Was ist Porzellan und wie wird es hergestellt

Porzellan ist ein allgegenwärtiges Material, das weltweit für seine Haltbarkeit, Vielseitigkeit und visuelle Anziehungskraft bekannt ist. Es wird aus einer Auswahl von Materialien gemacht - aber oft einschließlich Kaolin. Kaolin und eine breite Palette von anderen Mineralien und Materialien sind von African Pegmatite erhältlich, die die breiteste Auswahl, die weiteste Reichweite und die größte Erfahrung kombinieren, um das richtige Produkt zur richtigen Zeit zur Verfügung zu stellen.

Porzellan ist der Name für eine Reihe von Keramiken, die durch Erhitzen ihrer Bestandteile in einem Ofen bei Temperaturen zwischen 1.200 und 1.400 °C hergestellt werden, und enthalten oft Kaolin.

Porzellan kann in drei verschiedene Typen gruppiert werden: harte Paste, weiche Paste und Bone China. Diese drei Gruppierungen basieren auf der Zusammensetzung der Paste, die zu ihrer Herstellung verwendet wurde, und der Temperatur, bei der sie abgefeuert wurden. Porzellankeramik zeichnet sich durch ihre Festigkeit und weiße Färbung aus - obwohl Artikel Glasuren und Pigmente gut annehmen. Die Härte des Materials ergibt sich aus dem Verglasungsprozess und der Bildung von Mullit während des Erhitzungsprozesses innerhalb des Ofens(1). Porzellan wird aufgrund seiner Festigkeit und Zartheit oft als die überlegene Keramik angesehen, ist aber viel schwieriger herzustellen als Steinzeug oder Steinzeug. Porzellan ist undurchlässig, hart, sehr beständig gegen thermische und chemische Stöße, durchscheinend (je nach Dicke) und sehr stark.

Herstellung von Porzellan

Wie alle anderen Keramiken ist der Prozess zur Herstellung von Porzellan einfach. Ton wird mit Additiven gemischt, geformt und dann in einem Ofen gebrannt. Das einzige, was sich für Porzellan unterscheidet, ist die Identität der konstituierenden Materialien, die Temperatur des Ofens und, was entscheidend ist, die Bildung von Mullit.

Die Bildung von Mullit

Eine der wichtigsten Phasen bei der Herstellung von Porzellan ist die In-situ-Bildung von Mullit(2). Mullit ist ein Aluminosilikat-Material und hat je nach Stoichiometrie die Formel 3Al₂O₃2SiO₂ und 2Al₂O₃ SiO₂. Es ist ein sehr seltenes Mineral im Boden, aber es wird verstanden, um etwa 1.100 °C aus Feldspat und Kaolin Typ Materialien während des Ofenbrennprozesses zu bilden.

Konstituierende Materialien

Porzellan wird aus einer erhitzten Mischung aus Kieselsäure, Tonen,
Feldspat
und Feuersteinmaterialien kleiner Partikelgrößen hergestellt. Diese Materialien werden in unterschiedlichen Proportionen kombiniert – bis sie ihre gebrannten und ungebrannten Eigenschaften erreichen – zu verschiedenen Porzellansorten. Werfen wir einen Blick auf diese Materialien nacheinander.

Ton: Im Allgemeinen würde die genaue Zusammensetzung von Ton in der Regel davon abhängen, wo es extrahiert wird. Dennoch hätte Ton oft eng verwandte Eigenschaften, unabhängig davon, wo er bebaut wird. Zum Beispiel, alle Tone vitrify nur bei hohen Temperaturen. Die einzige Ausnahme ist, wenn die Verglasungsschwelle durch die Zugabe einiger Materialien gesenkt wurde. Auch gebrannte Tone neigen dazu, einen gewissen feuerfesten Beitrag zum fertigen Produkt hinzuzufügen. Wie beim Glas halten sie ihre Form, wenn sie erhitzt werden. Porzellan kombiniert daher die geringe Porosität des Glases mit der Fähigkeit von Ton, seine Form zu behalten. Daher seine Popularität für den inländischen Gebrauch. Im Allgemeinen sind die Ton für die Herstellung von Porzellan verwendet, Kugel Ton und Porzellan Ton, und sie sind vor allem aus Hydrous Aluminiumsilikat und
Kaolinit
zusammengesetzt.

