; s Kruste. Seine Ähnlichkeit mit Glas sichtbar ist in Quarz (seiner kristallinen Form), Opal (seiner amorphen Form) und Sand (sein unreiner Form). Silica ist die häufigste verwendete Füllstoff zu erleichtern Formen und Brennen des Körpers, sowie auf die Eigenschaften des fertigen Produkts verbessern. Porzellan kann auch Aluminiumoxid, die eine Verbindung von Aluminium und Sauerstoff, oder Low-Alkali enthaltenden Körpern, wie Steatit, besser bekannt als Speckstein.

Die Herstellung
Verarbeiten

Nachdem die Ausgangsmaterialien ausgewählt werden, und die gewünschten Mengen gewogen, gehen sie durch eine Reihe von Herstellungsschritten. Erstens sind sie zerkleinert und gereinigt. Als nächstes werden sie miteinander gemischt, bevor sie zu einer von vier Formverfahren unterzogen wird&# X2014; weichen Kunststoff bilden, steifen Kunststoff Formen, Pressen oder Gießen; die Wahl hängt von der Art der Ware produziert. Nachdem das Porzellan gebildet worden ist, wird sie zu einem endgültigen Reinigungsverfahren, Biskuitbrennen unterzogen wird, bevor verglast ist. Glasur ist eine Schicht aus Dekorglas aufgebracht und auf einen Keramikkörper gebrannt. Die endgültige Herstellungsphase abfeuert, einen Erwärmungsschritt, der in einem Ofentyp nimmt ein angerufener Ofen.

Zerkleinern der Rohstoffe

  • 1 Zuerst werden die Rohmaterialpartikel werden auf die gewünschte Größe reduziert, was eine Vielzahl von Geräten über mehrere Brech- und Schleifschritte beinhaltet die Verwendung. Vorzerkleinerung in Backenbrecher durchgeführt, die Schwingmetallbacken verwenden. Nachbrechstufe reduziert Partikel bis 0,1 Zoll (0,25 Zentimeter) oder weniger im Durchmesser von mullers (Stahl bereiften Räder) oder Hammermühlen, sich schnell bewegenden Stahlhämmern. Zum Feinschleifen, Handwerker Mühlen Verwendung Kugel, die teilweise mit Stahl oder Keramik Mahlkörper von Kugelform gefüllt von großen rotierenden Zylindern bestehen.

Reinigen und Mischen

  • 2 Die Bestandteile werden durch eine Reihe von Bildschirmen bestanden keine Unter- oder übergroße Materialien zu entfernen. Screens, in der Regel in einer geneigten Position betrieben wird, werden mechanisch oder elektromechanisch in Schwingung versetzt Fluss zu verbessern. Wenn der Körper nass zu bilden ist, werden die Inhaltsstoffe dann mit Wasser kombiniert, um die gewünschte Konsistenz zu erzeugen. Magnetfiltrations wird dann verwendet, Eisen aus den Aufschlämmungen zu entfernen, da diese wässrige Mischungen von unlöslichem Material genannt werden. Da Eisen tritt so pervasively in den meisten Tone und vermitteln

Nach Glühbrand werden die Porzellanwaren durch eine Verglasung Betrieb genommen, die die richtige Beschichtung gilt. Die Glasur kann durch Streichen, Tauchen, Gießen oder Sprühen aufgebracht werden. Schließlich durchläuft die Ware ein Brennschritt in einem Ofen oder Brennofen. Nach dem Abkühlen wird die Porzellanware vollständig.

eine unerwünschte rötliche Farbton auf den Körper, wenn es oxidiert, es vor dem Brennen zu entfernen ist wesentlich. Wenn der Körper trocken zu bilden ist, Shell-Mischer, Bandmischer oder Intensivmischer sind in der Regel eingesetzt.

