Převzato z http://www.lac.cz/imagazin/old/1/page2.htm, "redakčně" kráceno
Hlína je nejstarší materiál pro výrobu keramiky. Vznikala několik milionů let trvajícím rozkladem skal, nalézajících se v hojné míře v zemské kůře.Tento rozklad je způsoben především vodou, která skály narušuje, rozkládá, rozpustné materiály rozpouští a poté ukládá.
Keramické hmoty se dělí podle struktury na plastické a neplastické. Mezi plastické suroviny patří hlíny, jíly a kaolíny. Jíly se vytvářely zvětráváním živcových hornin a jsou to ty, které vznikly z mateřských hornin odplavených vodou. Jílu musí být alespoň 50%. Jejich substance se skládá z oxidu hlinitého, křemičitého a vody. Z mateřských hornin obsahují zbytky slídy, zrnka křemene a vápenec. Hlíny se liší od jílů tím, že se skládají z více komponentů a to z jílových částic, prachových a pískových zrn. Základ hlíny tvoří vodnatý křemičitan hlinitý. Celkové složení je rozmanité a závisí na místě výskytu a poměru přítomných látek. Obsah železitých sloučenin určuje barvu hlíny. Od žluté, červené, hnědé až po šedou. Hlíny a jíly se rozdělují ve výrobě podle toho k čemu jsou vyhovující na kameninové, pórovinové, kachlářské, hrnčířské, cihlářské a žáruvzdorné. Kameninové hlíny a jíly obsahují podstatně větší podíl hrubozrnného prachu, pískových zrn a jiných komponentů než žáruvzdorné. Smícháním několika druhů kameninových hlín a jílů dosáhneme lepší kvality složení. Hmota by měla obsahovat 40 až 50% kaolínové nebo jílové substance, 35 až 45% křemene, živce nebo jiných slídových minerálů. Pálí se bez deformace střepu na 1120-1280°C. Barva střepu může být bílá, bílošedá, okrová až červenohnědá. Pórovinové hlíny a jíly obsahují montmorillonit, který způsobuje plastičnost hmoty, proto se přidává mletý křemen, který zvyšuje tvrdost střepu. Rozmanité druhy póroviny obsahují 40 až 55% křemene. Vypalují se na bílo a střep je propustný.Hrnčířské hlíny a jíly mají nízký obsah oxidu hlinitého a vysoký podíl sloučenin železa. Používají se na výrobu kachlí, nebo některých hrnčířských výrobků. Vysokotavitelné hrnčířské hlíny a jíly, jsou hmotami které se taví na 1400-1600°C, ale slinutí mají již při 1000-1100°C a proto se přidávají do kameninových hmot. Některé druhy mají po vypálení na 1140-1180°C příjemnou hnědou zemitou barvu. Běžné hrnčířské hlíny a jíly mají různě velký obsah železitých sloučenin, proto je široká i její barevnost. Vypalují se při teplotě 960-1040°C. Dobře přijímají glazury. Cihlářské hlíny a jíly jsou chudobné na jíl. Jsou v nich zastoupena prachová zrnka křemene, slídy, úlomky různých hornin a železitý pigment.
Kromě hlín a jílů musí hmota obsahovat i neplastické látky, které snižují její tvárnost. Příznivě ovlivňují velké smršťování výrobků při sušení a vypalování. Zabraňují praskání a trhlinkování střepu. Podle funkce v keramické hmotě rozdělujeme neplastické suroviny na ostřiva a barviva. Ostřiva jsou látky, která nejsou rozpustná ve vodě. Zvyšují teplotu a bod tavení. Jako ostřivo se nejčastěji používá mletý křemen, nebo šamot. Barviva jsou neplastické suroviny, s nižším bodem tavení, než mají,jíly, hlíny a taviva. Při vypalování snižují teplotu tavení. Nejčastěji používaným tavivem je živec, působí mírně i jako ostřivo. Při teplotě nižší než 1100°C zvyšuje pórovitost a hmotu odlehčuje. Při vyšší teplotě se naopak hutnost střepu zvyšuje. Vyznačuje se vysokou viskozitou a zabraňuje deformaci při vysokých teplotách (Např. tvrdý porcelán 1410C°). V mleté formě se používá vápenec (uhličitan vápenatý), který během sušení a na začátku pálení působí jako ostřivo, ale při teplotě nad 1000C° se mění na tavivo. Lehčiva se používají jemně namletá. Mezi nejznámější patří rašelina, piliny, škrob a při pálení vyhoří. Střep je lehký ovšem propustný se zajímavou strukturou. Plastifikátory zvyšují plastičnost hmoty. Používá se dextrín, arabská guma, želatina a jiné.
Výpal keramiky
Vyňato ze seminární práce Matěje Bolena
Výpal keramiky patří mezi základní procesy v technologii keramiky. Tělesa, vytvarovaná ze směsí disperzních, ve vodě nerozpustných anorganických, převážně nekovových materiálů, získávají při výpalu své charakteristické vlastnosti. Významnou podmínkou je zachování tvaru těchto těles. Výpal je nákladný proces, podílí se 30 až 50 % na ceně výrobku. Výpal je tepelné zpracování keramického materiálu nebo vytvarovaného tělesa podle stanoveného režimu. Při výpalu probíhají na hraničních plochách částic materiálu procesy tvorby jeho mikrostruktury. Jsou spojeny s fyzikálními pochody i chemickými reakcemi. Vysoká teplota výpalu umožňuje zvýšenou pohyblivost atomů a dalších základních stavebních jednotek látek, jejich difúzi i chemické reakce v pevné fázi, průběh modifikačních přeměn, rekrystalizaci i růst nově vzniklých krystalů, tvorbu kapalné fáze, zhutňování a slinování materiálu. V tab. VI je uveden orientační přehled procesů, které probíhají v keramickém materiálu s obsahem jílových surovin, křemene a živce během výpalu. Tabulka VI: Přehled základních procesů keramické směsi jílů,křemene a živce při výpalu ve fázi ohřevu
Výpal keramiky zahrnuje celý proces tepelného zpracování od ohřevu vypalovaného tělesa z počáteční teploty až po dosažení optimální teploty výpalu materiálu a následné ochlazení vypáleného tělesa prakticky na pokojovou teplotu.