Feldspar: Dieses Material besteht hauptsächlich aus Feuerstein und Aluminiumsilikat. Flint ist eine Art von Hartquarz, der als Fluss mittels einer Porzellanmischung verwendet wird. Fluxes kann verwendet werden, um die Temperatur zu reduzieren, bei der flüssiges Glas gebildet wird, in der Regel bei etwa 1000 bis 1300oC. In dieser flüssigen Phase binden die bei der Herstellung von Porzellan verwendeten Körner durch Verglasung fest miteinander.

Kieselsäure: Kieselsäure ist eine chemische Verbindung, die durch eine Kombination von Silizium und Sauerstoffgas gebildet wird; zwei der am häufigsten vorkommenden Elemente der Erde. Es existiert natürlich in kristallinen, amorphen und unreinen Formen, wie sie in Quarz, Opal und Sand zu sehen sind. Von allen Füllstofftypen ist Kieselsäure die am häufigsten verwendete, um den Porzellankörper zu feuern. Neben der Erleichterung des Abfeuerns und Der Bildung des Körpers, hilft es auch, die physikalischen Eigenschaften des Endprodukts zu verbessern.

China Stein: Bei der Herstellung von Bone China (siehe weiter unten) verwendet, ist Porzellanstein eine teilweise kaolinisierte, feldspatreiche Form aus Granit, die kein Eisen trägt. Oft mit Kaolin koloziert, umfasst seine mineralische Zusammensetzung Glimmer, Quarz und Feldspat. Chinas Ähnlichkeit mit Petuntse - die verwendet wird, um harte Paste Porzellan zu machen - ist vermutlich der Grund, warum es ein Wichtiger Bestandteil von Bone China wurde.

Kaolin: Kaolin ist ein Tonmineral mit der allgemeinen Formel Al₂Si₂O₅(OH)₄. Es wird aus der Verwitterung anderer Aluminosilikat-Materialien gebildet und ist von weißer Farbe. Es wird in den meisten modernen Keramiken verwendet.

Knochenasche: Knochenasche ist die kalzinierte, gemahlene und fein gepuderte Knochen von Tieren, die bei der Herstellung von Porzellan verwendet werden. Typische Knochenasche besteht aus ca. 56 Gewichtsprozent Calciumoxid, 42% Phosphorpentoxid mit dem Gleichgewicht wasser. Die allgemein vereinbarte Formel für Knochenasche ist Ca₅(OH)(PO₄)₃. Der Kalzinierungsprozess findet bei ca. 1.000 °C statt. Knochenasche wird in weichen Paste und Knochen Porzellan Porzellan verwendet, hat es den Effekt, Petuntse aus harten Pasten zu ersetzen(3). Knochenasche hat andere Anwendungen in den Bereichen Metallurgie, Bearbeitung und Düngemittel.

In einigen Fällen kann Porzellan niedrigalkalihaltige Körper wie Speckstein oder Aluminiumoxid enthalten.

Prozess der Herstellung von Porzellan

Nachdem sie die benötigten Rohstoffe ausgewählt und die erforderlichen Mengen nach Gewicht herausgenommen haben, werden sie einer Reihe von vorbereitenden Schritten unterzogen. Zunächst werden sie zerquetscht und gereinigt. Danach werden sie miteinander vermischt, bevor sie mehreren Umformprozessen unterzogen werden. Der Umformprozess kann eines Pressens, Gießens, steifen Kunststoffumformens oder weichen Kunststoffumformens sein. Die Wahl des Umformprozesses würde in der Regel von der Art der Zu produzierenden Porzellanware abhängen. Nach der Bildung des Porzellankörpers wird er dann gebrannt, danach kann er glasiert werden. Verglasung ist der Prozess des Brennens auf einen Keramikkörper eine Schicht aus dekorativem Glas. Schließlich wird das Porzellan dann gebrannt. Einige Porzellane werden so geformt und gebrannt, dass sie als "Bisque" bezeichnet werden, d.h. sie haben nicht die traditionell verbundene weiße Färbung.

Zusammenfassend beinhaltet der Herstellungsprozess von Porzellan das Zerkleinern von zu verwendenden Materialien, die Reinigung und das Mischen solcher Materialien, den Umformprozess des Körpers, das Brennen und anschließende Verglasung und das Erneute Brennen, falls erforderlich.

Arten von Porzellan

Es gibt drei breite Klassen von Porzellan, basierend auf der Paste-Typ verwendet, um sie zu fertigen. Dies wiederum informiert die Brenntemperatur und damit das Ergebnis und die endgültige Anwendung des Artikels.