Die Ausbildung des Körpers

  • 3 Als nächstes wird der Körper des Porzellans gebildet wird. Dies kann mit einem von vier Verfahren durchgeführt werden, je nach Art der Ware hergestellt wird:
  • weichem Kunststoff bilden, wo der Ton durch manuelle Form, Rad werfen, jiggering oder ram Pressen geformt wird. Im Rad werfen, stellt ein Töpfer die gewünschte Menge an Körper auf einem Rad und formt sie, während sich das Rad dreht. In jiggering wird der Ton auf einer horizontalen Gipsform der gewünschten Form setzen; dass Schimmel formt einen Seite des Tons, während eine erhitzte Düse von oben nach unten zu formen, um die andere Seite gebracht wird. In ram drücken, wird der Ton zwischen zwei Gipsformen setzen, die Form, während sie das Wasser aus zwingen. Die Form wird dann durch Anlegen von Vakuum an der oberen Hälfte der Form und der Druck auf die untere Hälfte der Form getrennt. Druck wird dann auf die obere Hälfte angelegt, um den Formkörper zu befreien.
  • steifen Kunststoff bilden, das verwendet wird, weniger Kunststoffkörper zu formen. Der Körper wird durch eine Stahlform gezwungen, eine Säule einheitlicher Umfang zu erzeugen. Dies wird entweder in die gewünschte Länge geschnitten oder als Rohling für andere Formvorgänge verwendet.
  • Pressen, das verwendet wird, trockenen Körper in einem starren Düse oder flexible Form zu verdichten und zu gestalten. Es gibt mehrere Arten von Pressen, bezogen auf die Druckrichtung. Uniaxiales Pressen beschreibt den Prozessdruck der Anwendung nur aus einer Richtung, während isostatischen Entails Anpressdruck Anwendung gleichmäßig von allen Seiten.
  • Schlickergießen, bei dem eine Aufschlämmung in eine poröse Form gegossen. Die Flüssigkeit wird durch die Form herausgefiltert, um eine Schicht aus massivem Porzellan Körper zu verlassen. Wasser weiterhin aus der gegossenen Schicht zu entleeren, bis die Schicht starr wird und aus der Form entfernt werden. Wenn das überschüssige Fluid nicht aus der Form abgelassen, und das gesamte Material wird erstarren gelassen, wird der Prozess bekannt als Vollguss.

Bisque-firing

  • 4 Nach ausgebildet ist, sind die Porzellanteile im Allgemeinen doppelt geglühte, was bringt sie bei einer relativ niedrigen Temperatur erhitzt flüchtige Verunreinigungen zu verdampfen und zu minimieren Schrumpfung während des Brennens.

Verglasung

  • 5 Nachdem die Rohstoffe für die Glasur gemahlen wurden, werden sie mit Wasser vermischt. Wie der Körper Slurry wird die Glasuraufschlämmung gescreent und durch magnetische Filter Verunreinigungen zu entfernen. Es wird dann auf dem Spülgut mittels Aufstreichen, Gießen, Tauchen oder Sprühen. Verschiedene Arten von Glasuren können durch Variation der Anteile der konstituierenden Bestandteile, wie Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Kalziumoxid und hergestellt werden. Um beispielsweise das Aluminiumoxid erhöht wird und die Silika abnehm erzeugt eine matte Glasur.

Brennen

  • 6 Firing ist ein weiterer Erwärmungsschritt, der in einer von zwei Arten von Ofen oder Brennofen durchgeführt werden kann. Eine periodische Ofen besteht aus einem einzigen, schamottierte, abgedichtete Kammer mit Brenneröffnungen und Schornsteinen (oder elektrische Heizelemente). Es kann zu einer Zeit nur eine Charge von ware Feuer, aber es ist flexibler da der Brennzyklus für jedes Produkt eingestellt werden. Tunnelofen ist eine feuerfeste Kammer mehrere hundert Meter oder mehr in der Länge. Es behält bestimmte Temperaturzonen kontinuierlich mit der Ware von einer Zone zur anderen geschoben wird. Typischerweise wird die Ware eine Vorwärmzone eingeben und durch eine zentrale Brennzone bewegen, bevor der Ofen über eine Kühlzone zu verlassen. Diese Art von Ofen ist in der Regel kostengünstiger und energieeffizienter als eine periodische Ofen.
  • 7 Während des Brennprozesses statt eine Vielzahl von Reaktionen. Erstens, auf Kohlenstoff basierende Verunreinigungen ausbrennen, chemische Wasser entwickelt sich (bei 215 bis 395 Grad Fahrenheit oder 100 bis 200 Grad Celsius), und Carbonate und Sulfate zu zersetzen beginnen (Celsius bei 755 bis 1295 Grad Fahrenheit oder 400 bis 700 Grad). Die Gase werden erzeugt, die von der Ware entkommen muss. Bei weiterem Erhitzen brechen einige der Mineralien in anderen Phasen nach unten, und die Flüsse vorhanden (Feldspat und Feuerstein) reagieren mit der Zersetzung von Mineralien Flüssigkeit Gläser zu bilden (bei 1.295 bis 2.015 Grad Fahrenheit oder 700 bis 1100 Grad Celsius). Diese Glasphasen sind notwendig für das Schrumpfen und Verkleben der Körner. Nachdem die gewünschte Dichte (mehr als 2195 Grad Celsius oder 1200 Grad Celsius) erreicht ist, wird die Ware gekühlt, was das flüssige Glas veranlaßt sich zu verfestigen, wodurch eine starke Bindung zwischen den verbleibenden kristallinen Körner bildet. Nach dem Abkühlen wird das Porzellan vollständig.

