Терракотовые керамические панели Alphaton для облицовки фасадов
Терракотовые плиты Alphaton выпускаются компанией Moeding Keramikfassaden GmbH. Она отсчитывает свою историю с 1980-го года, когда на базе производственного предприятия кровельной керамочерепицы Argeton в сотрудничестве с немецким архитектором Томасом Герцогом начинается исследование, а затем и внедрение системы навесного фасада с облицовкой панелями объёмной керамики. Первый объект был реализован в 1984 году в Мюнхене, и с тех пор предприятие начало активно развивать направление керамической фасадной облицовки.
В начале 90-х годов Moedig впервые в мире внедряет метод крепления терракотовой керамики на горизонтальном профиле посредством клемм. Этот метод был воспринят рынком, поскольку значительно облегчал монтаж терракоты и в целом ускорял процесс. В результате завод полностью перепрофилировался на выпуск исключительно облицовочной объёмной керамики, отказавшись от производства кровельной черепицы, и начинает экспортировать продукцию во многие страны Европы.
К 2000 году компания была выкуплена группой Grinhuber GmbH&Co – одним из крупнейших германских концернов производителей строительных облицовочных материалов и систем. В это время и появился новый брэнд Alphaton – для фасадных панелей шириной от 0,15 до 0,5 метра, а также Longoton – для крупноформатных отделочных плит. Сегодня на заводе в г. Марклофен (Нижнаяя Бавария) работает свыше 250 сотрудников, а продукция успешно экспортируется на рынки более 40 стран.
Объёмная керамика Alphaton производится исключительно из натуральной глины, без каких-либо искусственных добавок, путём экструзии. Может выпускаться в 12 типоразмерах: с шириной 150 – 500 мм, длина до 1,5 метра. Общая толщина составляет 30 мм, а ширина варьируется согласно следующих стандартных артикулов, где числовое значение обозначает размер в миллиметрах: E 150, D 162 5, С 175, B 187 5, A 200, BB 212 5, CC 225, DD 237 5, EE 250, EE 275, а также EE 300.
Терракотовые фасадные плиты Alphaton могут изготавливаться с четырьмя видами текстуры внешней стороны:
Рифлёная – с ярко выраженными выступающими полосами,
Сатинированная – с менее выраженной вертикальной текстурой,
Стандартная – с шероховатой классической поверхностью натуральной глины,
Патинированная – гладкая матовая поверхность с элементами состаривания.
Стандартные цвета Alphaton – беж, песок, светло-розовый, ярко-красный, пастельный, красное железо, коричневый, красный тёмный, вулканический серый, железный, кварцевый, жемчуг, серовато-голубой, кофе с молоком, бирюза, шафран и оранжевый. Плотность панелей – 2,0 г/см3.
Фасадная керамика Longoton от Moeding отличается тем, что может быть изготовлена с размером 3000 миллиметров по длине и от 150 до 1000 по высоте. Панели Longoton выпускаются с классической шероховатой поверхностью, и имеют 16 артикулов цветовой палитры: янтарь, шампанское, розовый, кирпичный, светло-красный, рубин, каштан, кармин, кремовый, жёлтая терракота, бежевая терракота, титан, серый вулканиический, графит, серо-зелёный и светло-серый.
Поверхность плит также может быть глазурованной. Возможен выпуск и нестандартных цветов. Фасадные плиты объёмной керамики Longoton имеют толщину 40 мм, стандартные размеры по ширине доступны в следующих артикулах (цифрой обозначена ширина): achsmab150, achsmab200, achsmab250, achsmab300, achsmab350, achsmab400, achsmab450, achsmab500, achsmab550 и achsmab600 мм. Под заказ возможен выпуск панелей шириной до 1 метра. По длине панели могут быть изготовлены от 150 мм до 3000 мм, с шагом 1 миллиметр. Плотность объёмной керамики Longoton также составляет 2,0 г/см3.
Описание брендаООО «ArGeTon» – это немецкий производитель (Ганновер) высококачественной строительной керамики. На данный момент компания занимает лидирующие позиции по изготовлению плоских и объёмных многопустотных керамических изделий. Свою репутацию создатели и разработчики предприятия заработали благодаря производству уникального материала – высокопрочной строительной плитки. Такой облицовочный строительный материал можно использовать не только в качестве отделки во внутренних помещениях. Плитка «ArGeTon» отлично подходит также для отделки фасадов. Продукт не поддаётся влиянию окружающей среды и атмосферных осадков, весьма устойчив к всевозможным механическим воздействиям. Компания «ArGeTon» имеет большие заслуги за внесение качественных изменений в развитии готовых материалов, которые выходят в процессе обработки керамики. Специалисты предприятия также успешно работают в области изготовления современных фасадов с вентиляцией и в производстве терракотовой и клинкерной плитки. Сегодня терракотовая плитка «ArGeTon» представляет собой один из лучших естественных облицовочных продуктов, не содержащих вредных составляющих. При этом плитка лишена каких-либо искусственных красителей. Подобный материал получают посредством обжигания природной глины. Для этого масса помещается в специальные печи, где при нагреве до +1200°C продукт приобретает необходимые формы. За счёт такого высокого накала, покрытие материала обретает естественную окраску с красивым переливом цветов. Такой колорит искусственно воспроизвести не представляется возможным, поэтому терракотовая керамическая плитка немецкого производителя уникальна в своём роде. К преимуществам терракотовой плитки стоит добавить её высокую стойкость, надёжность и длительный срок службы. Материал сохраняет свой внешний вид и уникальный цвет на протяжении не одного десятка лет. Что касается производства клинкерной плитки, она выполняется по специальным разработкам немецкой компании. Серии клинкерной плитки от «ArGeTon» отличаются широким разнообразием расцветок и, естественно, великолепным качеством. Этот материал сегодня очень востребован среди дизайнеров и строителей. При этом продукция «ArGeTon» реализуется по весьма доступной стоимости. |
Проведенные работы: Применялись материалы и системы:
Описание объекта: Объект расположен: На станицу по фасадному остеклению | Фасадное остекление жилого здания выполнено на оконной теплой алюминиевой системе АГС68 (Россия). Основная часть фасадов, за исключением декоративных карнизов и пилястр, сделана из объемной терракотовой керамики Аргетон (Германия), широко известной по всему миру благодаря экологичности и качеству. В остеклении применялась алюминиевая оконная и фасадная система АГС и теплый двухкамерный стеклопакет с высокой шумоизоляцией. Декоративные архитектурные элементы – пилястры, межэтажные карнизы и фриз облицованы алюминиевыми композитными панелями Неопан (Россия). Первый этаж здания облицован натуральным гранитом. Фасадное остекление первого этажа сделано на стоечно-ригельной алюминиевой системе с применением однокамерных стеклопакетов с энергосберегающим стеклом. |
Новостройка ЖК “Дом на Щукинской”
ЖК “Дом на Щукинской” Компания «КРОНТЭКС» представляет на рынке столичной недвижимости “Дом на… 300000 ЦеныМинимальная: 300 тыс руб за м2
За квартиру: от 777,6 тыс руб
ЖКХ Стадия строительства:Отделка
Тип дома: Кирпично–монолитный
Этажей: 16
Квартиры Количество комнат: 1, 2, 3, 4, 5
Площадь квартир: от 52.85 до 169.55 м2
Компания «КРОНТЭКС» представляет на рынке столичной недвижимости “Дом на Щукинской”. Этот современный жилой дом располагается в старом московском районе, среди зеленых скверов и исторических парков.
Об объекте «Дом на Щукинской» – новый жилой комплекс в районе Щукино, который отличается оригинальными конструктивными особенностями и при этом идеально вписывается в существующий облик старого района Москвы. Дом великолепно сочетает в себе передовые технологии и классические градостроительные традиции. «Дом на Щукинской» состоит из двух 16-ти этажных секций, которые объединены по первому этажу общим вестибюлем и двухуровневой подземной автостоянкой. Здание имеет вентилируемые фасады, выполненные из крупноформатных керамических элементов Argeton (Германия). Для остекления дома используются энергосберегающие двухкамерные стеклопакеты. В доме всего 116 квартир. Каждый жилой блок до 15-го этажа включительно имеет одинаковый набор квартир: на каждом этаже находятся 1,2,3 и 4-х комнатные квартиры. На 16-х этажах расположены просторные пентхаусы – квартиры увеличенной площади и улучшенной планировки. Это особая гордость застройщика. Из окон пентхаусов открывается прекрасный вид на живописные места Москвы. Даже по сравнению с современными комплексами бизнес-класса «Дом на Щукинской» отличается классической планировкой квартир, лифтовых холлов и нежилых помещений. Большие панорамные окна, высокие потолки, увеличенная площадь квартир – здесь присутствуют все признаки так называемой «академической планировки». В каждой квартире есть остекленная лоджия и открытый балкон, на который возможно установить наружный блок кондиционеров. Дом спроектирован в элегантном классическом стиле, а в его декоре используются гранит, объемная керамика, металл. Натуральные отделочные материалы терракотовых и песочных оттенков великолепно сочетаются друг с другом и создают впечатление сдержанной роскоши. Придомовая территория огорожена и оснащена камерами видеонаблюдения. Здесь расположены уютные места для отдыха жителей, развивающая детская площадка и место для выгула собак. Предусмотрено изящное оформление всей дворовой территории: ландшафтный дизайн-проект включает красивые клумбы, прекрасный сад с привезенными из лучших питомников деревьями и кустарниками, зеленые газоны и аккуратные дорожки. «Дом на Щукинской» имеет удобное транспортное сообщение: всего 9 км до Садового кольца и 15 минут на машине до самого центра Москвы. «Дом на Щукинской» находится всего в 8 минутах ходьбы от станции метро «Щукинская», в районе с развитой социальной и бытовой инфраструктурой, где есть школы, детские сады, парки и торгово-развлекательные центры.Выставка BAU 2019. Тренды в кирпичной отрасли Европы (продолжение)
Отдавая моду, как и многие участники BAU, всевозможной диджитализации своего выставочного пространства, Wienerberger максимально попытался реализовать идею подачи материала с ориентацией не только на сами продукты, но и на стратегию оцифровки компании.
На площадях стенда был возведен мини квартал в виде улицы со зданиями, площадями и объектами. Четыре строения высотой свыше 7 метров, возведенные из материалов концерна предназначались для передачи подлинного ощущения пространства и получения реальных впечатлений от используемого материала.
Все это дополнялось цифровой информацией и виртуальной реальностью. На многочисленных мониторах можно было ознакомиться с ассортиментом и посмотреть реализованные на практике объекты, на «рентгеновской установке» можно было заглянуть внутрь кирпичной стены, на огромных мониторах сгенерировать материалы из линейки Terca и Penter и увидеть результат. У посетителей была возможность ознакомиться с работой приложения для планирования дома, которое создает виртуальные трехмерные виды комнат и «походить» по ним в 3D очках. В общем сплошная диджитализация….
Не менее масштабен и интересен был стенд, где были представлены материалы под брендом GIMA.
Здесь производитель сделал упор на демонстрацию набирающего популярность направление «объёмности» фасада, или 3D фасад. Конечно, у нас это еще новинка, но мы надеемся, что прогрессивные застройщики обратят на это ноу-хау свое пристальное внимание.
Продолжая тему диджитализации стендов на BAU, интересно был реализован момент визуализации продукта у GIMA. На столах лежал кирпич, перемещение которого в обозначенное место приводило к запуску на мониторе визуальных картинок с реализованными непосредственно из этого материала объектами и информации о продукте.