Vergleich von Porzellanarten(4,5)

Typ	Harte Paste	Weiche Paste	Bone China
Ursprung	China, ca. 7. bis 8. Jahrhundert n. Chr.	Kontinentaleuropa, 17. bis 18. Jahrhundert n. Chr.	Großbritannien, 18. Jahrhundert n. Chr.
Schlüsselmaterialien	Petuntse	Kugelton, Knochenasche, Feuerstein, Quarz, Speckstein	Kaolin, Knochenasche, Porzellanstein
Brenntemperatur	1.400 °C	1.100 bis 1.250 °C	1.200 bis 1.250 °C
Charakteristische Eigenschaften	Stark mit ausgezeichneter Rissfestigkeit und Wärmetoleranz	Weicher und einfacher zu arbeiten - aber anfälliger für Bruch und Kollaps vor dem Brennen	Höchste Stärke, Weißheit und Transluzenz

Harte Paste

Hartpaste Porzellan ist die ursprüngliche Porzellankeramik und stammt aus China. Eine Kombination aus Petuntse und Kaolin, die bei 1.400 °C abgefeuert wird und ein unglaublich starkes Material macht, das schnell zum Neid der Welt werden würde. Chinesischeexportporzellan war aufgrund seiner Festigkeit, Haltbarkeit und optischen Anziehungskraft ein hoch geschätztes Gut. Petuntse ist ein weit gefasster Begriff für eine Vielzahl von feldspathischen Gesteinen, die eine Art geologischer Zersetzung durchlaufen haben. Typische Formulierungen waren gleiche Mengen Petuntse und Feldspat für hochwertiges Porzellan, wobei zwei Drittel petuntse zu einem Drittel Feldspat für normales Porzellan verwendet werden.

Weiche Paste

Mit Ursprung in Frankreich, Weiche Paste Porzellan wurde in einem Versuch, chinesische Export Porzellan nachzuahmen hergestellt. Während Weichpaste mechanisch schwächer ist als harte Paste (obwohl ihre Anwendungen weitgehend gleich sind), erfordert Weichpaste nicht die erhöhten Temperaturen im Ofen, die nur 1.100 bis 1.250 °C erfordern. Weit entfernt von einem klar geschnittenen Satz von Zutaten, enthält weiche Paste Porzellan eine breite Mischung von Komponenten wie Knochenasche, Feuerstein, Kugelton, Speckstein und Quarz. Der Name kommt von der französischen Péte tendre, die sich auf ihre einfachere Verarbeitbarkeit im Vergleich zu harter Paste bezieht.

Bone China

Ursprünglich in Großbritannien ab dem 18. Jahrhundert hergestellt, ist Bone China ein Porzellan, das mehr als 30% Phosphat aus Tierknochen und/oder Calciumphosphat aus anderen Quellen enthält. Der Schlüssel zum Erfolg von Bone China ist Porzellanstein (oft fälschlicherweise als Porzellanton bezeichnet, was ein anderer Name für Kaolin/Kaolinit ist, das Material, neben dem er sich befindet), das eine teilweise kaolinisierte, feldsparreiche Form aus Granit ist, die kein Eisen hat. Seine Entdeckung als lebensfähiges Mineral bedeutete, dass eine praktikable Alternative zu hartpaste Porzellan jetzt verfügbar war - Knochen China und Harte Paste Porzellan teilen viele Eigenschaften. Ein Großteil der Verwendung von Bone China ist in High-End-Geschirr und dekorative Materialien. Traditionelle Formulierungen waren 50% Knochenasche, 25% Kaolin und 25% Porzellanstein.

Unterarten von Porzellan

Es gibt verschiedene Unterarten von Porzellan, von denen einige Aluminiumoxid-Porzellan, Vitro-Porzellan und Feldspat Porzellan:

Aluminiumoxid Porzellan

Aluminiumoxid-Porzellan hat eine ähnliche Herstellungsmethode wie Feldspat-Porzellan. Der Hauptunterschied ist, dass es mit Aluminium gemischt wird, die gedacht wird, um seine Haltbarkeit zu verbessern. Mit dieser Erhöhung der Haltbarkeit kommt jedoch eine Abnahme der Transluzenz.

