Keramika ( jiné řecké κέραμος - jíl) - materiály vyrobené z jílů nebo jejich směsí s minerálními přísadami (a někdy i z jiných anorganických sloučenin) působením vysoké teploty s následným ochlazením; stejně jako výrobky z takových materiálů [1] .
V úzkém slova smyslu se slovo „keramika“ vztahuje na vypálenou hlínu .
Nejstarší keramika se používala jako keramika z hlíny nebo jejích směsí s jinými materiály. V současnosti je keramika jako materiál využívána v průmyslu (strojírenství, přístrojová technika, letecký průmysl atd.), stavebnictví, umění a má široké uplatnění v lékařství a vědě. Ve 20. století vznikly nové keramické materiály pro použití v polovodičovém průmyslu a dalších oborech.
Moderními vysokoteplotními supravodivými materiály jsou také keramika [2] .
Podle struktury se rozlišuje jemná keramika (střep [3] je sklovitý nebo jemnozrnný) a hrubá (hrubozrnný střep). Hlavními druhy jemné keramiky jsou porcelán , poloporcelán , hliněné kamenné hmoty , šamot , fajáns , majolika . Hlavním druhem hrubé keramiky je keramika .
Dále je to karbidová keramika ( karbid wolframu , karbid křemíku ), oxid hlinitý , zirkonium (na bázi ZrO 2 ), nitrid (na bázi AlN ) atd.
Porcelán má hutný slinutý střep bílé barvy (někdy s namodralým nádechem) s nízkou nasákavostí (do 0,2 %), při poklepu vydává vysoký melodický zvuk, v tenkých vrstvách může být průsvitný. Glazura nezakrývá okraj korálku ani základnu porcelánového kusu. Suroviny pro porcelán jsou kaolin , písek , živec a další přísady.
Fajáns má porézní bílý střep se žlutavým nádechem, pórovitost střepu je 9-12 %. Díky vysoké pórovitosti jsou fajánsové výrobky zcela pokryty bezbarvou glazurou s nízkou tepelnou odolností. Fajáns se používá k výrobě každodenního nádobí. Surovinou pro výrobu fajánse je bíle pálená hlína s přídavkem křídy a křemenného písku.
Poloporcelán svými vlastnostmi zaujímá mezipolohu mezi porcelánem a fajánsí, střep je bílý, nasákavost 3-5%, používá se při výrobě nádobí.
Majolika má porézní střep, nasákavost je asi 15 %, výrobky mají hladký povrch, lesk, malou tloušťku stěny, jsou pokryty barevnými glazurami a mohou mít dekorativní reliéfní dekorace. Odléváním se vyrábí majolika . Surovinou jsou jíly bíle pálené (fajánsová majolika) nebo červeně pálené (hrnčířská majolika), nivy, křída , křemenný písek .
Hrnčířská hlína má červenohnědou barvu (používají se do červena pálené jíly), vysokou pórovitost, nasákavost až 18 %. Výrobky mohou být pokryty bezbarvými glazurami, natřeny barevnými jílovými barvami - engoba .
Keramika je známá již od starověku a je možná prvním umělým materiálem vytvořeným člověkem. Věřilo se, že vznik keramiky přímo souvisí s přechodem člověka na usedlý způsob života, takže se to stalo mnohem později než košíky . Z nedávné doby první nám známé vzorky keramiky patřily do období svrchního paleolitu ( gravettienská kultura ) [4] . Nejstarší předmět z pálené hlíny pochází z doby 29-25 tisíciletí před naším letopočtem. Jedná se o Věstonickou venuši , uchovávanou v Moravském zemském muzeu v Brně [5] .
