при какой температуре плавится фарфор
Что такое фарфор
Под фарфором обычно подразумевается посуда и предметы декора из прочной, тонкостенной керамики белого цвета. Изделия отличаются гладкостью, тонкостью и прозрачностью черепка, а при ударе деревянной палочкой издают чистый, «поющий» звук. Фарфор, обладающий высокой художественной ценностью, до сих пор производят вручную – именно такие предметы интересны коллекционерам и признаны выгодным вложением капитала. Но правильнее всего инвестировать в антиквариат, особенно русский, он широко представлен на отечественном рынке, известен и позволяет находить действительно редкие вещи. Из европейских марок наиболее значимы французские Севр и Лимож, а также немецкие «во главе» с легендарным Мейсеном.
О материале
Три главных компонента фарфора – каолин, полевой шпат и кварц. В зависимости от их процентного соотношения, меняется прозрачность, плотность, эластичность и прочностные характеристики материала.
Кроме того, каждый производитель использует добавки, оказывающие дополнительное влияние на свойства фарфоровой массы. Среди самых распространённых:
В отличие от фаянса, майолики и других видов керамики, фарфор имеет хорошо спёкшийся черепок, без больших пор на изломе. Это обеспечивает газо- и водонепроницаемость материала, стойкость к агрессивным химическим веществам и высоким температурам. Всё твёрдые компоненты сырья перемалываются до порошкообразного состояния, что позволяет после обжига получать изделия с гладкой, словно полированной поверхностью. Тонкость помола определяется на свет: достаточно «поймать» стенками посуды солнечный зайчик. Если он ложится ровно, не выявляя впадины и бугорки или же инородные включения – качество фарфоровой продукции на высоте.
Этапы производства
Изготовление фарфора начинается с измельчения составляющих до тонкодисперсного состояния. Затем их смешивают с водой, получая пластичную массу, с влажностью 25 – 35%. Её оставляют вылёживаться для приобретения однородной структуры. В древнем Китае процесс занимал до 10 лет, современное производство выделяет на полное «созревание» 14 дней. После этого массу обрабатывают вакуум-прессом и специальными мялками, чтобы удалить образовавшиеся при брожении пузырьки воздуха. Иначе сырые изделия разорвёт при первом обжиге из-за разных коэффициентов расширения газа и твёрдого материала.
Формуют посуду и статуэтки преимущественно литьевым способом, с последующей ручной лепкой мелких деталей. Для тарелок используют также метод прессования, а для эксклюзивных авторских работ – гончарный круг. При литье гипсовые формы заполняют жидкой фарфоровой массой (шликером) и оставляют на некоторое время, пока она не осядет на стенках. «Не схватившийся» остаток удаляют. Гипс постепенно вытягивает влагу из фарфоровой массы, и она затвердевает, отделяясь от стенок.
Далее форму раскрывают и вынимают сырцовое изделие, которое нужно обработать – удалить швы, замыть мягкой губкой края, загладить возможные дефекты поверхности. На этом же этапе монтируют приставные детали, например, носики чайников, ручки чашек и так далее, добавляют лепной декор, вырезают ажурные фрагменты или процарапывают узоры, в которые затем зальют краску.
Подготовленные изделия тщательно просушивают и отправляют на утильный обжиг при температуре 900 – 1000°С. Получившийся фарфор принято назвать «бисквитным». Если речь идёт о статуэтках и других лепных предметах, не несущих утилитарную функцию, их можно оставить на этой стадии или расписать и ещё раз обжечь, без применения глазури. Впервые подобный метод был применён мастерами Севрской мануфактуры и получил широкое распространение в эпоху классицизма. Кроме того, «бисквит» использовался при изготовлении головок фарфоровых кукол. Мода на них возникла во Франции, на рубеже XIX – XX века.