Огромное количество стендов ведущих производителей, предлагающих к обозрению свои новинки продукции, многие из них к сожалению широко не представлены на рынке Беларуси и известны больше специалистам это и EGERNSUND TEGL, DEPPE, RANDERS TEGL, JANINHOFF а так же более известные на нашем рынке Hagemeister, PETERSEN TEGL, MUHR, VANDERSANDEN, VANDE MOORTEL, ABC KLINKERGRUPPE, STROHER, FELDHAUS, сделали основной упор на демонстрацию кирпича лонг формата.
Рассказывать про каждый стенд индивидуально не имеет смысла, поэтому расскажем только об «изюминках», которые нас удивили или впечатлили.
Hagemeister удивил, предложив инновационное решение при модернизации или новом строительстве зданий соседствующих с территорией обитания исчезающих видов птиц и летучих мышей. Суть предложения, индивидуально, непосредственно под каждый вид птицы или летучей мыши, изготовленный «домик», встраиваемый в кирпичную кладку.
MUHR порадовал не традиционностью подхода к разработке систем вент фасада из клинкерной плитки. Суть разработки, в возможности без клеевого метода, на направляющие крепить плитку ручной формовки, формата 1NF. Такой метод, безусловно важен при производстве работ в климатических широтах, где лето, к сожалению, очень коротко, а монтировать вент фасад можно и при отрицательных температурах. Не знаем, насколько это все будет держаться в системе, на территории ЕАС пока никто испытания системы еще не проводил, но идея нам нравиться.
Заинтересовала компания Keller Systeme представившая на стенде Hagemeister пример своей работы под брендом ROB MADE. Суть деятельности этой компании в проектировании, изготовлении и последующем монтаже «объемного» 3D фасада. Подробнее смотрите на нашем Инстаграм канале.
Смотрите также:
МЕЖ ДУНАРОДНЫЙ ЖУРНАЛ О КИРПИЧНОЙ АРХИТЕКТУРЕ
МЕ Ж ДУНАРОДНЫЙ Ж УРНА Л О КИРПИЧНОЙ АРХИТЕК Т УРЕ
В ЭТОМ ВЫПУСКЕ:
Эстетичные крыши и фасады
Современный и классический дизайн
Строительные материалы из керамики,
сделанные на заказ
№ 26
01 2019
www.architectum.com2 РЕДАКЦИОННАЯ СТАТЬЯ
КРИСТОФ ДОМЕНИГ
Генеральный директор Wienerberger Building Solutions
ВОПЛОЩЕНИЕ ИДЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
16
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ КЕРАМИКИ
Первое, на что обращаешь внимание при взгляде на здание – его фасад и кровля. Они мо-
гут многое поведать. О том, как использовалось здание, кто в нем жил, кто его строил. Тем
более важно выбирать строительные материалы из глины – они долговечны и универсальны,
наряду с их классическим, нестареющим и одновременно современным видом, дают архи-
текторам широкие возможности для воплощения даже самых невероятных идей и иннова-
ционных решений.
Фасады обладают способностью привлекать внимание и придавать зданию определенное
сияние, защищают его, сохраняют для будущих поколений и в то же время помогают фор-
мировать и развивать городской пейзаж вокруг, которым могут наслаждаться не только жи-
тели, но и прохожие.
В этом выпуске журнала Architectum представлены впечатляющие проекты из одиннадцати
стран – от частных домов до общественных зданий, которые показывают, что можно сделать
с помощью строительных материалов из керамики. Мы с гордостью производим натураль-
ные строительные материалы, которые являются универсальными, энергоэффективными,
долговечными и просто красивыми. Это позволяет подрядчикам и архитекторам реализо-
вать свои идеи и строить здания, которые не затратны в обслуживании, долгое время со-
храняют свой вид и одновременно обеспечивают комфортные условия для жизни и работы. 22
Таким образом, эти здания могут стать частью истории жизни многих людей.
Приятного чтения!
Кристоф Домениг
26
ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ
АВТОР Wienerberger AG, 1100 Вена ИЗДАТЕЛЬСТВО Starmühler Agentur & Verlag GmbH, 1010 Вена, www.starmuehler.at ГЛАВНЫЙ
РЕДАКТОР Вероника Шустер-Хофингер (Wienerberger AG) ДИЗАЙН И ГРАФИКА Starmühler Agentur & Verlag GmbH, арт-директор:
ТомасТуцар, www.starmuehler.at ПЕЧАТЬ Klampfer Druck Universitätsdruckerei, Barbara-Klampfer-Straße 347, A-8181 Санкт-Рупрехт-
на-Рабе ПРОДАКШН Klampfer Druck Universitätsdruckerei ОБЛОЖКА Дамьян Шварц ЧЕТВЕРТАЯ ОБЛОЖКА Wienerberger / Аллан
Уильямс WIENERBERGER AG WIENERBERGER BUILDING SOLUTIONS, A-1100 Вена, Wienerberg City, Wienerbergstraße 11,
тел.: +43 (1) 601 92-10551, [email protected], twitter.com/architectum, youtube.com/wienerbergerofficial
www.architectum.com
01|2019ОГЛАВЛЕНИЕ 3
04
08 10
МНОГОКВАРТИРНЫЕ
ДОМА
16 ЯРКАЯ И МАСШТАБНАЯ КИРПИЧНАЯ
КОНСТРУКЦИЯ
Германия
20 РАЗНОУРОВНЕВЫЙ ДОМ В
ОКРУЖЕНИИ СОСЕН
Литва
22 СОВРЕМЕННЫЕ ЛИНИИ В СОЧЕТАНИИ
С КЛАССИЧЕСКИМ СТИЛЕМ
Финляндия
24 ОТ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЗОНЫ ДО
30 ЭЛИТНОГО ЖИЛЬЯ В ЦЕНТРЕ
КОПЕНГАГЕНА
Дания
ОБЩЕСТВЕННЫЕ
СТАНДАРТЫ ЗДАНИЯ
26 ИГРОВАЯ ПЛОЩАДКА ДЛЯ ДЕТЕЙ И
04 НОВОСТИ ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ
05 «ВСЕ НА СТРОИТЕЛЬНУЮ Соединенное Королевство
ПЛОЩАДКУ!» – Интервью 28 АРХИТЕКТУРА В ИСТОРИЧЕСКОМ
МЕСТЕ
Польша
ЧАСТНЫЕ ДОМА 30 МЕЖДУ НЕБОМ И ЗЕМЛЕЙ
08 ИННОВАЦИИ И СЛОВЕНСКИЕ Словения
ТРАДИЦИИ
Словения 32 ЖИЛОЙ АНСАМБЛЬ С
ИНДУСТРИАЛЬНЫМ ШАРМОМ
10 СЛОЖНЫЙ МОНОЛИТ Австрия
Франция
34 ВОЗВРАЩЕНИЕ БЫЛОГО БЛЕСКА
14 УГЛОВАЯ ЭСТЕТИКА ГОРОДСКОМУ КВАРТАЛУ
Бельгия Франция
01|20194 НОВОСТИ
Для фасада использовали Corium.
CORIUM
Corium – это уникальная инновационная система наружной обли-
цовки, которая сочетает в себе природную красоту натурального
кирпича с экономичной и быстрой установкой. Corium имеет ряд
преимуществ и предлагает эстетичный вид настоящего кирпича в
широком диапазоне цветов, текстур и размеров.
Corium значительно ускоряет процесс строительства в сравнении
с традиционной кирпичной кладкой. Срок службы достигает 60 лет.
Система Corium представляет собой облицовочные плитки под кир-
пич, устойчивые к морозу, которые механически крепятся к опорной
направляющей из оцинкованной стали марки HPS200. Профили
определенной длины располагаются в горизонтальные ряды на вер-
тикальные опоры, на них крепятся плитки.
https://wienerberger.co.uk/about-us/what-is-corium
CLICKBRICK: КРАСИВЫЙ И
ClickBrick предлагается в широком
диапазоне цветов и текстур.
ПРОСТОЙ СПОСОБ СТРО-
ИТЬ И ПЕРЕСТРАИВАТЬ
ClickBrick – это инновационная система
сухой укладки, которая позволяет соз-
давать фасады, не требующие обслу-
живания и пригодные для переработки.
Элементы крепятся к опорной конструк-
ции и между собой с помощью защелок
из нержавеющей стали и стеновых анке-
ров. Из-за отсутствия растворных швов
не происходит образования высолов или
окрашивания готовой кирпичной кладки.
Система может быть полностью исполь-
зована повторно.
www.wienerberger.nl/clickbrick-en
ПЛАНИРОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ ПЛАГИНА BIM
Wienerberger Чехия и BIM Technology разработали плагин BIM –
продукт, который отвечает требованиям все большего числа стро-
ителей в поисках продвинутых программных решений для дизайна.
Задача этого продукта – облегчить работу архитекторов и проек-
тировщиков. Здесь можно найти не только изделия Wienerberger,
но и популярные в Чехии решения для облицовки стен.
Доступен полный пакет наших структурированных и проверенных
данных о продуктах, готовых решений для стен, трехмерных объ-
ектов элементов перекрытий и перемычек или деталей конструк-
ции. Плагин BIM расширяет возможности архитекторов, ускоряет
их работу и, что важно, дает правильные данные о продуктах. Плагин позволяет выполнять различные автоматизированные вычисления.
01|2019ИНТЕРВЬЮ 5
Архитектура Кари Ниссен Брод-
ткорб сочетает в себе строгие
технические стандарты и очень
притягательный дизайн.
ВСЕ НА
СТРОИТЕЛЬНУЮ
ПЛОЩАДКУ!
Норвежский архитектор и убежденная
феминистка Кари Ниссен Бродткорб,
которая родилась в 1942 г., готова
поговорить о своем богатом опыте. Она
получила множество наград за свои
здания, некоторые из которых были
крупномасштабными. В этом интервью она
обсуждает один из своих недавних проектов
и объясняет свою глубокую привязанность
к керамическим материалам.
Г
-жа Бродткорб, о чем говорит ваша ар- доходило до конструкции моих проектов, пото-
хитектура? Что вас вдохновляет? му что такой подход позволяет выделить больше
Во всех своих проектах я всегда придержи- средств в бюджете проекта на высококачествен-
валась гуманистического подхода. Все начинает- ные материалы.
ся с осмысления здания с точки зрения человека,
особенно это касается технических пространств, Одним из ваших последних проектов явля-
которыми часто пренебрегают. Я часто представ- ется пара зданий под названием Ternen и
ляю себе здания как стены вокруг открытого про- Sjostjernen, что в переводе означает «крач-
странства. Для меня это также вопрос дизайна ка» и «морская звезда». Как именно вы реа-
жилого пространства, который отражает мест- лизовали свое архитектурное видение в этих
ный контекст, потому что места часто бывают так проектах?
же переменчивы, как и люди. Мой девиз – «дви- Два здания находятся в районе бывшей гавани
© Фотографии: Пер Ивар Одегаард
жение и эмоции», мои проекты трогают людей. и в промышленном районе Damsgaardssundet,
И людям тоже нравится трогать мои проекты, прямо у фьорда, позади находится потрясающая
потому что я придаю большое значение выбору горная местность, расположенная всего в не-
материалов поверхностей. Вот почему мне осо- скольких минутах ходьбы от центра Бергена. Все
бенно нравится кирпич. Я всегда старалась ра- пространство было преобразовано в современ-
ционально использовать средства, когда дело ный жилой и рабочий район. Дизайн придает <
01|20196 ИНТЕРВЬЮ
Керамическая черепица – это материал, который особенно подходит
для скалистого побережья с его соленым воздухом. Ее серый цвет
гармонирует со старыми зданиями района, в которых в основном
использован шифер.