Nádoby z jeskyně Xianzhendong v provincii Jiangxi na jihovýchodě Číny , nalezené v roce 1993, byly formovány před 20–19 tisíci lety [6] . Úlomky ze špičaté nádoby nalezené v jeskyni Yuchanyan v provincii Hunan v jihovýchodní Číně pocházejí z doby před 18,3–17,5 tisíci lety [7] . Keramika na řece Gromatukha (přítok řeky Zeya ) v oblasti Amur se objevila kolem r. před 15,5 tisíci lety [8] .
V mezolitických kulturách se keramika používá nepravidelně a obecně v pozdní fázi; Nejdokonalejší příklady druhohorní keramiky jsou známy v kultuře Jomon v Japonsku. V neolitu se keramika stává integrálním atributem téměř všech archeologických kultur (s výjimkou období nejstarších agrárních komunit předhrnčířského neolitu na Blízkém východě, kdy přechod k usedlému způsobu života nastal před mnoha jinými technologické inovace).
Peter Jordan (Groningen, Nizozemsko) věří, že keramika se rozšířila ze dvou center inovací: východní Asie (asi před 16 000 lety ) a severní Afriky (asi před 12 000 lety ) [ 9] .
Nejstarší keramika (před 12 tisíci lety) v Rusku byla nalezena v Zabajkalsku (na archeologických nalezištích kultury Ust-Kareng [10] ) a na Dálném východě ( kultury Gromatukhinskaya , Osipovskaya , Selemdzhinskaya [11] ; viz sibiřský neolit ) . Spodní vrstvy osídlení Rakushechny Yar v Rostovské oblasti se datují do druhé poloviny 7. tisíciletí před naším letopočtem [12] . Kultura Elshanskaya v oblasti Středního Volhy sahá až do roku 7 tisíc před naším letopočtem. E.
Keramika se silnou vrstvou rostlinného vosku a mastným sedimentem z libyjských lokalit na Sahaře Uan Afuda ( Uan Afuda ) a Takartori (Takarkori) pochází z období 8200-6400 př.n.l. E. [13]
Zpočátku se keramika tvarovala ručně. Vynález hrnčířského kruhu ve třetím tisíciletí před naším letopočtem (pozdní eneolit - starší doba bronzová ) umožnil výrazně urychlit a zjednodušit proces formování výrobku. V předkolumbovských kulturách Ameriky se indiánská keramika až do příchodu Evropanů vyráběla bez hrnčířského kruhu.
Jednotlivé druhy keramiky vznikaly postupně se zdokonalováním výrobních postupů v závislosti na vlastnostech surovin a z nich vyplývajících podmínkách zpracování.
Nejstaršími druhy keramiky jsou různé nádoby, dále přesleny , tkalcovská závaží a další předměty. Tato užitková keramika byla zušlechtěna různými způsoby - reliéf byl aplikován ražením, obkreslováním a tvarovanými prvky. Plavidla dostávala různé barvy v závislosti na způsobu střelby. Mohly být leštěné, malované nebo malované ornamenty, pokryté engobou, lesklou vrstvou (řecká keramika a římská Terra sigillata [14] ), barevnou glazurou („Hafnerkeramika“ renesance).
Koncem 16. století se v Evropě objevila majolika (v závislosti na původu také často nazývaná fajáns). Obsahoval porézní železno-vápenný střep, ale bílou fajánsovou hmotu, byl pokryt dvěma glazurami: neprůhlednou s vysokým obsahem cínu a průhlednou lesklou olovnatou glazurou.
Dekor byl před vypálením výrobku na teplotu cca 1000°C malován na majoliku na mokrou glazuru. Barvy pro malování byly odebírány stejného chemického složení jako glazura , ale jejich podstatnou součástí byly oxidy kovů, které odolávaly vysokým teplotám (tzv. žáruvzdorné barvy - modrá, zelená, žlutá a fialová). Od 18. století se začaly používat tzv. muflové barvy, které se nanášely na již vypálenou lazuru. Používají se také k malování porcelánu.