Глазурование и роспись
«Бисквит», скорее, исключение из правил, а большинство фарфоровых изделий после утильного обжига глазуруются. В первую очередь, это – вазы и сервизы, непосредственно контактирующие с водой, но и предметы декора покрываются особыми стекловидными составами не реже. Глазури тоже состоят из каолина, полевого шпата и кварца, но в других пропорциях. В них добавляют присадки для снижения температуры плавления и соли металлов для придания цвета, блеска или насыщенности тона.
Глазуруют предметы методом погружения, полива или с помощью пульверизатора. Проникая в микропоры черепка, суспензия прочно закрепляется, а в процессе политого обжига при 1250 – 1400°С, спекается с ним. Погружение и полив подходят для посуды и статуэток без мелких сложных деталей. Пульверизатором глазурь распыляют, чтобы получить тонкий слой, преимущественно, на ручную лепку.
Один из самых популярных способов декорирования керамики – роспись. Она может быть подглазурной и надглазурной. В первом случае рисунок наносится непосредственно на «бисквит» оксидом кобальта или меди, которые дают соответственно, синий и зелёный оттенки. Сверху керамика покрывается прозрачной глазурью. Приём кобальтовой росписи широко использовался китайскими мастерами, а затем был многократно повторён ведущими фарфоровыми заводами Европы.
По глазури художники пишут эмалями с более широкой цветовой палитрой, чем у оксидов металла. Закрепляются такие краски третьим обжигом, температура которого колеблется от 600°С до 800°С. Аналогичным образом делается отводка золотом или платиной.
Виды материала
После того, как в XIV веке венецианский купец Марко Поло познакомил Европу с китайским фарфором, неоднократно предпринимались попытки воспроизвести этот изысканный, уникальный по красоте материал. В результате появились две новые его разновидности, неизвестные мастерам Поднебесной. В современной классификации они упоминаются на равных. Но имеют разные свойства и даже состав шихты (сухой, измельчённой многокомпонентной смеси).
Твёрдый фарфор
Эту разновидность ещё называют настоящим фарфором. Она отличается самой высокой температурой обжига, составляющей 1350 – 1400°С. Материал легко узнать по белоснежному черепку, в некоторых случаях даже с лёгким голубым подтоном и прозрачности на свету. Такой фарфор был изобретён в Китае, где технологию его изготовления за несколько веков довели до совершенства, а затем начал распространяться в Японии.
Европейское производство хрупкого «белого золота» началось в XVIII веке, с основанием Мейсенской мануфактуры. Немецкий учёный Эренфрид фон Чирнхаус при содействии алхимика Иоганна Бёргера самостоятельно открыл рецепт фарфоровой массы, по свойствам напоминающей китайские образцы. Сначала её состав несколько отличался от прототипа использованием алебастра, но позже каолин стали смешивать с традиционным «дуэтом» полевого шпата и кварца. Большинство производимой сегодня тонкостенной керамики относится именно к этому виду.
Мягкий фарфор
Почти одновременно с Германией, Франция предприняла свои попытки воспроизвести «белое золото» из Поднебесной. В результате возникло несколько мануфактур, работавших с так называемой «мягкой пастой» на основе белых глин и фритты – богатого кремнезёмом сырья, спечённого при относительно низких температурах, а затем измельчённого до состояния пудры. Обжигался материал при 1250°С, был не таким прочным, как немецкие или китайские аналоги, зато превосходил их по пластичности. Также его отличал нежный сливочный цвет, придававший изделиям особую утончённость.
Ведущим производителем мягкого фарфора до сегодняшнего момента остаётся Севрская фабрика. Мягкий (или фриттовый) фарфор используют преимущественно для скульптурной пластики, где проявляются его лучшие качества. Невероятно красив он в «бисквите», напоминая роскошный паросский мрамор. Благодаря этому сходству, неглазурованные изделия получили название «париан».
Костяной фарфор
В Англии к мягкой пасте попробовали добавлять золу из костей крупного рогатого скота. Компонент с высоким содержанием природного фосфата кальция, значительно повышал прочность изделий при относительно невысокой (1200 – 1250°С) температуре обжига. Пионером подобной технологии стал владелец фарфоровой фабрики Макс Фрай, а доработал её и дал подробное описание в 1796 году известный английский керамист Джосайя Споуд.