< этим двум зданиям основательный и динамич- ходит для скалистого побережья с его соленым
ный вид, они заняли свою прочную позицию в воздухом, а серый цвет также сочетается с тра-
невероятном ландшафте фьорда и крутых гор. В диционными для этого места домами, в которых
частности, фасад с наклоном 103° со стороны, часто использован шифер.
обращенной к воде, придает проекту характер-
ный живой вид. Вы сказали, что отдаете особое предпочте-
Ternen и Sjostjernen планировались и строились в ние керамическим материалам. Это объ- Архитектор получила свой
два отдельных этапа – Ternen завершили в 2010 ясняется чисто практическими соображе- первый опыт с кирпичными
стенами в 1962 году.
году, а Sjostjernen в 2017 году. Несмотря на не- ниями, потому что многие из ваших зданий
большие различия в поэтажных планах их объе- находятся близко к открытой воде, и соле-
диняет общая эстетика. ный воздух плохо влияет на фасады, или у «Кирпичи имеют
вас есть более глубокая связь с керамикой?
ряд вариаций
Фасад облицован серой черепицей, но в не- Первый опыт работы с кирпичной кладкой я по-
которых его частях на первый план выходят лучила в 1962 году, когда изучала архитектуру и
и оттенков,
контрастные красные вставки. Откуда у вас стажировалась на различных строительных пло- и существует
эта идея? щадках, например, в Австрии и Италии. Я сра- бесчисленное
Несколько лет назад я гуляла по району, который зу же влюбилась в керамику! Меня всегда вос- множество
тогда еще не был перестроен, и вдруг увидела хищало, что такие огромные здания могут быть различных
старое, заброшенное здание. Оно имело серую построены из таких маленьких блоков. Кирпич конструкций,
облицовку, я думаю, там были цементные панели очень прост в обращении и приятен на ощупь –
Eternit, в одном месте фасад был поврежден, и вас просто тянет прикоснуться к кирпичной сте-
которые можно
под ним виднелась крашеная поверхность крас- не! Кирпичи имеют ряд вариаций и оттенков, и
создать с помощью
ного цвета. Это действительно вдохновило меня. существует бесчисленное множество различных керамики».
Черепица – это материал, который особенно под- конструкций, которые можно создать с помощью Кари Ниссен Бродткорб
01|2019ИНТЕРВЬЮ 7
ЗАЯВЛЕНИЕ КЛИЕНТА BOB
(ЦИТАТА ОЛЕ ХЕРБРАНД КЛЕППЕ)
В 2008 году крупнейшая норвежская фирма-застройщик
Bergen OG Omegn Boligbyggelag (BOB) приступила к рекон-
струкции района Damsgaardssundet, который в настоящее
время является оживленным районом с более чем 1500
новых домов и примерно 10 000 м2 офисных и торговых
площадей. Главной идеей было облагородить пространство
разнообразными архитектурными стилями, сохранив при этом
его дух и самобытность. Ternen и Sjostjernen – два ключевых
проекта в этой трансформации. Для фасадов Кари Ниссен
Бродткорб выбрала черепицу Wienerberger Actua, которая
придает проектам уникальный внешний вид.
В 2010 году Ternen было признано «Зданием года» Бергена
за его поразительный архитектурный дизайн. Мы считаем
результат фантастическим. Отличительная форма зданий и
характер, который им придают фасады Actua, делает Ternen
и Sjostjernen, да и вообще весь район Damsgaardssundet
совершенно особенными.
керамики. Этот материал нравится мне на ощупь,
а трехмерные стены дают тень, в которой можно
спрятаться. Без тени форма теряется! Мой ран-
ний опыт на строительных площадках действи-
тельно повлиял на более поздние работы.
Вы были профессором в Университете Осло
в течение многих лет. Хотите ли вы сказать
что-то молодым студентам, изучающим ар-
хитектуру?
В начале 1990-х гг. я стала профессором ар-
хитектуры, и при этом продолжала работать в
своем собственном архитектурном бюро. Буду-
чи профессором, для меня было очень важно
показать студентам, что есть успешные женщи-
ны-архитекторы, которые проектируют большие
здания. В то время в архитектурных агентствах и
университетах мужчины доминировали в гораз-
до большей степени, чем сегодня. До того, как
© Фотографии: Ян М. Лиллебо, Пер Ивар Одегаард, Кари Ниссен Бродткорб
в 1985 году я основала собственное бюро, в ко-
тором работало до двенадцати женщин-архитек-
торов, я сама была партнером в бюро, где все
остальные партнеры были мужчинами. Некото-
рые из моих коллег-женщин из той поры продол-
жили заниматься бюро и теперь управляют им
под новым названием. Но вернемся к молодежи.
Основываясь на моей личной истории, я призы-
ваю всех получить как можно больше практиче-
ского опыта и по максимуму проводить время на
строительных площадках! >
Архитектор Кари Ниссен Бродткорб нашла вдохновение для
оформления фасадов во время прогулки.
01|20198 ЧАСТНЫЕ ДОМА
Керамическая черепица Bobrovec на
фасаде меняет цвет в зависимости от
времени суток и условий освещения.
ИННОВАЦИИ И СЛОВЕНСКИЕ ТРАДИЦИИ
В Словении термин «частный дом» обычно ассоци-
ируется с чем-то очень привычным, устоявшимся,
традиционным. В компании Gregorc / vrhovec arhitekti
Д ом Celovška 01» расположен недалеко от
столицы Словении Любляны, рядом с ожив-
ленной трассой, вдоль которой мелькают
большие и красочные рекламные биллборды на
намеренно порвали с этим предубеждением благодаря фоне нетронутого леса. Эти аспекты легли в ос-
проекту «ДОМ CELOVŠKA 01», построив уникальное в нову выбора цвета дома – черного, который непо-
своем роде здание высотой 7 метров, длиной средственно взаимодействует с фоном и расска-
зывает разные истории в зависимости от времени
40 метров и шириной 4 метра.
суток и того, как падает свет. Черная облицовка
меняет цвет от серебристо-белого при ярком сол-
нечном свете до глубокого черного ночью.
ПЛАН ЭТАЖА, НА КОТОРЫЙ ПОВЛИЯЛИ ИСТОРИЧЕСКИЕ
ОБСТОЯТЕЛЬСТВА Дизайнеры столкнулись с про-
блемой – участок, на котором нужно было распо-
01|2019ЧАСТНЫЕ ДОМА 9
Черная облицовка на ярком солнце приобретает серебристый
оттенок. Узкий участок стал проблемой на этапе проектирования.
Ширина комнат небольшая и составляет около 4 метров.
ложить дом, оказался очень узким. При ширине ФАКТЫ И ЦИФРЫ ния, что даже небольшие дома могут и должны
комнат от 3 до 3,5 метров было непросто создать обеспечивать такой же уровень комфорта, как и
Название проекта
практичные жилые помещения для всей семьи. ДОМ CELOVŠKA 01, Любляна, большие дома с садами. По этой причине они не
Причина необычной формы участка кроется в Словения стали делать много комнат.
истории города. Много лет назад такие участки Архитектор Две квартиры соединены друг с другом без кори-
использовались для сельского хозяйства. Хотя Gregorc/vrhovec arhitekti доров и занимают всю площадь здания.
эта форма участка имела смысл для сельскохо- Заказчик
зяйственного использования, она представляла Частное лицо ИННОВАЦИИ ВСТРЕЧАЮТСЯ С ИСТОРИЕЙ Иннова-
собой значительную проблему при проектирова- Использованные материалы ционный тип конструкции встречается с тради-
© Фотографии: Дамьян Шварц
нии частного дома. Керамическая черепица Tondach ционным в Словении фасадом с биоморфными
Bobrovec натурального оттенка, черная свойствами, в котором использована керамиче-
МАКСИМУМ ПОЛЬЗЫ ИЗ ТОГО, ЧТО ЕСТЬ Эти усло- Год завершения проекта ская черепица Bobrovec. Этот материал также
вия заставили использовать различные иннова- 2018 обеспечивает дополнительную звукоизоляцию,
ции для фасада, дизайна здания и планировки защищая жилые помещения от шума оживленной
комнат. Архитекторы исходили из предположе- трассы. >
01|201910 ЧАСТНЫЕ ДОМА
СЛОЖНЫЙ МОНОЛИТ
Два партнера DDL Architectes, Гвен Дэвид и Джоанн Ле
Корвек, выбрали длинный кирпич Cassia Zwart Grafiet,
чтобы создать более богатый и живой фасад для своего
проекта. Они успешно учли прошлое Лорьян, деревни в
регионе Бретань, которая была почти полностью разру-
шена во время Второй мировой войны.
З
дание DDL Architectes располагается между ФАКТЫ И ЦИФРЫ
двумя домами на авеню de la Perrière и име-
Название проекта
ет ресторан с террасой на первом этаже и Архитектурное бюро DDL, Лорьян,
архитектурное бюро на первом и втором этажах. Франция
В этом проекте для наружной изоляции архитек- Архитектор
торы хотели использовать каменную облицовку. DDL Architectes
По словам Джоанн Ле Корвек, «длинный кирпич Entreprise de pose
идеально усиливает горизонтальную форму зда- Эрик ФО Макконери
ния и напоминает длинные сланцевые камни Бре- Использованные материалы
тани». Решение нашли в версии Zwart Grafiet кир- Кирпич коллекции Terca Cassia, цвет
пича Terca Cassia. Не только его длина, но и то, Zwart Grafiet, длинный формат
что на месте он разбивается на две части, гаран- Год завершения проекта
тируют, что каждый кирпич будет иметь уникаль- 2017
ный вид. В целом фасад напоминает каменный Surface
монолит с последовательными углублениями. Проект был построен с использовани-
ем 11 000 кирпичей.
СОЧЕТАНИЕ СОВРЕМЕННОСТИ И МАШРАБИИ Как гово- Сплошные детали занимают 195 м2
фасада и состоят из 40 элементов /
рит Гвен Дэвид, принцип машрабии или «решет- м 2 или 7800 кирпичей.
чатой стены» заключается в уникальном оформ-
Элементы решетки покрывают 115 м2
лении фасада – панорамные окна и специальная фасада и состоят из 28 элементов /
«просвечивающаяся» кладка. Хотя на самом м 2 или 3200 кирпичей.
деле он на 100% застеклен и обрамлен столбами
и балками. «Открывающиеся окна, скрытые ре-
шетчатой стеной, помогают достичь биоклимати-
ческого комфорта летом». <
01|2019ЧАСТНЫЕ ДОМА 11
© Фотографии: Патрик Миара
Фасад архитектурного бюро напоминает
темный каменный монолит с облицовкой
кирпича Wienerberger.
01|201912 ЧАСТНЫЕ ДОМА
Фасад застеклен по всей ширине.
Решетчатая стена визуально проходит
сквозь панорамные окна.
01|2019ЧАСТНЫЕ ДОМА 13
< Они не только обеспечивают тень внутри зда-
ния, но также скрывают открытые окна на вос-
точной и западной сторонах ночью для создания
естественного воздушного потока. Результат: та-
кая ночная вентиляция помогает сэкономить на
кондиционировании воздуха.
ТРАДИЦИОННАЯ КАМЕННАЯ ОБЛИЦОВКА Как только
кирпич был готов, нужно было найти профес-
сионала, способного хорошо его уложить. Для
Джоан Ле Корвек встреча с Эриком Фо, камен-
щиком из Ренна, который прошел подготовку в
Compagnons de France, организации ремеслен-
ников, которые работают с традиционными тех-
никами, стала счастливым случаем. На основе
эскизов агентства он создал прототипы, которые
затем воспроизвел на фасадах, придав машра-
бии подлинный вид ручной работы.