V 16. století se v Německu rozšířila výroba kameninové keramiky. Bílý (například v Siegburgu) nebo malovaný (například v Rerenu), velmi hustý střep sestával z hlíny smíchané se živcem a dalšími látkami. Kamenina po výpalu při teplotě 1200–1280 °C ztvrdla a prakticky neporézní. Červená kamenina se vyráběla v Holandsku podle vzoru čínské keramiky a stejný rys najdeme i v Böttgerově keramice .
Kameninu vyráběl také Wedgwood [15] [16] v Anglii. Jemná fajáns jako zvláštní druh keramiky s bílým porézním střepem pokrytým bílou glazurou se objevila v Anglii v první polovině 18. století. Fajáns se podle síly střepu dělí na měkkou tenkou fajáns s vysokým obsahem vápna, střední fajáns s nižším obsahem vápna a tvrdou fajáns zcela bez vápna. Tento poslední úlomek svým složením a pevností často připomíná kameninu nebo porcelán .
Otis Tufton Mason popsal techniky pletení košíků amerických indiánů [17] a také ukázal, jak se košík používal jako základ pro výrobu dna zavařovací sklenice [18] .
Pozoruhodným odvětvím starověké ruské městské keramiky byla výroba glazovaného nádobí. Jeho vzorky se obvykle nacházejí při vykopávkách měst, téměř chybí ve venkovských sídlech a velmi málo ve skladbě mohylových pohřebišť. Glazovaná keramika starověké ruské výroby konce 10.-11. století je soustředěna především v jihoruských městech - Kyjev, Černigov, Vyšhorod. Lyubech, tedy v nejstarších centrech starověkého ruského státu. Ve starověké Rusi se používaly většinou dvoupatrové (spodní patro pece bylo pohřbeno v zemi) hrnčířské kovárny, ale existovaly i jednopatrové.
Úplně prvním krokem v přímé výrobě nádoby je návrh začátku. A. A. Bobrinsky na základě archeologických a etnografických materiálů v dějinách východoevropské keramiky identifikoval 4 programy pro počátky výstavby [19] [20] [21] :
Během vykopávek M. K. Kargera v pozůstalosti Sofie Kievskaya byly spolu s obvyklou kruhovou keramikou z 11. století nalezeny fragmenty glazovaného bílého hliněného nádobí, podobné byzantskému nádobí s kolkovanými ornamenty, ale zcela zvláštní: charakteristický „kolejnicový“ tvarovaný“ okraj byzantského nádobí (IX—XI ) nahrazený vodorovně prohnutým okrajem; nádobí je pokryto skvrnami zelené glazury - jedná se o imitaci byzantských vzorů. Ruský původ těchto jídel je nepochybný: jsou vyrobeny z místních surovin. Napodobování byzantské keramiky je však charakteristické pouze pro první mistry zavlažování na Rusi. Hlavní hmota nádobí z bílé hlíny je tvarově podobná obvyklé kruhové keramice starých ruských měst: jedná se o džbány a hrnce různých tvarů.
Fragmenty bílo-hliněných glazovaných džbánů byly nalezeny ve vrstvách 11. století v Kyjevě při vykopávkách u katedrály sv. Sofie, na území Kyjevsko-pečerské lávry, ve Vyšhorodu, Gorodsku, Ljubeči, Černigově. Jejich kulovitě podlouhlé tělo bylo od hrdla odděleno lisovaným válečkem [22] .
Zavlažovací hrnce opakují jednoduchá jídla té doby. Obvykle se jedná o malé květináče s rovným nebo mírně zakřiveným okrajem. Charakteristickým rysem keramiky z bílé hlíny je hustá, neprůhledná glazura, jasně zelená, méně často žlutá. Takové pokrmy byly v malém množství nalezeny ve Vyšhorodu, Černigově, Gorodsku, ve vesnici Volosskij v Dněpropetrovské oblasti.