До конца XIX века костяной фарфор изготавливался только в одной стране. Его так и называли – английским. Материал считается самым прочным и позволяет изготавливать уникальную посуду, толщиной в бумажный лист. Определить костяной фарфор несложно – изделия из него лёгкие, почти невесомые и прозрачные, так что сквозь стенки видны пальцы руки. Цвет не чисто белый, а с тёплым, молочным оттенком. Содержание золы в изделиях доходит до 50%. Костяной фарфор считается элитным и маркируется надписью «Bone China». Его единственный недостаток – малая пластичность, не позволяющая изготавливать скульптуры и лепной декор.
«Bone China» предназначен исключительно для высококачественной посуды. В настоящее время помимо английских предприятий костяной фарфор производят в Японии и на Императорском (Ломоносовском) заводе в Санкт-Петербурге.
Лучшие производители сегодня
Лидерами мирового рынка тонкостенной керамики по-прежнему остаются немецкие, японские, английские и французские производители. В среднем ценовом сегменте стоит обратить внимание на чешские бренды. Российская продукция отличается высоким качеством и художественностью, но дорогая, что не всегда оправдано.
Китайский фарфор, раньше служивший эталоном и вдохновлявший производителей всего мира, сегодня стал синонимом ширпотреба и фальсификата. В этой стране нет торговых марок, зарекомендовавших себя в секторе элитной керамики.
Если хочется идеального соответствия цены и качества, стоит обратить внимание на Лиможский фарфор. Бренд объединяет по географическому признаку несколько известных французских предприятий: Bernardaud, Haviland, Royal Limoges и другие. Их чайные и столовые сервизы с утончённой ручной росписью или декоративные фигурки, станут лучшим украшением любого интерьера, а также подарком к знаковому торжеству, например, на свадьбу, юбилей и новоселье.
Советы по выбору
Настоящий европейский фарфор – удовольствие не из дешёвых, поэтому его часто подделывают и не только в секторе антиквариата.
Определить категорию изделия: фарфоровый ли это шедевр или низкосортная, а, возможно, и небезопасная для здоровья подделка, можно по нескольким признакам:
Фарфор
Фарфо́р (тур. farfur, fağfur, от перс. faghfur) — вид керамики, непроницаемый для воды и газа. В тонком слое просвечивается. При лёгком ударе деревянной палочкой издаёт характерный высокий чистый звук. В зависимости от формы и толщины изделия, тон может быть разным.
Содержание
Свойства
Фарфор обычно получают высокотемпературным обжигом тонкодисперсной смеси каолина, кварца, полевого шпата и пластичной глины (такой фарфор называется полевошпатовым). Термин «фарфор» в англоязычной литературе часто применяется и к технической керамике: цирконовый, глинозёмный, литиевый, борнокальциевый и др. фарфор, что отражает высокую плотность соответствующего специального керамического материала.
Фарфор также различают в зависимости от состава фарфоровой массы на мягкий и твёрдый. Мягкий фарфор отличается от твёрдого не твёрдостью, а тем, что при обжиге мягкого фарфора образуется больше жидкой фазы, чем при обжиге твёрдого, и поэтому выше опасность деформации заготовки при обжиге.
Твёрдый фарфор
Мягкий фарфор
Мягкий фарфор (англ.) русск. более разнообразен по химическому составу и состоит из 25—40% каолина, 45% кварца и 30% полевого шпата. Температура обжига не превышает 1300—1350 °C. Мягкий фарфор используется преимущественно для изготовления художественных изделий, а твёрдый обычно в технике (электроизоляторы) и в повседневном обиходе (посуда).
Способы декорирования фарфора
Фарфор расписывается двумя способами: подглазурной росписью и надглазурной росписью.
При подглазурном расписывании фарфора краски наносятся на неглазурованный фарфор. Затем фарфоровое изделие покрывается прозрачной глазурью и обжигается при высокой температуре до 1350 градусов.