Вся сложность этого темного монолита стано-
вится более очевидной, когда вы приближаетесь
к нему, т.к. кирпичи по-разному отражают свет,
создавая реальное ощущение вибрации. Гвен
Дэвид считает, что такая облицовка оказывает
«успокаивающий эффект» благодаря сколам в
черных графитовых кирпичах, через которые
проходит свет. >
За машрабией есть окна, которые можно открыть. Концепция
положительно влияет на биоклимат в офисе.
01|201914 ЧАСТНЫЕ ДОМА
Два здания создают разную степень
открытости и защищенности от
посторонних глаз.
УГЛОВАЯ Э
тот необычный дом построен на большом ФАКТЫ И ЦИФРЫ
участке в окружении живописного сада.
Название проекта
Дизайн основан на профиле классического
ЭСТЕТИКА
Частный дом, Капрейке, Бельгия
дома со скатной крышей, за исключением того,
Архитектор
что он отличается геометрией кровли – с одной
Architectenburo Acke & Van
стороны уклон крыши крутой, а в другой – менее Wynsberghe
выраженный. Исходя из такого несимметричного Заказчик
Для частного клиента бельгий- контура, основное пространство здания расши- Частное лицо
рено продольно, подчеркнуто наклонным краем
ское архитектурное бюро Acke Использованные материалы
крыши. Второе внутреннее пространство зер- Фасадный кирпич:
& Van Wynsberghe спроекти-
© Фотографии: Wienerberger NV/SA Бельгия
кально отражает первое, но в целом имеет мень- Terca Marono Gesmoord + Terca
Domus Duifwit
ровало дом, залитый дневным шую длину. Обе секции расположены рядом друг с
Черепица: Koramic Plato Braised
светом, в котором присутству- другом со смещением, что позволяет идеально ис- Blue
пользовать ориентацию здания относительно ме-
ют резкие контрасты. Год завершения проекта
ста в соответствии с девизом «форма зависит от 2018
функции». Для того, чтобы эффектно подчеркнуть
форму крыши в соответствии с дизайном, ис-
пользовалась черепица Koramic Plato Braised Blue.
01|2019ЧАСТНЫЕ ДОМА 15
Темная линия крыши сильно контрастирует с
белым облицовочным кирпичом стены, особо
подчеркивая уникальную форму здания.
Металлические вкра- Крыша сразу же переходит в поверхность стены,
пления оконных проемов
поэтому был необходим кирпич, который идеаль-
сочетаются со строгой
цветовой концепцией. но бы сочетался с материалом кровли. Ведущие
архитекторы Acke & Van Wynsberghe остановились
на облицовочных кирпичах Terca Marono, которые
позволяют получить плавный переход между по-
верхностью крыши и стеной до самой земли. Под
этим темным, определяющим форму верхом был
создан контрастирующий фасад с использовани-
ем облицовочных кирпичей Terca Domus Duifwit,
который прерывался большими оконными прое-
мами в полную высоту. Кирпич имеет грубый вид
благодаря слою извести и создает классический
черно-белый контраст. Строгая цветовая схема
отражена, например, в оконных рамах антраци-
тового цвета и поддерживает выверенный баланс
между выразительными и приглушенными матери-
алами, к которому стремились архитекторы. >
01|201916 МНОГОКВАРТИРНЫЕ ДОМА
ЯРКАЯ И МАСШТАБНАЯ
КИРПИЧНАЯ КОНСТРУКЦИЯ
В Саксонии, Германия, Sächsisches Seebad Zwenkau GmbH &
Co. KG, создали два здания с офисами, ресторанами и домами
отдыха в прекрасном месте на берегу озера Цвенкау.
01|2019МНОГОКВАРТИРНЫЕ ДОМА 17
Г
ород Цвенкау с населением 9000 располо- турным бюро предложили представить проекты. Здание гавани на мысе Цвен-
кау отражает традиционный
жен к югу от Лейпцига. За последние не- Наибольшее впечатление
кирпичный стиль строи-
сколько лет в северной части города по- произвел минималистичный дизайн BKS тельства, который является
строили новый элитный район. Здание гавани, в Architekten + Stadtplaner из Трира. Кубовидное типичным для региона, но в
котором находится Sächsisches Seebad Zwenkau здание немного закруглено, чтобы соответство- современном прочтении.
GmbH & Co. KG, стало одним из первых зданий, вать линии гавани, и структурировано вокруг
которые планировалось построить в районе ряда углублений и выступов. Балконы со стороны
для привлечения местных жителей и туристов. гавани, кажется, выдвигаются из конструкции.
Элегантный светло-серый фасад, частично со- Кирпичный фасад окружает здание, как тонкая
стоящий из перфорированной кирпичной клад- раковина. Все ниши и углубления в здании ошту-
ки, был построен с использованием кирпича катурены белым, чтобы подчеркнуть их.
Wienerberger Polaris длиной 510 мм. Проходы соединяют два здания на верхних эта-
жах. «Нам было важно сохранить вид и доступ
ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО, ВНУТРИ И СНАРУЖИ Для до- к гавани и поддерживать прямую связь», – гово-
стижения наилучшего результата трем архитек- рит Марлен Меерфельд из BKS Architekten + <
© Фотографии: Wienerberger / Albrecht Voss Werbefotografie
01|201918 МНОГОКВАРТИРНЫЕ ДОМА
Наружные стены здания облицованы
кирпичами Wienerberger Polaris
длиной 510 мм.
01|2019МНОГОКВАРТИРНЫЕ ДОМА 19
Различные ниши и углубления созда-
ют конструкцию здания и оштукату-
рены белым, чтобы подчеркнуть их.
< Stadtplaner об этом проекте. Первое здание
– это офис, в нем также есть помещения для
размещения гостей клиента, и на первом этаже
есть информационный центр гавани, который
является центральным пунктом связи для всех
посетителей. Во втором здании на нижнем эта-
же находятся два ресторана. На верхних этажах
расположены одиннадцать апартаментов для от-
дыха, до которых можно добраться по балконной
дорожке, которая также пропускает много света
с севера и юга.
СБАЛАНСИРОВАННЫЙ ДИЗАЙН В дополнение к от-
личному качеству проектирования городской
среды здания также поражают технически про-
думанным дизайном. Внешние стены имеют
коэффициент теплоотдачи 0,16 Вт/(м2K), что
превышает требование немецкого норматива
по экономии энергии EnEV 2014 (который дей-
ствовал на момент строительства) более чем на
40%. Фасад из кирпича Wienerberger может слу-
жить несколько веков, при этом почти не тре-
бует обслуживания. «Минимальный расчетный
ФАКТЫ И ЦИФРЫ срок полезного использования наших проектов
составляет 70 лет. Кирпичный фасад намного
Название проекта экономичнее любого другого материала», – го-
Здание гавани на мысе Цвенкау,
Германия ворит Шмидт. Проект направлен на создание ка-
чественных, долговечных и экологически чистых
Архитектор
BKS Architekten + Stadtplaner, зданий. Поэтому планировщики выбрали соче-
Трир тание фасадного кирпича и оштукатуренных по-
Заказчик верхностей для ограждающих конструкций зда-
Sächsisches Seebad Zwenkau ния. Кирпич Polaris также улучшает внешний вид
GmbH&Co.KG, Цвенкау здания, оживляя его. Он отражает свет по-разно-
Использованные материалы му в зависимости от положения солнца, так что в
Кирпич Polaris Terca компа- течение дня цвет фасада меняется от светло-се-
нии Wienerberger, длинный,
светло-серый, неоднородный, рого до бежевого и теплого светло-коричневого.
приглушенного оттенка Таким образом, конструкция и материалы рабо-
Год завершения проекта тают вместе, чтобы создать гармоничный общий
2016 эффект. >
01|201920 МНОГОКВАРТИРНЫЕ ДОМА
РАЗНОУРОВНЕВЫЙ
ДОМ В ОКРУЖЕНИИ
СОСЕН
В оживленной столице Литвы Вильнюсе в 2018 году было
завершено строительство роскошного жилого дома по адре-
су Rūtų Street 21 на 7 квартир. Архитекторы Кестусис Пемпе,
Эмилис Петкевичус и Острин Бредулит в этом проекте сдела-
ли большой акцент на кирпичном фасаде.
З
дание окружено столетними соснами и рас- ФАКТЫ И ЦИФРЫ
положено рядом с охраняемой парковой
Название проекта
зоной. Еще более привлекательным стано- Жилой дом по адресу Rūtų Street
вится это место из-за шаговой доступности от 21, Вильнюс, Литва
центра города. Террасы и балконы огромного Архитектор
размера определяют структуру здания горизон- Кестусис Пемпе, Эмилис Петке-
тально, а деревянная обшивка под этими высту- вичус и Острин Бредулит
пающими элементами и над окнами контрастиру- Заказчик
ет с вкраплениями кирпичного фасада, создавая UAB «Promo Vision»
невероятный эффект. Балюстрады из тониро- Использованные материалы
ванного стекла вдоль балконов обеспечивают Terca Lapis WDF, Terca Forum
Ombra WDF, Penter Euroton
непрерывный вид на природные окрестности из Nostalgie UWF
французских окон апартаментов. Существую-
Год завершения проекта
щий рельеф участка был разумно использован 2017
для создания нового подземного гаража с 18
парковочными местами для автомобилей и мото-
циклов, а также зарядной станции для электро-
мобилей. Входная зона особенно просторная и
привлекательная и имеет четырехэтажный атри-
ум, который простирается до верхней части зда-
ния, включая стеклянную крышу.
Здание главным образом выполнено из высо- Открытый кирпичный фасад придает
кокачественных, но при этом крепких, долго- зданию роскошный вид.
01|2019МНОГОКВАРТИРНЫЕ ДОМА 21
Главный вход оборудован по последнему слову техники:
помимо видеонаблюдения, биометрическая система
контроля доступа проверяет, кто приходит и уходит.
вечных материалов, не требующих серьезного
обслуживания: жеезобетонная конструкция для
карнизов, керамический кирпич для облицовки
фасадов, а также лестниц, стен небольшого раз-
мера и проходов. В проекте использованы кир-
пичи Terca Lapis WDF, Terca Forum Ombra WDF и
брусчатка Penter Euroton Nostalgie UWF от ком-
пании Wienerberger, которые наилучшим образом
отвечают высоким стандартам, которые здесь
применяются, а также обеспечивают элегантный
внешний вид и необходимую долговечность. Де-
рево использовалось для горизонтальных фа-
садных полос и настила террасы, а стеклянные
балюстрады предусмотрены в качестве барье-
© Фотографии: Baltic Sotheby‘s International Realty
ров безопасности на террасах и балконах. Для
повышения безопасности была установлена био-
метрическая система контроля доступа – первая
в Литве – которая распознает каждого из жите-
лей. Зданию присвоен класс энергоэффективно-
сти А. Геотермальные системы отопления и реку-
перации тепла гарантируют оптимальную подачу
свежего воздуха и комфортную температуру в
помещении. >
01|201922 МНОГОКВАРТИРНЫЕ ДОМА
СОВРЕМЕННЫЕ
ЛИНИИ В СОЧЕТАНИИ
С КЛАССИЧЕСКИМ
СТИЛЕМ
Многоэтажный жилой комплекс Magneettikatu 14
в Эспоо, Финляндия, состоит из трех отдельных
зданий. Клиент и владелец недвижимости, Espoon
Asunnot, является муниципальным предприятием,
которое строит доступное арендное жилье с низкими
эксплуатационными затратами.