Qualitätskontrolle

Der Charakter der Ausgangsstoffe ist wichtig, in der Qualität während des Herstellungsprozesses aufrechterhalten wird. Die chemische Zusammensetzung, die mineralische Phase, die Partikelgrößenverteilung und kolloidalen Oberfläche beeinflussen die gebrannten und ungebrannten Eigenschaften des Porzellans. Mit ungebrannten Körper werteten die Eigenschaften umfassen Viskosität, Plastizität, Schrumpfung und Festigkeit. Mit gebrannten Porzellans, Festigkeit, Porosität, Farbe und thermische Ausdehnung gemessen. Viele dieser Eigenschaften werden überwacht und gesteuert, während der Verwendung statistischer Methoden der Herstellung. Sowohl die Rohstoffe und die Verfahrensparameter (Mahldauer und Druckformen, zum Beispiel) kann eingestellt werden, gewünschte Qualität zu erzielen.

Die Zukunft

Hochwertiges Porzellan Kunst und Essgeschirr wird weiterhin die Kultur zu verbessern. Verbesserungen in der Fertigung wird weiterhin sowohl die Produktivität und Energieeffizienz zu erhöhen. Zum Beispiel hat ein deutscher Ofenhersteller einen vorgefertigten Tunnelofen für schnelle Brennen hochwertigem Porzellan in weniger als 5 Stunden entwickelt. Gebrannt wird durch teilweise reduzierenden Atmosphäre bei einer maximalen Brenntemperatur von 2.555 Grad Fahrenheit (1.400 Grad Celsius) erreicht. Der Ofen verwendet Hochgeschwindigkeitsbrenner und ein automatisches Steuersystem, innerhalb von 24 Stunden 23.000 Pfund (11.500 kg) aus Porzellan produziert.

Hersteller von Porzellan-Produkte können auch ihre Recycling-Bemühungen erhöhen müssen, aufgrund der Zunahme der Umweltvorschriften. Obwohl ungebrannten Schrott leicht recycelt wird, feuerte Schrott ein Problem darstellt: mechanisch stark und daher schwer zu brechen, ist es in der Regel in Deponien entsorgt. Allerdings hat vorläufige Forschung gezeigt, dass gefeuert Schrott kann nach dem thermischen Abschrecken wieder verwendet werden (wo der Schrott wieder erhitzt und dann rasch abgekühlt), die es schwächer und leichter zu brechen macht. Der Schrott kann dann als Ausgangsmaterial verwendet werden.

Porzellan erscheint eine wichtigere Rolle in technischen Anwendungen zu spielen. Neue Patente wurden auf der japanischen und amerikanischen Unternehmen im Bereich der elektrischen Isolatoren und Zahnersatz ausgegeben. NGK Insulators, Ltd. ein japanischer Hersteller hat für elektrische Isolatoren hochfestem Porzellan entwickelt, während Murata Manufacturing Co. Niedertemperatur-Sinter-Porzellan Komponenten für elektronische Anwendungen entwickelt hat.

Wo Erfahren Sie mehr

Bücher

Campbell, James E. Die Kunst und Architektur Information Guide Series, vol. 7: Keramik und Keramik, ein Leitfaden für lnformationen Quellen. Gale Forschung 1978.

Camusso, Lorenzo, hrsg. Keramik der Welt: Vom Viertausend V.Chr. bis zur Gegenwart. Harry N. Abrams, 1992.

Charles, Bernard H. Keramik und Porzellan. Hippocrene Books, 1974.

Jones, J. T. und M. F. Bernard. Keramik, Industrie Verarbeitung und Prüfung. Iowa State University Press, 1972.

Periodika

Shashidhar, N. und J. S. Reed. &# X0022; Recycling Fired Porzellan.&# X0022; Ceramic Bulletin. Vol. 69, No. 5, 1990, pp. 834-841.

Wilson, Lana. &# X0022; Kohle und Metallsalze.&# X0022; Keramik monatlich. Oktober 1987, p. 36.

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