Палитра красок надглазурной росписи богаче, надглазурная роспись наносится по глазурованному белью (профессиональный термин нерасписанного белого фарфора) и после обжигается в муфельной печи при температуре от 780 до 850 градусов.
При обжиге краска вплавляется в глазурь, уходя за тонкий слой глазури. Краски после хорошего обжига блестят (кроме специальных матовых красок, используемых только для декоративных целей), не имеют никаких шероховатостей и в дальнейшем лучше противостоят механическому и химическому воздействию кислых пищевых продуктов и алкоголя.
Среди красок для росписи фарфора особо выделяется группа красок, приготовленных с использованием благородных металлов. Наиболее распространены краски с использованием золота, платиновая и серебряная краска (или Аргентин).
Золотые краски с более низким процентом содержания золота (10—12 %) обжигаются при температуре от 720 до 760 градусов (костяной фарфор обжигается при более низкой температуре, чем твёрдый — «настоящий» — фарфор). Эти краски более декоративные, и декорированные ими изделия нельзя подвергать механическому воздействию (мыть абразивными средствами и в посудомоечной машине.) Золотые, серебряные люстры, полирголь полировочный и порошковое золото и серебро (50-90-процентное) обжигаются при более высокой температуре вместе с красками. Полировочный полирголь и порошковое золото после обжига имеют матовый вид и цируются агатовым карандашом (наносится узор примерно как простым карандашом по бумаге, только с растушёвкой узора ошибиться нельзя, так как это потом исправить нельзя никак. Мастер в этом случае должен быть очень высокой квалификации) Сочетание матового и блестящего после цировки золота создаёт дополнительный декоративный эффект на фарфоре. Люстры и порошковые золотые краски более устойчивы на фарфоре, чем 10-12 % глянц. Однако за всю историю создания фарфора и его технологий ничего лучше и дешевле декорирования фарфора глянцем не было изобретено.
Профессиональная надглазурная роспись осуществляется на живичном скипидаре и скипидарном масле. Краски предварительно замачиваются на палитре на сутки и более. После для работы тщательно растираются с добавлением скипидарного масла. Скипидар в баночках должен быть сухой, слегка жирный (скипидар постепенно переходит из одного состояния в другое). Масло тоже должно быть более текучее и более густое. Для работы берётся кусочек замоченной краски, добавляется масло, скипидар — и смесь разводится до консистенции густой сметаны. Для мазковой росписи кистью разводят краску чуть погуще, для перьевой росписи — чуть пожиже.
Важно, чтобы краска не растекалась из-под пера или кисти. Подглазурная краска разводится на воде, сахаре с добавлением малого количества глицерина.
История
Фарфор впервые был получен в 620 г. в Китае. Способ его изготовления долго хранился в секрете и лишь в 1708 г. саксонским экспериментаторам Чирнгаузу и Бёттгеру удалось получить европейский фарфор.
Попытки отрыть секрет восточного фарфора продолжались в течение почти двух столетий в Италии, Франции и Англии. Однако в результате получались материалы, отдалённо напоминавшие фарфор и более близкие к стеклу.
Иоганн Фридрих Бёттгер (1682—1719 гг.) начал проводить опыты по созданию фарфора, которые в 1707/1708 году привели к созданию «rothes Porcelain» (красного фарфора) — тонкой керамики, яшмового фарфора. [2]
Понимание основного принципа, лежащего в основе процесса производства фарфора, а именно необходимости обжига смеси различных видов почвы, — тех, которые легко сплавляются, и тех, что сплавляются сложнее, — возникло в результате долгих систематических экспериментов, основанных на опыте и знании геологических, металлургических и «алхимико-химических» взаимоотношений. Считается, что эксперименты по созданию белого фарфора шли одновременно с опытами по созданию «rothes Porcelain», поскольку всего два года спустя, в 1709 или 1710 году, белый фарфор был уже более или менее готов к изготовлению.