Ж
ФАКТЫ И ЦИФРЫ илые здания с классической архитекту- его покрыли легким слоем штукатурки. «Являясь
рой были сданы в Эспоо в начале 2017 застройщиком, мы очень ценим вневременную
Название проекта
Комплекс арендных квартир г. и предназначены для небольших се- архитектуру, которая гармонирует с нашей целью
Magneettikatu 14, Эспоо, мей и пар. Всего в комплексе 115 квартир пло- устойчивого развития. Мы стараемся не исполь-
Финляндия щадью от 29,5 м2 до 68 м2. Для дополнительного зовать в наших проектах материалы, требующие
Архитектор комфорта жильцы могут воспользоваться общей больших затрат на обслуживание. По этой при-
Hannunkari & Mäkipaja Architects зоной отдыха, парковкой, прачечной на цоколь- чине фасады, которые мы строим, состоят в ос-
Заказчик ном этаже и сауной на верхних этажах здания. новном из кирпичной кладки. Это также обеспе-
Espoon Asunnot чивает хорошую шумоизоляцию, что важно для
Использованные материалы УСТОЙЧИВЫЙ ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ БЫЛ КЛЮЧЕВЫМ жителей,» – объясняет Пирхо Райха, менеджер
Wasserstrich Special Zwart Terca Eco ПРИНЦИПОМ ПЛАНИРОВАНИЯ Процесс проектиро- по строительству Espoon Asunnot.
Год завершения проекта вания был направлен на создание высококаче-
2017
© Фотографии: Куватоймисто Кувио
ственных, долговечных и пригодных для эксплу- КОНСТРУКЦИЯ С ОСОБЫМ ХАРАКТЕРОМ С точки
атации многоквартирных домов. Фасад первого зрения архитектуры комплекс Magneettikatu 14
этажа выполнен из бельгийского черного кирпича производит впечатление функциональной клас-
– материала исключительно длинной и плоской сики, что дополнительно подчеркивается выбо-
формы. На верхних этажах – экокирпич мест- ром приглушенных оттенков. Кирпичная кладка
ного производства, который частично изготав- позволяет выполнять криволинейные формы –
ливается из переработанной глины и кирпичей, такие как волнообразная кривая центрального
01|2019МНОГОКВАРТИРНЫЕ ДОМА 23
Изогнутый фасад образует своего рода укрытие для
внутреннего двора, объясняет архитектор Вейкко
Мякипая из Hannunkari & Mäkipaja Architects.
здания. Как говорит архитектор Вейкко Мяки-
пая, «каждый многоквартирный дом заслуживает
своего собственного отличительного характера и
индивидуальных особенностей».
В то же время в архитектуре должны учитывать-
ся потребности жителей. Проект на Magneettikatu
14 отличается от традиционных жилых зданий
своим сложным дизайном и конструкцией.
Комплекс получил ряд наград в 2017 году вскоре
после его сдачи в эксплуатацию, в том числе Наци-
ональную премию гармоничного каменного дома и
почетную награду от города Эспоо как лучший жи-
лой комплекс. Отзывы жителей также неизменно
положительные. «Здание выполнено из хороших,
долговечных материалов и надолго сохранит свою
техническую ценность. Кирпич – логичный выбор
материала для фасадов, если целью является дли-
тельный срок службы и низкие эксплуатационные
расходы,» – говорит Мякипая. >
01|201924 МНОГОКВАРТИРНЫЕ ДОМА
Каждая квартира оборудована по крайней
мере одним балконом. Большинство
балконов выходят на сторону воды, это
позволяет жителям наслаждаться атмос-
ферой гавани.
01|2019МНОГОКВАРТИРНЫЕ ДОМА 25
ОТ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЗОНЫ ДО
ЭЛИТНОГО ЖИЛЬЯ В ЦЕНТРЕ
КОПЕНГАГЕНА
Бывшая промышленная зона в центре Копенгагена была преобразована в рекреационный жилой
район с элитными зданиями на берегу гавани. Многоквартирный дом Skibbroen является одной из
главных достопримечательностей в этом новом районе с его красивыми фасадами из кирпича, изго-
товленного методом структурирования водой, который уложен по дизайну, специально разработан-
ному архитектором для Skibbroen.
Ж
илой дом Skibbroen на берегу гавани черкивают горизонтальную плоскость фасада, а
Копенгаген спроектирован Holscher разное расположение окон и балконов обеспе-
Architecs, которые также подготовили чивает живой внешний вид. Фасады Skibbroen
план застройки для района, где располагают- представляют собой кладку из кирпича, изготов-
ся как жилые, так и деловые здания. Основная ленного методом структурирования водой, марок
идея состояла в том, чтобы сформировать звез- W450 Jern и W447 Flint датского кирпичного за-
дообразное центральное пространство между вода Petersminde, способом, который архитектор
угловыми зданиями. Сердце района – большой специально разработал для Skibbroen.
сад, расположенный между жилыми зданиями и
офисными зданиями, который носит более част- ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА ГАВАНИ Уникальность канала
ный и интимный характер, в то время как набе- и пространства гавани мудро сохранена, а пла-
режная более многолюдна. Этот центральный вучие дома помогают создать живую окружаю-
сад представляет собой спокойное простран- щую среду. Skibbroen влияет на повседневную
ФАКТЫ И ЦИФРЫ
ство и создает зеленую точку притяжения в этой жизнь как жителей, так и других гостей гавани, Название проекта
оживленной городской среде. например, посетителей гребного клуба. Особая Skibbroen, Havneholmen,
Копенгаген, Дания
жизнь, которая характерна для Skibbroen, воз-
УГЛЫ И ФАСАДЫ ЗДАНИЯ Способ, которым выпол- можна благодаря сочетанию различных интере- Архитектор
Holscher Nordberg Architecture
нены углы V-образных зданий, позволяет создать сов людей – ежедневный переход от спокойствия
© Фотографии: Wienerberger A/S Дания
and Planning A/S
вокруг углов и наклонно сформированных фрон- к активности.
Заказчик
тонов различные типы квартир. Skanska
Здания максимально направлено к воде, и все ГАРМОНИЧНОЕ ЗДАНИЕ Здание соответствует энер-
Использованные материалы
квартиры имеют, по крайней мере, один балкон, гетическому классу 2015 года, а системы венти- Облицовочный кирпич –
расположенный в основном на стороне гавани, ляции – еще и требованиям к потреблению энер- W450 Jern и W447 Flint
чтобы жильцы могли наслаждаться солнцем и гии в энергетическом классе 2020 года. > Год завершения проекта
видом на море. Угловые стороны балконов под- 2016
01|201926 ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ
Жители Эддингтона могут пользоваться
потрясающим в архитектурном отноше-
нии, универсальным и практичным мно-
гофункциональным залом. Также имеется
частный детский сад.
01|2019ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 27
ИГРОВАЯ ПЛОЩАДКА ДЛЯ
ДЕТЕЙ И ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ
Общественный центр и дошкольное учреждение Storey’s Field – это уникальное здание для новой
территории Эддингтона (Соединенное Королевство) в северо-западном районе застройки Кем-
бриджа. Здесь жителям Эддингтона доступно адаптируемое многофункциональное простран-
ство, где элегантные и игровые эстетические элементы идеально сочетаются.
В
дохновленный монастырями колледжа и ФАКТЫ И ЦИФРЫ поминающий пластичную массу, имеет мягкий и
судами Кембриджа, дизайн каждого про- текстурированный внешний вид, что делает его
Название проекта
странства окружающей среды обществен- Общественный центр и идеальным как для внешних, так и для внутрен-
ного центра и дошкольного учреждения Storey’s дошкольное учреждение них фасадов. Использование облицовочного
Field продумывался до мелочей. Детский сад рас- Storey’s Field кирпича в качестве строительного материала
положен с трех сторон ландшафтного двора, а Архитектор дало архитекторам свободу в создании индиви-
общественный центр расположен на четвертой McInnes Usher McKnight дуальных фасадов и позволило играть с узорами
Architects (MUMA)
стороне. Эта открытая конструкция проветрива- кладки, детализацией и привлекающими внима-
ется естественным путем, воздух вытягивается Заказчик ние элементами. Разнообразное использование
Кембриджский университет и
через подземные лабиринты, при этом показате- Кембриджский городской совет одного и того же кирпича во всей конструкции
ли звукоизоляции остаются на отличном уровне. дает ощущение однородности проекта. Кирпич-
Использованные материалы
© Фотографии: Wienerberger/Алан Уильямс
Кирпич Con Mosso, Wienerberger ная кладка также учитывает способы вентиля-
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КИРПИЧЕЙ ции, которые применяются в проекте, с выступа-
Год завершения проекта
Тейлор Максвелл, поставщик фасадных реше- 2018 ющими, утопленными и отсутствующими тычками
ний из Бристоля (Соединенное Королевство), на верхних уровнях фламандской перевязки, что
поставил общественному центру и дошкольному создает пассивные маршруты вытягивания воз-
учреждению Storey’s Field облицовочные кирпичи духа на восточной стороне и во влажных углах
Wienerberger Con Mosso и кирпич особой формы. главного зала с высоким потолком.
Этот кремовый, визуально «смятый» кирпич, на-
УДОСТОЕННАЯ НАГРАД ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ Благо-
даря потрясающей архитектуре и инновационному
дизайну неудивительно, что этот проект был широ-
ко отмечен и получил несколько престижных на-
град, таких как многочисленные награды Королев-
ского института британских архитекторов (RIBA) в
2018 году, в том числе премия RIBA East Award,
RIBA East Sustainability Award и RIBA East Building
of the Year Award. За впечатляющее использование
кирпича в проекте, архитекторы MUMA были удо-
стоены премии 2018 Brick Development Association
Awards года в категориях общественного здания и
открытого пространства, а также высшей награ-
ды этого мероприятия. Гармоничность была важ-
ным фактором для этого проекта, и в настоящее
Архитекторы разрабатывали время он находится на пути к получению отличной
дизайн до мелочей и предусмо- Excellent (для дошкольного учреждения) и выда-
трели привлекающие внимание
детали, такие как иллюминатор ющейся Outstanding (для общественного центра)
и геометричные окна. оценок для сертификации BREEAM. >
01|201928 ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ
АРХИТЕКТУРА В
ИСТОРИЧЕСКОМ
МЕСТЕ
Отель Puro Kazimierz, который в 2018 году открылся
в Казимеже, бывшем еврейском районе Кракова,
был быстро замечен и признан не только польской
прессой, но и европейскими публицистами. Кирпичи
Wienerberger стали одной из причин, по которым он
смог прекрасно гармонировать с окружающими
историческими зданиями.
С
тудия дизайна ASW Architekci, основанная в Входная группа с сетчатым
2005 году архитекторами Михаилом Анкир- узором контрастирует с фа-
садом и напоминает садовый
штейном, Дариушем Станкевичем и Ярос- павильон.
лавом Вронским, отвечает за дизайн отеля.
Задача была непростой из-за значительной ку-
батуры и сложного расположения, коим, несо-
мненно, является исторический район Кракова.
Участок был больше, чем те, которые обычно
занимают одноэтажные дома, и градостроитель-
ные задачи были ясны: имитировать фасад, ти-
пичный для квартала. Как это было сделано? Фа-
сад состоит из двух элегантно спроектированных
многоэтажных конструкций. Привлекательный Они выбрали теплые, но элегантные цвета, а тек-
двухэтажный проход приглашает внутрь здания стура песка и извести кирпича Wienerberger Binz
с красивым атриумом и внутренним двориком. ФАКТЫ И ЦИФРЫ 430 была выбрана специально для контраста с
Размер здания требовал создания фасада, кото- идеальным заводским клинкером. Выбранный
Название проекта
рый, несмотря на традиционность дизайна, имел Отель Puro Kazimierz, Краков,
продукт великолепно объединяет мастерство ка-
бы свой собственный характер. Польша менщиков и естественную неповторимость кир-
Поэтому выбор правильного материала был важ- пича.