Bílá hlína glazovaná keramika je stále poměrně malá. Od 12. století začali v mnoha městech Ruska vyrábět glazované nádobí z místních světle pálených jílů, které po vypálení dávají šedý střep. Tam, kde taková hlína nebyla k dispozici, se používala do červena pálená hlína. Před aplikací závlahy byla nádoba pokryta engobou - vrstvou hlíny lehčí než hlavní.
V Novgorodu jsou také glazované pokrmy. Vyznačuje se skvrnitou zálivkou, zelenou se žlutými nebo hnědými skvrnami. Jde především o hrnce, tvarem podobné novgorodskému náčiní z 12.–13. století. Nejstarší z nich se také nacházejí ve vrstvách 11.-12. století. Keramika se stejnou skvrnitou glazurou existovala i ve čtrnáctém a sedmnáctém století: jedná se o hrnce, vodníky, hračky. Neztratil se v Novgorodu a způsob získávání glazur s kovovým leskem; kromě kraslic (Makarova T.I., 1966. C, 141-145), zde ve 12.-13. vyrábí obklady s přeglazurní malbou typu Belgorod, od kterých se liší namodralým nebo načervenalým nádechem pozadí a kovovým leskem glazury.
Nálezy v Beloozeru dávají představu o glazované keramice severních oblastí Ruska. Spolu s keramikou dovezenou z Kyjeva zde byly nalezeny docela zvláštní tenkostěnné nádoby s tekutou skvrnitou zelenou glazurou, kraslice, chrastítka a kosti z počítadel (Golubeva L.A. 1973. S. 167-169. Obr. 60, 2, 3).
Podle nálezů v Novgorodu je zřejmé, že tradice zavlažování po 13. stol. nebyly ztraceny. Potvrzují to i materiály z Moskvy a moskevské oblasti. V moskevských vrstvách předmongolského období se nacházejí jednotlivé zlomky glazované keramiky z šedé hlíny... Pravděpodobně byla výroba glazované keramiky v Moskvě dostatečně rozvinuta již v polovině 14. století. Role kyjevských tradic v něm je nepochybná (Avdusina T.D., Vladimirskaya Y.S., Panova T.D. 1984, s. 48-50).
Mongolsko-tatarská invaze ovlivnila vývoj starověké ruské kultury. Historie keramiky byla rozdělena na celoevropskou v Litevském velkovévodství, Rus Zhemoytsky a dalších, a v Muscovsku, přesouvající se z jižních oblastí do severních a západních hraničních měst. V moskevských zemích bylo zničeno kachlové umění starověké Rusi, mnoho děl ruských hrnčířů 9.–12. století zahynulo. Zmizely například dvouramenné amfory, vertikální lampy, umění cloisonnského smaltu, glazura (nejjednodušší je žlutá, přežila pouze v Novgorodu), ornament se zjednodušil.
V XIII-XIV století se v Pskově rozšířily mravenčí tašky používané na střechy pravoslavných kostelů . Pravděpodobně dala vzniknout jednoduchým obkladovým dlaždicím a poté dlaždicím se vzorem a rumpou pro upevnění do zděných stěn.
Na území Pskovsko-pečerského kláštera Nanebevzetí Panny Marie se dochovaly unikátní památky glazované keramiky - více než sto starověkých náhrobků mnichů (ceramidů) zasazených do stěn podzemních štol. Dosahují průměrné výšky 45-60 cm a šířky 30-40 cm, jsou vyrobeny z pálené hlíny s tmavě zelenou glazurou. Množství a vysoká umělecká kvalita výrobků svědčí o tom, že keramická výroba v klášteře vzkvétala od pradávna. Ceramidy se poprvé na Rusi začaly vyrábět právě v oblasti Pskova v 16. století. Klášter měl speciální keramickou dílnu.
Pskovská keramika, jako je například nádobí, se pozná podle tvaru. Umění pskovských mistrů se zřetelně projevilo ve výrobě dekorativní keramiky. [23]
Samostatným směrem ruské a poté moderní ruské keramiky je Gzhel (pojmenovaný podle města). Tyto produkty jsou provedeny v bílém a modrém stylu.