Необходимо заметить, что китайский фарфор, с современной точки зрения, — мягкий фарфор, поскольку в его состав входит существенно меньше каолина, чем в твёрдый европейский фарфор, он также обжигается при более низкой температуре и менее прочен.
Вместе с Беттгером над созданием твёрдого европейского фарфора трудились эксперты и учёные различных специальностей. Европейский твёрдый фарфор (pate dure) был абсолютно новым продуктом в области керамики.
В конце декабря 1707 года был произведён успешный опытный обжиг белого фарфора. Первые лабораторные записки о пригодных к использованию фарфоровых смесях относятся к 15 января 1708 года. 24 апреля 1708 года было отдано распоряжение о создании фарфоровой мануфактуры в Дрездене. Первые образцы фарфора, прошедшие обжиг в июле 1708 года, были неглазурованными. К марту 1709 года Бёттгер решил эту проблему, но покрытые глазурью образцы фарфора он представил королю только в 1710 году.
В 1710 году на пасхальной ярмарке в Лейпциге была представлена пригодная для продажи посуда из «яшмового фарфора», а также образцы глазурованного и неглазурованного белого фарфора.
В России секрет производства твёрдого фарфора был заново открыт сподвижником Ломоносова Д. И. Виноградовым в конце 1740-х гг. Мануфактура в Санкт-Петербурге, где он работал, со временем превратилась в Императорский фарфоровый завод, более известный в СССР под аббревиатурой ЛФЗ.
Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 4
Продолжение руководства по материалам электротехники. В этой части начинаем разбирать диэлектрики, часть полностью посвящена неорганическим диэлектрикам: фарфору, стеклу, слюде, керамике, асбесту, элегазу и воде.
Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)
Помимо проводников для производства электронной техники нужны диэлектрики. В зависимости от условий и задач, могут быть важны разные свойства диэлектрика: теплостойкость, тангенс угла потерь, гигроскопичность, механическая прочность и т. д.
Раздел руководства с полимерами еще более поверхностный. Дело в том, что свойства полимерного материала зависят от условий синтеза, введенных добавок, термообработки, последующей обработки. Таким образом, два образца полистирола могут весьма значительно отличаться по свойствам. Производители пластиков идут на различные ухищрения и манипуляции с составом, внося важные и не очень изменения. Это как с книгами, разные издания одного и того же произведения, где то на газетной бумаге с плохой версткой, а где то на качественной бумаге с цветными иллюстрациями от модного художника. И та и другая книга — «Властелин колец», но впечатления от использования могут отличаться. Поэтому приведены некоторые общие свойства разных видов полимеров, за более точными характеристиками нужно обращаться к справочнику.
Материалы, которые применяются в электронной технике меняются по мере прогресса. Так, ранее широко использовалось, к примеру, дерево, шелк, эбонит. Сегодня же многие материалы вытеснены более дешевыми, технологичными заменителями. В пособии есть описание в том числе исторических материалов, данных для общего развития. Также добавлена информация, необходимая для полноты раскрытия темы.
Неорганические диэлектрики
Фарфор
Фарфор — плотная прочная керамика, получаемая обжигом смеси каолина, кварца, полевого шпата и глины. Аналогичен фарфоровой чашке у вас на кухне, только реже покрывается глазурью.
Примеры применения
Высокотемпературные изоляторы. В виде фарфоровых бус для изоляции концов нагревательных спиралей. Чешуеподобная конструкция позволяет изгибаться не обнажая проводник.
Корпус ртутной дуговой лампы от светолучевого осциллографа. Рама из алюминиевого сплава, чёрный корпус — карболит, фарфоровые бусы изолируют проводники, которыми подключается лампа. Лампа очень сильно нагревается во время работы. Кучка фарфоровых бус от различных нагревателей.
Свечи зажигания от двигателя внутреннего сгорания. Центральный электрод изолирован фарфором. Ни один другой диэлектрик не способен выдержать длительное воздействие температуры, давления, горючего внутри камеры сгорания.