Vitro Porzellan

Sein Ursprung kann bis nach Amerika zurückverfolgt werden. Es hat einen wärmeren weißen Ton als Feldspat Porzellan. Es ist sehr langlebig und ein wenig transparent. In seinem Produktionsprozess wird es bei einer Temperatur (800 oC) vorgebrannt, etwas niedriger als normales Porzellan und ein weiterer Brennvorgang erfolgt bei 1.230 - 1.250 oC.

Feldspar Porzellan

Feldspar Porzellan wurde bereits in den 1700er Jahren hergestellt, als die Europäer versuchten, chinesisches Porzellan zu imitieren. Diese Porzellanart ist weiß mit einem leicht blauen Ton als Standard-Porzellan. Es ist auch leicht durchscheinend aufgrund des hohen Prozentsatzes der Glasphase in seiner Struktur. Es ist unglaublich langlebig und wird bei einer Temperatur von etwa 1.300 - 1.400 oC abgefeuert. Feldspar Porzellan ist kontinuierlich mit weichen Paste Porzellan.

Verwendungen von Porzellan

Baustoffe

Porzellan wird häufig als eine Form von Baumaterial verwendet, vor allem für Bodenoberflächen. Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Porzellanfliesen in Gebäuden verwendet. Sie sind, nämlich glasierte und vollmundige Porzellanfliesen. Glasierte Porzellanfliesen sind Fliesen mit einer Glasur-Oberfläche über der Oberseite. Die Glasur wird in der Regel hinzugefügt, um Farbe und Finish auf die Fliese hinzuzufügen. Diese Arten von Fliesen werden in der Regel für dekorative Zwecke wegen ihrer feinen Oberfläche und Dekoration anstatt für praktischere Zwecke verwendet.

Im Gegensatz dazu haben vollmundige Porzellanfliesen keine Form von Glasur über ihrer Oberseite. Sie werden vor allem für Böden, Wände und Arbeitsplatten verwendet, da sie keine Glasuren haben, die leicht durch Abrieb und ständige Verwendung erodiert werden könnten.

Porzellanfliesen können aufgrund der Härte und Zähigkeit der Materialien für Böden in stark frequentierten Bereichen wie z.B. in Einkaufszentren verwendet werden. Sie sind in der Regel nicht porös und nicht absorbierend. Daher können sie für Böden und Oberflächen verwendet werden, die regelmäßig Bakterien ausgesetzt sind.

Elektrische Isolierung

Dies ist eine der häufigsten Verwendungen von Porzellan. Sie sind nicht nur hitzestoßfest, sondern auch gute Isolatoren und werden auch in Hochspannungsbereichen eingesetzt. Sie werden auch bei der Isolierung von Antennen sowie in Hochspannungskabelklemmen eingesetzt. Die amerikanische Keramikgesellschaft schlägt sogar vor, dass sie ein wesentlicher Bestandteil elektronischer Komponenten sind, die das ordnungsgemäße Funktionieren von Telekommunikationsgeräten wie Smartphones und Computern gewährleisten. Porzellan kann sich gegenüber elektrischen Polymerisolierungen überlegen verhalten - kommt aber zu höheren Kosten(6).

Medizin

Dies könnte einige überraschen; Porzellan wird jedoch auch in der Medizin verwendet. Es wird in der Zahnmedizin für die Herstellung von Porzellanjacken verwendet, die auch als Kappen und Kronen bekannt sind. Eine Porzellanjacke wird in der Zahnmedizin zum Schutz der Oberfläche eines schwachen oder gebrochenen Zahnes verwendet. Es wird in der Regel für den Wiederaufbau von Zähnen empfohlen, die entweder durch große Löcher und Zerfall ruiniert wurden oder zuvor gebrochen wurden. In einigen Fällen werden sie verwendet, um die vorhandenen Zähne umzuformen, aufzuhellen oder besser auszurichten. Es ist zwingend zu beachten, dass sie einem natürlichen Zahn ähneln und aus diesem Grund für vordere Zähne verwendet werden. Porzellan in zahnärztlichen Umgebungen wird für seine Härte, aber auch relative Biegefestigkeit bei Glasur zitiert(7). Eine umfassendere Überprüfung der Verwendung von Porzellan auf medizinischen Einstellungen ist hier(8).

Kunst

Trotz seiner Verwendung als utilitaristisches Material, die Eleganz und Schönheit von Porzellan machen es zu einer interessanten Wahl des Kunstmaterials. In der Antike entdeckten die Menschen, dass auch Porzellanobjekte, die exquisit schön und elegant im Design waren, exquisit schön und elegant im Design waren. Folglich wurde Porzellan für Sammlerstücke verwendet. In der Neuzeit werden sie als Schätze gesammelt und für riesige Summen verkauft.

