Ciężar właściwy porcelany, jej właściwości, rodzaje i tabela wartości

Porcelana jest rodzajem ceramiki nieprzepuszczalnej dla gazu i wody. Materiał ten otrzymuje się przez wypalanie grubo dyspersyjnej mieszaniny kwarcu, plastycznej gliny, kaolinu i skalenia w wysokiej temperaturze. W cienkiej warstwie porcelana prześwituje, a przy lekkim uderzeniu wydaje wysoki i charakterystyczny dźwięczny ton, który może zmieniać się w zależności od grubości i kształtu wyrobu.

Sam termin „porcelana” może być stosowany również wobec ceramiki technicznej, takiej jak porcelana litowa, cyrkonowa, borowo-wapniowa, glinokrzemianowa i inne typy, wskazujące na wysoką gęstość specjalnego materiału ceramicznego.

Tabela ciężaru właściwego porcelany

Ponieważ porcelana jest materiałem złożonym, samodzielne obliczenie jej ciężaru właściwego w warunkach polowych nie jest praktyczne. Takie obliczenia wykonuje się w specjalistycznych laboratoriach chemicznych. Średni ciężar właściwy porcelany jest jednak znany i mieści się w zakresie od 2,15 do 2,36 g/cm³.

Dla uproszczenia obliczeń poniżej przedstawiono tabelę z wartościami ciężaru właściwego porcelany oraz masy porcelany w zależności od jednostek miary.

Właściwości porcelany

Porcelana ma dobre właściwości dla specyfiki swojego zastosowania. Jej gęstość mieści się w zakresie od 2,4 do 2,5 g/cm³, a masa objętościowa jest dziesięciokrotnie mniejsza od poprzedniego parametru. Porcelana ma spieczony i zwarty czerep z niewielką porowatością oraz nasiąkliwością nie większą niż 0,2%.

Jednym z głównych czynników jakości porcelany jest jej białość. Przede wszystkim parametr ten zależy od rodzaju domieszek w składzie, którymi mogą być chrom, tytan, żelazo i inne związki barwiące. Na białość może wpływać również środowisko i reżim wypalania w piecu. Jeśli w domieszkach znajdują się drobnoziarniste cząstki, materiał wyjściowy może mieć ciemne punkty, tak zwane muszki, które psują wygląd wyrobu.

Obecność tlenków żelaza trójwartościowego nadaje wyrobowi żółtawy odcień, a tlenki żelaza dwuwartościowego - odcień niebieskawy. Większą białość można uzyskać przez dodanie kaolinu oraz zwiększenie grubości warstwy szkliwa.

Przeświecalność porcelany zależy od ilości topników w masie, temperatury wypalania oraz stopnia rozdrobnienia. Podwyższoną przeświecalność można uzyskać przez zmniejszenie zawartości związków ilastych, a także kwarcu, mullitu i pęcherzyków gazu.

Ważnym parametrem porcelany jest również wytrzymałość. Pod tym względem rozróżnia się dwie cechy: wytrzymałość szkliwa i wytrzymałość czerepu. Ten ostatni parametr zależy od procentowego stosunku faz szklistych i krystalicznych, a także od porowatości samego czerepu i jego grubości. Na wytrzymałość wpływa także zawartość materiałów ilastych. Wyroby zawierające od 50 do 54% takich materiałów mają wyższą wytrzymałość mechaniczną.

Rodzaje porcelany

W zależności od składu wyróżnia się dwa rodzaje porcelany:

• Porcelana twarda. Zawiera od 47 do 66% kaolinu, 25% kwarcu i 25% skalenia. Do uzyskania tego typu potrzebny jest reżim temperaturowy od 1400 do 1460 °C. Wyroby tego rodzaju są przeznaczone do produkcji elektroizolatorów i naczyń codziennego użytku. Najtwardszym przedstawicielem porcelany twardej jest porcelana kostna o składzie zawierającym do 50% popiołu kostnego, wyróżniająca się wysoką białością, przeświecalnością i cienkościennością.
• Porcelana miękka. Zawiera od 25 do 40% kaolinu, 45% kwarcu i 30% skalenia. Do uzyskania tego typu potrzebny jest reżim temperaturowy od 1300 do 1350 °C. Ten rodzaj jest przeznaczony do produkcji wyrobów artystycznych.