Детали электроизделий. Если заглянуть внутрь патрона для лампы, то часть, которая содержит ламели подключения скорее всего сделана из фарфора, он может длительное время работать при повышенной температуре лампы накаливания без потери свойств. Корпуса предохранителей, розеток, держатели контактов ламп — везде, где есть опасность нагрева, фарфор вне конкуренции.
Держатели ламелей розетки, патрона изготовлены из фарфора. Чёрный корпус патронов — карболит.
Мощные резисторы имеют основу из фарфоровой трубки. У зеленого резистора обмотка скрыта под эмалью.
Изоляторы на столбах. На фото изолятор со столба, ликвидированного в ходе реконструкции линии. 30 лет солнца, ветра, птичьего помета, дождей, морозов нисколько не повлияли на фарфор, он по прежнему выглядит как новенький, достаточно было помыть изолятор с мылом.
Фарфоровые изоляторы линий электропередач. Между фарфоровым изолятором и стальным крюком втулка из полиэтилена, для защиты фарфора от трещин. Дисковая форма изоляторов позволяет воде стекать не образуя сплошного слоя, замыкающего проводник на опору.
Недостатки
Стекло
В зависимости от требований могут использоваться разные сорта стекол, от легкоплавких натриевых до тугоплавких кварцевых. Основной плюс стекла, помимо его термостойкости — прозрачность для видимого света (а кварцевое прозрачно еще и для ультрафиолета). Также немаловажный плюс — возможность визуально оценить целостность, трещины обычно видны.
Примеры применения
Корпуса радиоламп, осветительных ламп, предохранителей. Кварцевые трубки — корпуса нагревателей, электрогрилей.
Стеклянный и фарфоровый изолятор линий электропередач проработавший на улице более 30 лет.
Недостатки.
Хрупкое, не выносит ударов. Некоторые сорта стекла растрескиваются при резком неравномерном нагреве.
Типичный признак (но не обязательный!) кварцевого стекла — большое количество свилей в направлении экструзии стекла.
Интересные факты о стекле
Здесь стоит дополнительно сказать про сапфировое стекло, закаленное стекло и химически закаленное стекло. В рекламных описаниях множества электронных устройств для массового потребления можно встретить упоминания этих видов стекол.
Слюда
Слюда. Природный слоистый материал, обладает термостойкостью, прочностью, прекрасный диэлектрик. Слюды — большой класс слоистых минералов, из них в технике используется в основном мусковит и иногда биотит и флогопит.
По английски слюда — Mica, отсюда производные названия материалов на базе слюд — миканиты, микалента, микафолий, микалекс и т.д.
Слюда, добытая в руднике, разбирается, сортируется. Крупные куски вручную расщепляются на пластинки — так получается щипаная слюда — прозрачные однородные пластинки. Такая слюда обладает самым высоким качеством и идет на ответственные применения — в вакуумной технике, окна ввода/вывода излучения и т.д. К сожалению, крупные однородные куски слюды без дефектов — редкость, поэтому пластинки из слюды разной формы склеивают воедино, так получается миканит. Если в качестве подложки для наклеивания пластинок слюды использовать ткань (стеклоткань, бумагу) получается микалента, микафолий, стекломиканит. Совсем мелкие отходы слюды размалываются, и в виде водной пульпы отливаются на сетку, также как бумага. После удаления воды частички слюды слипаются в единое полотно — получается слюдяная бумага (слюдинит, слюдопласт). Получившееся полотно для прочности может пропитываться органическим связующим. Гибкость слюдяной бумаги позволяет наматывать её в качестве изоляции. Также намоткой можно получить стержни, трубки. Если пропитать слюду расплавленным стеклом, то получившийся прочный материал называется микалекс.
Перемолотая в пыль слюда — компонент пигментов, благодаря своей «чешуйчастости» дает перламутровый эффект. В пигментах используется в основном биотит.
Примеры применения
Конструктивные элементы для удержания нагревательных элементов в фенах, калориферах, тепловентиляторах, паяльниках и т.д.
Нагреватели бытовых тепловентиляторов. Конструкция слева менее материалоемкая, но значительно менее надежная, особенно в условиях механических нагрузок.