© Фотографии: Smog Studio, Lato Picures
Архитектор
ным фактором. «Мы выбрали кирпич, настоящий ASW Architekci Структурные разделения в основных зданиях
керамический полнотелый, далёкий от типичной Заказчик отеля были спроектированы таким образом, что-
временной современной архитектуры, – говорит PURO Hotels бы фасад сочетался с размерами ближайших
Михаил Анкирштайн, один из авторов проекта. Использованные материалы зданий. Конечный результат был дополнительно
– Мы хотели найти материал, который бы под- Wienerberger Binz 430 улучшен путем укладки кирпича различными узо-
ходил и соответствовал уникальному характеру Год завершения проекта рами и объёмными фактурами, которые имеют
Казимежа». 2018 особую эстетическую привлекательность при
01|2019ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 29
Структура песка и известняка кирпича Wienerberger Binz 430 соответ-
ствует городскому пейзажу Казимежа. Специальная укладка кирпичей
различными узорами дополнительно улучшает общий внешний вид.
дневном свете и визуально обогащают фасад в
пасмурные дни.
Единственными элементами, контрастирующими
с керамическим фасадом, являются стальная и
стеклянная части первого этажа, часть мансар-
ды и открытый павильон в угловой зоне. Сталь,
стекло и дерево передней веранды контрастиру-
ют друг с другом и напоминают садовые бесед-
ки, которые в итоге гармонируют с раститель-
ностью, спускающейся по зеленой крыше над
первым этажом угловой части отеля. Благодаря
использованию кирпича и продуманному распо-
ложению удалось создать аутентичный интерьер
атриума, который очень полюбился гостям. >
01|201930 ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ
МЕЖДУ НЕБОМ
И ЗЕМЛЕЙ
Всего в ста метрах от вершины горы Трдина в хребте Горянчи
на хорватско-словенской границе стоит церковь Святой Геры,
которая была построена в 15-ом веке, и руины которой были
вновь обнаружены в 1993 году. Чтобы восстановить дух свято-
го места, архитектор Борут Симич в 2012 году спроектировал
современную конструкцию крыши.
К
ФАКТЫ И ЦИФРЫ огда мы говорим о церкви Св. Геры, недо-
статочно упомянуть только рациональную
Название проекта
основу памятника, духовный аспект также
Крыша руин церкви Св. Геры
на горе Трдина в хребте должен учитываться. Угловатая форма новой
Горянчи, Словения крыши повторяет контуры окружающих гор. Она
Архитектор сформирована как тектоническая мантия.
Borut Simič, u.d.i.a., Этот художественный жаргон свободен от ненуж- Архитекторы возродили дух бывшей церкви
NEAP d.o.o. Св. Геры с деревянной, металлической и
ных излишеств, простое использование простых
Заказчик черепичной крышей.
материалов, которые призваны символизировать
MO Novo mesto
постоянство и реальность веры.
Использованные
материалы
ТОЧКА ОМЕГА Крыша выполнена из трехмерной призвана позволить посетителям испытать сим-
Керамическая черепица
Бобровый хвост с прямым ре- стальной конструкции, которая поддерживается волическое разделение между небом и землей.
зом, тёмно-серая (Amadeus) пятью опорами, на которые опирается несущий Основными элементами, которые использова-
Год завершения проекта каркас из деревянных лонжеронов. Переход от лись для достижения этого эффекта, были тем-
2012 практического к сакральному обеспечивается ге- но-серые глазурованные элементы черепицы
ометрией опорной конструкции, которая направ- различных размеров. Размер плиток постепенно
ляет взгляд зрителя к небу в направлении «точки уменьшается по мере приближения к гребню.
Омега», олицетворяемой, по Тейяр де Шарден, Крыша должна одновременно отражать небо и
Иисусом Христом, точки, к которой все стремит- сливаться с ним. Свет по-разному играет на по-
ся, и в которой эволюция находит свое оконча- верхности крыши в пасмурную и солнечную по-
© Фотографии: Miran Kambič, u.d.i.a.
тельное выражение. году, от этого церковь скрывается и появляется
при определенных условиях освещения. Издале-
НЕБЕСНЫЙ ДИЗАЙН Историческое здание было ка она сливается с пейзажем «сфумато» сине-зе-
отреставрировано и модернизировано таким об- леного леса. Камень, кирпич, дерево и металл
разом, что напоминает церковь и на подсозна- – тысячелетние строительные материалы – объе-
тельном уровне сразу же идентифицируется как динены в современную, плавную форму, которая
таковая. Очевидная дематериализация крыши вызывает удивление у посетителя. >
01|2019ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 31
Кристаллическая форма гор отражена
в архитектуре кровли.
01|201932 ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ
Гармоничное сочетание прошлого и настоящего является
ярким примером мягкого обновления городов.
ФАКТЫ И ЦИФРЫ
Название проекта
wolf – Wohnbau Wolfshof, Вена, Австрия
Архитектор
GERNER GERNER PLUS.
Promoteur
HABAU Hoch- und Tiefbaugesellschaft m.b.H.
Заказчик
Wolfshof Immobilien GmbH
Использованные материалы
Argeton Tampa 225, Terzo 2 225, Terzo 3 225,
жемчужно-белый
Год завершения проекта
2017
01|2019ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 33
ЖИЛОЙ АНСАМБЛЬ С
ИНДУСТРИАЛЬНЫМ ШАРМОМ
В месте, где в начале XX века стоял завод зеркального стекла, а позже фар-
мацевтическая компания разместила свое производство и штаб-квартиру,
сегодня вы найдете жилой комплекс, который элегантно объединяет старое
и новое и имеет множество открытых и зеленых пространств.
В
венском рабочем районе Майдлинг, где пре- Квартиры в стиле лофт в существующих зданиях
обладает кирпичная кладка и многие зда- отличаются очень высокими потолками и инду-
ния относятся к началу XIX века, команда стриальным характером – санитарные модули,
архитекторов из GERNER GERNER PLUS. реали- например, были разработаны в виде низкоуров-
зовала проект, который отличается гармонией с невых боксов, расположенных в комнате, из ко-
окружающей средой, выделяясь благодаря сво- торых открывается вид на сводчатый потолок.
ей необычной архитектуре и сложному использо- Новые здания состоят из квартир разных типов –
ванию природных и экологических материалов. от арендных до кондоминиумов площадью от 45
до 77 м2. Все квартиры отличаются просторной
ПРОСТРАНСТВО ДЛЯ ЖИЗНИ И БЛАГОПОЛУЧИЯ Имен- планировкой, высококачественным оформлени-
но Wolfshof назвали жилой комплекс, который ем и хорошим естественным освещением. Квар-
представляет собой ансамбль, охватывающий тиры имеют окна во всю высоту и собственную
около 60 жилых единиц и состоящий из рекон- открытую зону – балкон или террасу. Сердцем
струированных существующих зданий с вкрапле- этого жилого комплекса является многогранный
ниями новых построек. внутренний двор с приподнятыми клумбами, не-
большими бассейнами, лежачими зонами и «са-
дом для посиделок». Вертикальная деревянная
шпалера, подвешенная к фасаду, позволяет рас-
тениям расти как на земле, так и вверх.
Элемент фасада
СОЧЕТАНИЕ ПРИРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ФАСАДЕ
Группа архитекторов сделала особый акцент
на фасаде: для того, чтобы отражать характер
района, он был разработан с переходами из го-
ризонтально расположенных клинкерных плит
Argeton в легком и теплом жемчужно-белом цве-
те со стороны улицы и внутреннего двора.
Деревянные шпалеры и балки из белого бетона
различной глубины и высоты создают идеаль-
© Фотографии: Андреас Хафеншер
ное сочетание натуральных материалов. Поми-
мо визуальной составляющей, одной из причин
выбора материалов для этой инновационной го-
родской жемчужины стала высокая структурная
целостность и стойкость керамического фасада
к атмосферным воздействиям и морозу. >
01|201934 ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ
La Villa Vauvenargues встречает всех
детей из близлежащих районов и
нуждающихся семей.
01|2019ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ 35
ВОЗВРАЩЕНИЕ БЫЛОГО
БЛЕСКА ГОРОДСКОМУ
КВАРТАЛУ
Детский центр la Villa Vauvenargues, построенный во внутрен-
нем дворе городского квартала в округе Парижа XVIII века,
приносит жизнь и свет в бывшую промышленную зону.
З
ФАКТЫ И ЦИФРЫ дание было введено в эксплуатацию Фондом
Œuvre de la Croix Saint Simon, в партнерстве с Па-
Название проекта
Villa Vauvenargues, Париж, рижской мэрией и Фондом French Family Benefit
Франция CAF и состоит из центра для детей младшего возрас-
Архитектор та, а также детского сада для семей, находящихся в
Кристин Калус, Kalus and трудной жизненной ситуации. Для Кристин Калус из
Roussel Agency архитектурного бюро Kalus und Roussel было важно
Auftraggeber «сохранить промышленное наследие объекта, расши-
Paris Ouest Construction рить внутренний двор и придать зданию, окруженно-
Использованные мате- му частными домами, новую, воздушную атмосферу».
риалы Эмалированная белая черепица является идеальным
Эмалированная керами-
ческая черепица Koramic решением. Старый кирпичный дымоход во дворе на-
301 Plain tile поминает нам о прежней судьбе объекта.
Год завершения проекта
2017 ПОИСКИ НУЖНОГО МАТЕРИАЛА В поисках прочного и чу-
внежного материала Кристин Калус обнаружила про-
дукты Koramic, в том числе эмалированную черепицу
301 Plain tile. Она сделала раскладку нужного размера,
в которой присутствовали 3 белых и кремовых оттен-
ка. После монтажа она убедилась, что нашла правиль-
ную формулу, которая «придавала белому цвету ощу-
щение вибрации».
СОЗДАНИЕ ИСТОЧНИКА СВЕТА Жители домов с видом
на внутренний двор могут подтвердить тот факт, что
здания в центре отражают солнечные лучи, по-ново-
му освещая это довольно мрачное место. Кристин
Калус в восторге от своего первого опыта работы с
Wienerberger, особенно от поддержки, которую ока-
зывают специалисты компании во время монтажа.
Изюминкой является «эффект масштабирования, соз-
даваемый смесью черепицы, которая добавляет опре-
деленный рельеф к чистым линиям зданий». Кроме
© Фотографии: Жеральдин Брунеел
того, архитектор в восторге от прочности материала и
простоты обслуживания. «Достаточно воды из шланга,
Villa Vauvenargues создает чтобы вернуть блеск». И чтобы добавить дополнитель-
захватывающий контраст ный отблеск света, особенно зимой, использованы
с окружающими зданиями
из-за различных оттенков светодиоды, встроенные в стены с медными панелями
белого простой плитки. на первом этаже. Это делает двор волшебным. >
01|2019www.architectum.com www.wienerberger.ru
изделия под дикий и искусственный рваный камень для наружной отделки, клинкер цвета беж
Укладка покрытия
Фасад, оформленный клинкерной плиткой, внешне очень похож на кирпичную кладку. Такую отделку можно встретить не только снаружи, во внутренних интерьерах эта плитка тоже успешно используется.
К возможным минусам можно отнести не очень легкий процесс укладки. Но если вы запасетесь всеми необходимыми инструментами и материалами, правильно подберете клей и хорошо ознакомитесь с инструкцией, то весь процесс пройдет без осложнений. А дом ваш станет для вас настоящей гордостью, если вы его облицуете собственноручно.