Antike Schätze wie Räucherstäbchen, die bei Opferzeremonien verwendet werden, oder Grabfiguren aus Grabstätten werden heute als Schätze gesammelt und in Museen aufbewahrt oder zu hohen Preisen verkauft.

Verzierung

Porzellan kann auch für die Herstellung von dekorativen Objekten verwendet werden. Einige dieser Objekte werden rund um das Haus verwendet, während einige andere als Souvenirs und Geschenkartikel dienen können. Viele Schmuckstücke und Statuen, die zwischen Nationen ausgetauscht wurden, wurden aus Porzellan hergestellt.

Haushaltsutensilien

Dies ist eine der frühesten Verwendungen von Porzellan. Dieses Keramikmaterial wurde in Zeiten für die Herstellung von Küchenwaren verwendet, um Lebensmittel zuzubereiten und auszuteilen. Es wurde entdeckt, dass Utensilien und Geschirr aus Porzellan undurchlässig, leicht zu reinigen und wiederzuverwenden und langlebig waren, wenn sie erhitzt wurden. Ihre Verwendung geht nun über Küchenwaren hinaus auf die Herstellung anderer Haushaltsgegenstände wie Briefbeschwerer und Stifthalter.

Laboreinsatz

Aufgrund der Haltbarkeit von Porzellan und seiner elektrischen Beständigkeit wird Porzellan für die Herstellung von Labormaterialien und -ausrüstungen verwendet. Zum Beispiel, Sie werden für die Herstellung von Waren in einem chemischen Labor wegen seiner Stärke, Haltbarkeit und Fähigkeit, chemische Angriffe zu widerstehen verwendet.

Beratung von Manganoxid

Porzellan ist ein keramisches Material, das durch Erhitzen seiner Bestandteile - oft einschließlich Ton und Kaolin - auf zwischen 1.200 und 1.400 °C im Ofen hergestellt wird.
Porzellanmaterialien sind unter vielen anderen Eigenschaften für ihre Festigkeit, Ihren Gurt und ihre Undurchlässigkeit bekannt.
Es gibt viele Arten von Porzellan - diese hängen von der Art der Paste, die verwendet wird, um die Keramik zu machen und welche anderen Zusatzstoffe es enthalten kann
Ein durch und durch allgegenwärtiges Material in der modernen Welt, Porzellan findet Verwendungen von Baustoffen und elektrischer Isolierung bis hin zu Tellern und Objets d'art

Porzellan ist ein Name für eine Gruppe von stark verwandten und weit verbreiteten keramischen Materialien, die oft Kaolin enthalten. Als bevorzugter Industrieller Partner, afrikanische Pegmatite Mühlen, Prozesse und liefert die breiteste Palette von Mineralien für die Keramikindustrie - einschließlich überlegener Qualität Kaolin für die anspruchsvollsten Anwendungen.

Verweise

1 W. E. Lee et al., J. Eur. Ceram. Soc., 2008, 465

2 G. V. White et al., J. Eur. Ceram. Soc., 1996, 16, 115

3 Industriekeramik, 1989, 843, 767

4 F. Singer and S. S. Singer, Industrial Ceramics, Chapman Hall, London, 1963

5 W. Burton, Porzellan: seine Natur, Kunst und Herstellung, Batsford, London, 1906

6 M. Shah et al., IEEE Wahl. Isolieren. Mag.Transportt 1997, 13, 5

7 S. Prosad et al., J. Prosth. Zahnarzt., 2009, 101, 20

8 A. S. Vlasov und T. A. Karabanova, Glas und Keramik, 1993, 50, 398

Was ist Porzellan und wie wird es hergestellt

Herstellung von Porzellan

Die Bildung von Mullit

Konstituierende Materialien

Prozess der Herstellung von Porzellan

Arten von Porzellan

Vergleich von Porzellanarten(4,5)

Harte Paste

Weiche Paste

Bone China

Unterarten von Porzellan

Aluminiumoxid Porzellan

Vitro Porzellan

Feldspar Porzellan

Verwendungen von Porzellan

Baustoffe

Elektrische Isolierung

Medizin

Kunst

Verzierung

Haushaltsutensilien

Laboreinsatz

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