Как защитное окошко выхода микроволнового излучения от магнетрона в микроволновках. (обычно попадая на слюду еда обугливается, и становясь проводником, начинает бурно искрить, от чего владельцы микроволновки со страху микроволновку выбрасывают, хотя достаточно вырезать из листа слюды и заменить окошко.)
Окошко вывода микроволнового излучения из слюды.
Благодаря тому, что тонкие пластинки слюды не пропускают газы, но пропускают энергичные заряженные частицы — слюдяные окошки используются в конструкциях счетчиков альфа и бета частиц.
Используется в конструкциях радиоламп — удерживает электроды на своих местах.
Восьмигранная пластинка изготовлена из слюды.
Используется как материал слюдяных конденсаторов. Слюда выступает диэлектриком, а электродами — проводящее напыление металла на пластинках слюды. Данный вид конденсаторов встречается всё реже и реже, вытесненный конденсаторами на базе полимерных пленок. Слюдяные конденсаторы могут работать при высокой температуре.
Слюдяные конденсаторы производства СССР полувековой давности.
Пластинки слюды в конденсаторе. Металлизация на пластинках формирует обкладки.
До появления и широкого распространения теплопроводящих изолирующих прокладок из полимерных материалов, вроде Номакон, слюдяные пластинки использовались для электрической изоляции компонентов при сохранении теплового контакта, например, когда необходимо на один радиатор закрепить несколько транзисторов, корпуса которых под разными напряжениями.
Пластинки природной щипаной слюды.
Интересные факты о слюде
Раньше, несколько веков назад, когда не умели делать тонкие оконные стекла, светопрозрачные конструкции делали расщепляя природную слюду. Так как большие куски слюды без дефектов были редкостью, то и окна принимали причудливую форму.
Природная слюда прозрачна. Слюдоматериалы полученные переработкой природной слюды как правило непрозрачны.
Окно со вставками из слюды из экспозиции красноярского краеведческого музея
Слюда — достаточно мягкий материал, слюдяная пластинка (как и большинство материалов на её базе) легко режется ножницами. В силу своей слоистой природы, склеивание слюды — занятие малонадежное, сила сцепления меж слоев невысокая, поэтому при производстве детали из слюды скрепляют механически- заклепки, люверсы, винты и т. д.
Электрические соединения с нагревательным элементом выполнены полыми заклепками.
Алюмооксидные керамики
Очень похожи по внешнему виду на фарфор, только лучше. Содержат практически чистый Al2O3. Более подробно неплохо описано в этой статье.
Твёрдая, прочная керамика, из которой изготавливают:
Корпуса микросхем, обычно ответственного применения.
Корпуса процессоров раньше делали керамическими, но рост тепловыделения и конкуренция по цене вынудили отказаться от этого материала. Именно с керамическим корпусом процессоров был связан анекдот про нового русского и плитку в ванной от Intel.
Корпуса электровакуумных приборов.
Корпус вакуумной колбы магнетрона изготовлен из меди и алюмооксидной керамики. Керамика видна на фото, фиолетовый поясок между колпачком и корпусом.
Алюмооксидная керамика очень твёрдая, обрабатывается как и многие керамики алмазным инструментом. Обломок керамического корпуса микросхемы — отличное орудие для написания посланий на лобовом стекле автомобиля, оставляет четкие ровные царапины не хуже стеклореза.
Данный вид керамики плотный, не впитывает влагу, удерживает вакуум, не трескается при резком перепаде температур и тепловом ударе. При этом сцепление металлических пленок с поверхностью высокое, позволяет делать на керамике дорожки, герметично приваривать металлические детали.
Асбест
Уникальный, непревзойденный материал. Природное волокно, «горный лен». Является огнестойким диэлектриком. Использовалось во множестве применений, начиная от армирующей добавки в полимеры, заканчивая изоляцией нагревательных приборов. Выпускается в виде листов, нити, пряжи. Чаще всего используется именно как теплоизолятор, как диэлектрик только в установках невысокого (до 1 кВ) напряжения.