Чаще всего толщина фасадной плитки бывает не более 14 миллиметров, поэтому ее легко можно приклеить к стене.
Основание может представлять собой стяжку, кирпич или бетон. Прежде требуется нанести на его поверхность грунтовку, чтобы улучшить сцепление со стеной. Если на основании имеются следы старой отделки, есть трещины, неровности, то необходимо все это тщательно устранить. Только после данной процедуры следует приступать к основным работам.
Если вы ведете работу с фасадом, то наверняка вы захотите его утеплить. Поэтому сначала необходимо приклеить специальные панели. Только после этого следует уложить плитку. Есть и другой вариант. После обшивки здания утеплителем наносится специальная штукатурка, а потом укладывается декоративное покрытие.
Заранее подготовьте все необходимые материалы и выполните разметку. Клеем обрабатывайте маленькие площади, чтобы избежать его преждевременного застывания.
Как и при приклеивании обычной плитки в помещениях начинать надо со второго ряда снизу после закрепления специальной рейки. После завершения всех работ нижняя часть будет окончательно оформлена. Будьте готовы к тому, что при необходимости ее придется подрезать.
В следующем видео вы можете более подробно рассмотреть процесс монтажа клинкерной плитки на фасадах.
Примеры красивой облицовки фасадов
Плитка под камень выпускается с разными дизайнами:
- Рельеф, который отличается неоднородной структурой. Контрастные стены дополняют другие ровные поверхности, гладкие. Такими могут быть и цвета.
- Декоративная плитка, выполненная под старину, заслуживает отдельного рассмотрения. Это винтажные покрытия с привлекательным внешним видом внутри любых помещений. Сколы, трещины, потёртости – имитацию повреждений на поверхности. Отличный вариант для классических или деревенских интерьеров.
- Дизайн под рваный камень – один из интересных вариантов. По текстуре и цвету на поверхности появляются явные неровности. Может показаться, что камень стал старым, из-за чего потерял целостность.
- Под бутовый камень. Одна плитка вмещает камни с разными размерами и цветами.
- Некоторые производители предлагают модели под дикий камень. Из отличительных черт – внешний вид, отличающийся естественностью. Колотый камень тоже отличается необычным внешним видом.
Место расположение домов не играет роли, для любого фасадная плитка под камень станет украшением при грамотном подходе. Покупателей больше всего привлекает возможность комбинировать цвета и фактуры материала друг с другом. При относительно невысоких затратах практически каждый получит уникальное дизайнерское решение для помещения.
Эксплуатационные свойства позволяют рассчитывать на полноценное декоративное покрытие, долгое время сохраняющее исходные характеристики.
Подготовка поверхности
Без качественной подготовки исходной поверхности стены трудно будет добиться результатов, способных сохраниться на долгое время. Упрощение подготовки недопустимо, как и отказ от неё. Восполнять пробелы последующими этапами нельзя.
Порядок при проведении этого этапа работ будет следующим:
- Сначала стены очищают от посторонних предметов и нагромождений. Это касается старых наличников, водостоков, опор для проводов, кронштейнов и тому подобных элементов.
- Далее осматривают стену, делают вывод о её текущем состоянии. Если обнаружены изъяны – их заделывают.
- Наносят слой с грунтовкой.
Подготовка стен после этого сама по себе завершается. Но дальше чаще всего решают заняться утеплением для стен. У этих работ тоже несколько этапов, включающих определённые действия:
- Сначала делают разметку, развешивают крошнтейны для подсистемы. Речь идёт о подрешётке, других видах несущих конструкций.
- Предыдущий пункт можно пропустить, если от вентилируемых фасадов отказались.
- Следующей идёт установка утеплителя. Чтобы фиксация была более надёжной – рекомендуется использовать специальную разновидность клея.
- На утеплитель монтируют гидрозащиту.
- Обрешётку тоже устанавливают. Если речь идёт не об установке вентилируемых фасадов – монтируют армирующую сетку, с добавлением клеевого слоя.
Подробная инструкция по монтажу. Чтобы установить плитку на саморезы, выполняют следующие действия:
- Обрешётку создают с планками, размещёнными горизонтально. Стандартный размер для шага – расстояние между осями для крепления плитки, сверху и снизу.
- Монтаж плиточного ряда снизу, место расположения контролируют отдельно. Для этого используют специальный шнур, натянутый заранее. Рекомендуется контролировать кладку таким способом каждые несколько метров.
- Специальные элементы, либо обычные обрезные детали применяют, когда речь идёт об углах. Иногда при отделке используют плитку другой разновидности. Благодаря этому создают более привлекательный декоративный элемент.
- Отделка у балконов и дверных проёмов – такая же, как и у углов. К ним тоже часто применяется плитка фасадная, камень – лишь один из вариантов оформления.
На клей плитку монтируют во многом также, как и при использовании кафеля. Порядок работ имеет следующий вид:
Монтаж ряда снизу, опора – временная планка
Положение легко контролировать строительным уровнем, при креплении важно соблюдать определённую высоту.
Указания от производителя с инструкции используют при разведении клея. Для нанесения применяют зубчатый шпатель определённого размера
Плитку остаётся прижать к стене, слегка надавить на неё.
Специальные пластмассовые крестики помогают сохранить расстояние одинаковым между горизонтальными, вертикальными плитками.
Тем же клеем, либо другим специальным составом при необходимости проводят затирку швов. Рекомендуется использовать материал другого цвета, чтобы декоративный эффект был больше. Тогда кладка будет смотреться привлекательнее. Этот вариант подходит и для тех, кого интересуют термопанели с клинкерной плиткой.
Использование в интерьере
Клинкерная плитка – это искусственный камень, но выглядит с полной иллюзией натурального материала.
Выбирая тонкие виды плиток, можно создавать удивительный, необычный интерьер:
- Плитка с гладкой поверхностью точно повторяет форму и фактуру искусственного камня. Она бывает красная, белая, желтая, цвета беж. Гладкую плитку рекомендуют применять на кухне и в других местах, где требуется особый уход.
- Шероховатые изделия, напротив, не применяют на кухне. В остальных помещениях – без ограничений. Особенно удобно использовать шероховатый материал в бассейнах и саунах, чтобы уменьшить скольжение поверхности.
- Очень эффектно выглядят глянцевые плитки, которые создают ровное блестящее покрытие с контурами швов.
- Для стиля лофт используется рустикальная фактура плитки с эффектом старения или рваный камень. Такая отделка имитирует грубые промышленные стены.
- Светло и празднично выглядит применение белой плитки в интерьере. Этот цвет хорош для скандинавских и традиционных стилей. От него веет чистотой и комфортом. Белый цвет делает помещение легким и объемным.
Применение
Клинкерная плитка под камень прочна и красива, она имеет широкие возможности применения как для внутренних, так и для наружных работ. Ею оформляют фасады зданий, бассейны, садовые дорожки, камины, стены комнат.
Сфера применения:
- Техническая плитка под камень изготавливается с более высокими параметрами прочности, износостойкости и увеличенной толщиной стенок. Ее применяют на промышленных предприятиях.
- Для внутренних работ применяются более тонкие экземпляры (9 мм). Их используют для создания красивых интерьеров.
- Для наружной облицовки. Имитация дикого и искусственного камня станет украшением любого фасада.
- Плитку с повышенными водостойкими характеристиками используют в саунах, бассейнах, ванных комнатах.
- Виды клинкера с теплоизоляционными свойствами применяют для внутренней отделки, где требуется дополнительное утепление стен.
- Индивидуально разработанная плитка ручной работы производится для особых дизайнерских решений, она имеет очень красивый вид.
- Для отделки крылец и ступеней.
- Клинкером под камень оформляют уличные дорожки, стоянки автомобилей, площадки перед домом.
Особенности фасадной плитки под камень
Каждый материал обладает своими характеристиками, отличающими его от других аналогов. То, что соседние детали не соединены механическими крепежами – главная отличительная черта для фасадной плитки под камень. У элементов отдельная фиксация, клеем или обрешёткой. Окончательный выбор зависит от того, какой вид монтажа используется.
Есть и другие свойства, которые выделяют эту разновидность плитки:
- Продолжительный срок службы.
- Экологическая чистота, ведь в производстве применяют только материалы натурального происхождения.
- Прочность.
- Отсутствие серьёзных требований к уходу.
- Низкий коэффициент по влагопоглощению.
- Устойчивость к отрицательным температурам.
Внутренняя отделка
Клинкерная плитка настолько хороша в эксплуатации и оригинальна в оформлении, что ее все чаще предпочитают использовать во внутреннем дизайне помещений. С помощью этого покрытия можно воплотить в жизнь самые смелые решения в обустройстве комнат, отделке лестниц и каминов.
Благодаря особым характеристикам клинкера его можно использовать в помещениях с повышенной влажностью. Данный вид отделки прекрасно будет смотреться в ванной или на кухне. Балконы и лоджии только улучшатся от такого интересного оформления. Можно отделывать полы и специальные зоны в помещениях.
Монтаж этого покрытия возможен не только на бетон и кирпич, но и на гипсокартон и металл, что существенно расширяет сферы применения плитки.
Можно подобрать клинкерную плитку, исходя из общего оформления дома, потому что помимо разнообразной цветовой гаммы она еще имеет разную структуру, может быть гладкой или шероховатой.
Технология изготовления
Чтобы получилась качественная продукция, производители выбирают пластичную глину с содержанием требуемого минерального состава.
Глину, поступающую на производство из карьера, очищают от примесей и перемешивают. Благодаря использованию различных видов глины можно добиться нужного оттенка материала и получить необходимую степень прочности, теплопроводности, и водопоглощения.
В глину обязательно добавляют шамот, он отвечает за термостойкость. Именно с его помощью производят клинкер с огнестойкими характеристиками. Его применяют при облицовке каминов и печей. Из клинкера делают не только облицовочную плитку, но и кирпич, бордюрный камень, брусчатку.
Самыми популярными на сегодняшний день считаются: «рваный» камень, сланец, изделие «под кирпич» и доломит.
Плитка своими руками
Кроме варианта покупки плитки в магазине есть возможность изготовить ее своими руками и воплотить в жизнь любую свою дизайнерскую идею.
Сначала нужно сделать форму, потом развести раствор и залить его в емкость. На завершающем этапе остается вытащить плитку. Когда вы произвели необходимое количество изделий, можете приступать к отделке или уложить изготовленный продукт на хранение.
Клинкерная плитка, производством которой занимаются специализированные предприятия, отличается высокой прочностью благодаря тому, что ее обрабатывают при очень высокой температуре.
Ярко и органично выглядят здания, построенные с применением натурального камня. У него масса преимуществ – прекрасный внешний вид, устойчивость к внешним факторам, долгий срок службы, превышающий десятилетие. Есть только один существенный минус – высокая цена.
Достоинства и недостатки
Фасадная декоративная плитка под камень отличается следующими положительными сторонами:
Если говорить в целом о недостатках, то покупатели выделяют такие свойства:
- Сложная обрезка у многих разновидностей.
- Повторная эксплуатация некоторых моделей после демонтажа невозможна.
- Есть изделия с большим весом, они способствуют утяжелению фундамента и стен, подвергаемых обработке.
- При покупке надо посоветоваться с мастером, поскольку у каждой разновидности свои особенности относительно монтажа.
Владелец сам делает выбор материала, подходящего для облицовки дома. Клинкерная плитка для стен не исключение. Основные производители и ценыАссортимент следующих марок на рынке самый широкий:
- Sannini – производитель из Италии.
- ArGe Ton – Немецкая компания.