Výchozí keramické materiály jsou neprůhledné kvůli zvláštnostem jejich struktury. Spékání částic o velikosti nanometrů však umožnilo vytvořit transparentní keramické materiály s vlastnostmi (rozsah vlnových délek provozního záření, disperze, index lomu) ležících mimo standardní rozsah hodnot pro optická skla .
Nanokeramika je keramický nanostrukturní materiál (angl. nanoceramics) - kompaktní materiál na bázi oxidů, karbidů, nitridů, boridů a dalších anorganických sloučenin, sestávající z krystalitů (zrn) o průměrné velikosti do 100 nm [24] . Nanokeramika se používá pro výrobu pancéřové keramiky [25] , lamp mikrovlnných generátorů , substrátů pro polovodičová zařízení, izolátorů pro vakuové obloukové komory, výkonových polovodičových zařízení a trubic zesilovače obrazu v zařízeních pro noční vidění.
Technologické schéma výroby keramických dlaždic zahrnuje následující hlavní fáze:
Suroviny pro keramické hmoty se dělí na plastické ( jíly a kaoliny ) a neplastické. Přísady šamotu a křemene snižují smrštění výrobků a pravděpodobnost praskání ve fázi lisování. Červené olovo a borax se používají jako sklář .
Příprava lístku se provádí ve třech fázích:
Doprava ze skladu surovin je realizována pomocí nakladače do příjmových zásobníků. Odkud se posílá po dopravníku buď do kulového mlýna (pro mletí) nebo do turborozpouštědel (pro rozpouštění jílu a kaolinu)
Glazury jsou lesklé slitiny natavené na keramickém střepu s vrstvou tloušťky 0,12-0,40 mm. Glazura se nanáší tak, aby pokryla povrch výrobku hustou a hladkou vrstvou, a také aby výrobek získal hustou horninu se zvýšenou pevností a atraktivním vzhledem, aby byly zaručeny dielektrické vlastnosti a ochrana dekoru před mechanickými a chemickými vlivy.
Složení glazury obsahuje jemně mletý zirkon , křída , bělidlo . Hotová glazura se naplní do jedné z nádob určených technologem. Několikrát prochází přes vibrační síta a magnetické lapače, aby se odstranily kovové nečistoty, jejichž přítomnost v glazuře může vést ke vzniku vad při výrobě. Do kompozice se přidá lepidlo a glazura se pošle na linku.
Před lisováním se sliz vloží do jedné z nádob. Postupně se používají tři kontejnery (mění se asi jednou denně) pro konkrétní stojan. Forma je předběžně očištěna od zbytků smyku po předchozím formování, ošetřena smykovou vodou a vysušena.
Sliz se nalévá do vysušených forem. Formuláře jsou určeny pro 80 výplní. Při formování se používá hromadná metoda. Forma absorbuje část vody a objem skluzu se zmenšuje. Pro udržení požadovaného objemu se do formy přidává skluz.
Po vytvrzení se výrobky suší, provádí se primární vyřazení výrobků (trhliny, deformace).
Po vylisování jdou výrobky do dílny ručního zpracování.
Po nanesení glazury je výrobek odeslán do pece k vypálení. Pec je vybavena modulem předsoušení, odsáváním prachu a ofukovacími komorami. Tepelné zpracování se provádí při teplotě 1230 stupňů, délka pece je cca 89 metrů. Cyklus od naložení po vyložení vozíku je asi jeden a půl dne. Výpal produktů v peci probíhá během dne.
Po vypálení se provádí třídění: rozdělení do skupin podobných výrobků, zjišťování vad. Pokud jsou defekty odstranitelné, jsou odeslány k revizi a odstraněny ručně na místě restaurování. V opačném případě je výrobek považován za vadný.