Кусок асбестокартона и старый грязный асбестовый шнур. Асбест на ощупь очень мягкий и не колется как стеклоткани.
Широко применялся в строительстве. Шифер — это цемент, упрочненный волокнами асбеста, практически вечный материал. Высоко ценилась его дешевизна и огнестойкость. Но есть одно но:
Асбест — канцероген. Причем канцероген 1-го класса (от МАИР), наравне с мышьяком, формальдегидом. Длительное наблюдение показало, что изделия из асбеста пылят волокном, которое при вдыхании может провоцировать заболевание легких — асбестоз. Прежде всего в группе риска работники предприятий по добыче и переработке асбеста. В меньшей степени подвержены опасности те, кто ежедневно эксплуатируют изделия из асбеста. В остальных случаях нет причин для паники, если у вас на даче крыша покрыта шифером, а печь в бане прикрыта асбестокартоном, то вы скорее всего умрете не от асбеста, а от заболеваний сердечно-сосудистой системы (статистика смертности).
Асбест и изделия из асбеста до сих пор широко производятся, поскольку в некоторых задачах заменить асбест без потери свойств попросту нечем (или слишком дорого). Асбест отличный материал при конструировании экспериментальных устройств, содержащих нагреватели или раскаленные части. На куске асбестокартона можно спокойно газовой горелкой греть детали до 1000 °C, при этом он сохранит свою форму. Асбестовая нить удобна для стягивания нихрома в нагревателях.
Байка (из Википедии):
Давно существует легенда о том, как Акинфий Демидов привёз Петру I прекрасную белоснежную скатерть со своего уральского завода. Во время трапезы он демонстративно опрокинул на скатерть тарелку супа, вылил бокал красного вина, а затем скомкал скатерть и бросил её в камин. Затем, достав из огня, показал царю: на ней не осталось ни одного пятнышка. Эта скатерть была сделана из уральского хризотил-асбеста. И в самом деле, демидовские крепостные рабочие достигли совершенства в изготовлении асбестовых тканей.
Из них делали ажурные дамские шляпки, перчатки, кошельки, сумочки и кружева. Они не требовали стирки, их кидали в огонь, и через несколько минут после охлаждения их можно было снова носить. При своей эластичности асбестовая ткань прочнее стальной проволоки на разрыв.
Бутылка деионизированной воды из радиомагазина. Печатные платы электронных устройств стоит промывать только дистилированной или деионизированной водой, иначе соли, содержащиеся в воде, могут наделать бед.
Имея сильно полярные и подвижные молекулы, вода не только изолятор, но и имеет очень высокую диэлектрическую проницаемость — около 81 при комнатной температуре (у большинства обычных диэлектриков она не превышает 20-30). На этом основаны емкостные измерители влажности: небольшое количество воды между обкладками конденсатора резко повышает его емкость.
К сожалению, вода — прекрасный растворитель, а растворенные в ней вещества обычно образуют электролиты. Стоит постоять дистиллированной воде на воздухе, и она растворяет в себе углекислый газ, образуя электролит — слабый раствор угольной кислоты. Вода способна растворять и стенки сосуда, в котором находится. Малейшая примесь солей, особенно хлоридов и сульфидов натрия, калия, кальция, резко повышает проводимость воды. Поэтому на практике в роли диэлектрика вода никуда не годится.
Элегаз
Диэлектрики могут быть газообразными. Сухой воздух — хороший диэлектрик, но в некоторых задачах его электроизоляционные свойства недостаточны. Пример газообразного диэлектрика — гексафторид серы или «элегаз», он тяжелее воздуха и имеет пробивное напряжение в несколько раз выше, чем у воздуха, что позволяет сделать электрическую машину компактнее.
Довольно забавный опыт, когда вдохнув гелия голос человека становится выше с элегазом выглядит иначе — голос становится ниже. Другое видео: Пара гелий — гексафторид серы. Так как элегаз тяжелее воздуха, в нем может плавать легкая лодка.