- Каньон. Оригинальные рисунки и цветовые решения – главные отличительные признаки продукции этого бренда.
- Gerrad. Польская компания, занимающаяся плиткой с повышенной устойчивостью к низким температурам. Занимается искусственными и натуральными изделиями, в равной степени.
Отечественные компании тоже занимаются производством материала. И с каждым годом такие варианты всё меньше отстают от зарубежных аналогов плиты.
Разновидности плитки
Предложения по строительному материалу в магазинах встречаются часто. Способ производства и состав раствора – главные отличия между вариантами плитки. Рваный камень смотрится интересно, но не на всех поверхностях.
Клинкер
Разновидность керамической плитки, которая отлично подходит для облицовки фасада с внешней стороны. Она нисколько не похожа на кафель, применяемый в отделке кухни или ванной комнаты. Высокотемпературный обжиг – основной процесс, связанный с производством данной плитки.
Благодаря этому материал приобретает высокий показатель по прочности, даже поцарапать его при всём желании не удастся. Внешний вид изделия во многом остаётся таким же, что у кирпича.
Конструкции не страшен ни один из видов следующего воздействия:
- Биологическое.
- Температурное.
- Механическое.
Повышенная влажность тоже не наносит вреда поверхности.Единственный недостаток – небольшой спектр выпускаемой цветовой палитры. Жёлтые, красные и коричневые естественные оттенки – вот какие варианты можно чаще найти на рынке. Даже ультрафиолетовое излучение не влияет на цветовые характеристики.
Благодаря чему можно не волноваться о том, сколько прослужит облицовочная плитка под камень.
Керамогранит
Лёгкость керамики отлично сочетается с прочностью гранитного камня в этом изделии. При производстве используют несколько вариантов основ:
- Глина.
- Сланец.
- Песок, другие подобные компоненты природного происхождения.
При создании плитки её подвергают обжигу, с сохранением высоких температур.
Поверхность плитки может быть гладкой, либо она выступает в качестве имитации других материалов, природных – в том числе. Основная конструкция благодаря такой отделке полностью защищена от негативных воздействий. Владельцы оценивают лёгкий монтаж, отнимающий минимум времени.
Главное отличие от клинкера – большое количество цветовых решений. Красители с минеральным составом добавляют в раствор во время приготовления основного состава. Монтаж допускается на все виды домов, даже современные многоквартирные и загородные, плитка для фасада под камень будет удачно смотреться везде.
Бетонная плитка под камень
Материал имеет в основе только бетонный раствор, потому разновидность плитки считается одной из самых доступных. Другие дополнительные компоненты защищают от влаги, придают исходному составу прочности.
Некоторые пытаются сделать плитку полностью своими руками, но от такого варианта рекомендуется отказаться. На производствах сохраняют определённую рецептуру, благодаря чему итоговые изделия наделяются определёнными характеристиками. Домашние условия усложняют получение эффекта. Цены изделий не играют роли.
Об изделиях из натурального камня
Берут булыжники, вырезают плитку. Итоговые изделия отличаются стандартными размерами. Структура природного камня лицевой поверхностью сохраняется полностью. Её при желании шлифуют, полируют.
Плитка подходит для декора как внутри, так и снаружи. Облицовка отличается высокой стоимостью, но продолжительный срок службы окупает любые затраты.
Технология изготовления
Клинкерная плитка и кирпич производятся одним способом, различие между ними заключается в толщине изделия. В качестве облицовочного материала плитка значительно выигрывает: она легче, а, следовательно, дешевле, и дает меньшую нагрузку на несущие конструкции. Плитка бывает квадратной и прямоугольной формы. Ее используют для облицовки внутри помещений, а также фасадов зданий, лестниц и крыльца.
Для изготовления клинкера используют глину хорошего качества и особой пластичности
Обращают внимание на минеральный состав. Отлично подходят сланцевые глины с высокой жирностью
Производство располагают у карьера, добытая глина тут же поступает на переработку, ее очищают от примесей, добавляют присадки. Применение шамота в качестве присадки придает изделию прочность, теплопроводность, а добавки его в большом количестве делают плитку огнеупорной (применяют для каминов).
Сырье, разбавленное водой, перемешивается в миксере экструдера под высоким давлением до образования однородной массы. Пластичный материал пропускают через рамку-фильеру, он выдавливается длинной лентой, которую нарезают на заготовки для клинкера. В дальнейшем это может быть облицовочная плитка либо кирпич.
Благодаря давлению, которое претерпевает глина, сырье хорошо уплотняется и лишается пустот. В течение нескольких дней заготовки высушиваются при естественной температуре, теряя при этом 10-20% влаги. Затем их обжигают до полного спекания всех ингредиентов при температуре от 800 до 1400 градусов. Такой материал содержит не более 4% влаги.
Цвет изделия полностью зависит от оттенка глины, он варьируется от бледно-желтых до темно-коричневых тонов. Многообразие цветовой гаммы в изделиях достигается путем смешения сырья. Природный оттенок глины не дает возможности в промышленных масштабах стабилизировать цвет изделия. Даже в одной партии тональность плитки отличается.
Коллекция фасадных панелей под камень
В каталоге «Кирисс Фасад» представлена облицовочная плитка, имитирующая различные породы:
- Тигровый дракон: точная копия одной из самых редких и красивых разновидностей песчаника Ростовского. Оригинал неудобен в использовании из-за глубокого рельефа и трудной обработки. Стеновые панели выпускаются в трех вариантах;
- Скала: своеобразной фактурой повторяет массивный известняк с характерным неровным изломом;
- Горный пласт: имитирует причудливое напластование слоистых пород, залегающих наклонно;
- Сколотый камень: материал, позволяющий ощутить могучее величие гор;
- Каменная мозаика: эффектное чередование прямоугольных фрагментов различного размера;
- Песчаник: равномерно окрашенная горная порода, гармонично сочетающаяся с ландшафтом;
- Каменный каскад: воспроизводит слоистую кладку природного камня;
- Булыжник: представляет собой грубо обработанные округлые валуны.
Шаг обрешетки для каждой модели индивидуален.
На производстве компании «Кирисс Фасад» выпускаются также угловые и декоративные элементы, малые архитектурные формы. Линейка продукции постоянно обновляется.
Искусственный камень как произведение искусства
При изготовлении фасадных панелей под камень используются только высококачественные материалы, такие как белый цемент, мытый обогащенный песок, импортные железоокисные пигменты, различные модификаторы и пластификаторы, уплотняющие структуру бетона. Окрашивание сырья производится по всему объему еще на стадии производства, в результате чего панели приобретают стойкий цвет, неподвластный воздействию ультрафиолета. Богатая палитра оттенков призвана удовлетворить самый взыскательный вкус.
Вся продукция «Кирисс Фасад» успешно прошла сертификацию на предмет соответствия требованиям ГОСТа. Изделия отличаются прочностью, эстетичностью, пожаробезопасностью, устойчивостью к низким температурам.
Монтаж панелей из искусственного камня производится круглый год по технологии «вентилируемый фасад». Для дополнительного утепления дома между стеной и облицовкой помещается слой теплоизоляции. Обрешетка может крепиться на любые поверхности (блок, кирпич, бревно, брус, каркас).
«Кирисс Фасад» имеет собственный автопарк и осуществляет доставку своей продукции без привлечения транспортных компаний. Заботясь об удобстве клиентов, мы предлагаем бесплатное хранение купленного товара на нашем складе.
Все фактуры коллекции Венский клинкер
В качестве строительного материала клинкер идеально подходит для отделки. Выдерживает он любые морозы и не пропускает влагу. Данный идеальный камень, кроме своих выгодных физических качеств, обладает еще и очень приятным внешним видом. Венский клинкер цвета 1 имеет очень нежный серый оттенок, немного отдающий голубым. Но в разное время дня этот оттенок может меняться.
Камень образно отражает события дня и окружающие предметы. Утром он может отливать розовым цветом, впитывая ранние лучи солнца. Днем камень поглощает синеву ясного неба или становится серым в пасмурную погоду. Осенью на фасаде дома отражается вся желтизна опавшей листвы. Чем живете вы, что переживаете в определенный период – все передается дому. Он становится частью вас, вашим самым верным другом. Все это то, к чему стремится человек, построивший собственный дом.
Фактура венского клинкера устроена таким образом, что создается впечатление, что дом аккуратно выложен тонким длинным кирпичиком. Все это выглядит ювелирной работой и придает определенный шарм. К тому же монтаж фасадного камня занимает минимум времени, он очень легкий, а сам камень предлагается по доступным ценам.
Этот материал идеально подойдет для всего фасада, его можно выбрать и для отделки некоторых элементов дома: балкона, окон. Им можно выгодно подчеркнуть самые удачные части или, наоборот, скрыть что-то. Данный цвет можно назвать идеальным, т.к. он подходит дому любой архитектурной конструкции, с любыми геометрическими формами.
Венский клинкер цвета 1 представляет на сегодня самый модный и востребованный серый оттенок. Уже никто не ассоциирует его с чем-то скучным, угрюмым и невзрачным. В руках умелого дизайнера этот цвет может выглядеть интересно и даже роскошно. Говорят, что серое – это нечто застывшее между черным и белым. В этом пойманном моменте человек находит какое-то спокойствие, расслабление.
С такой отделкой вы в своем жилище всегда найдете лекарство от депрессии и умиротворенность. Человек с хорошим воображением и здоровой фантазией найдет в венском клинкере данного цвета множество оттенков. Дом выглядит с ним аккуратным, педантичным, без вычурности. Если отделать таким камнем весь фасад, дому будет придана легкость, даже воздушность. Воздух вокруг такого дома будет казаться чище и прохладнее. А атмосфера внутри будет всегда теплой и дружественной.
- КоллекцияВенский клинкер
- ЦветБелый
- ПроизводительИдеальный камень
- СтранаРоссия
- СерияКлинкерная серия
- Номер цвета1
- ОттенокБело-серый
- Угловой элементЕсть
- Область применениядля облицовки фасада, цоколя и внутренней отделки
- Толщинадо 1
- Габаритный размер, см(21±0,3)х(5±0,2)
- Вес, кг. кв.м15,5 ±0,5
- Количество в упаковке84 шт.
- Вес упаковки, кг15,5 ±0,5
- Объём, в одной коробке, кв.м1
- Ширина расшивки1 см
- Технические характеристики и нормативная документация
Хотите посмотреть товар в магазине? Приезжайте в гости!
Выбрать фактуру вам помогут менеджеры торгового зала, специалисты отдела архитектуры и дизайна, а профессиональная консультация монтажного подразделения поможет избежать ошибок при монтаже.
Влияние температуры спекания в атмосфере аргона на микроструктуру и свойства керамических сердечников из оксида алюминия, напечатанных на 3D-принтере
Gromada M, wieca A, Kostecki M, et al. Керамические сердечники для лопаток турбин методом литья под давлением. J Mater Process Technol 2015, 220 : 107–112.
Артикул Google ученый
Chen ZW, Li ZY, Li JJ, et al. 3D-печать керамики: обзор. J Eur Ceram Soc 2019, 39 : 661–687.
CAS Статья Google ученый
Wu HH, Li DC, Tang YP, et al. Литье в гель керамических сердечников на основе оксида алюминия, содержащих оксид иттрия, для получения монокристаллов и лезвий для направленной кристаллизации. Adv Appl Ceram 2009, 108 : 406–411.
CAS Статья Google ученый
Като Т., Ушидзима Х., Кацумата М., и др. Влияние материалов сердцевины на формирование полых микросфер из оксида алюминия методом механосплавления. J Am Ceram Soc 2004, 87 : 60–67.
CAS Статья Google ученый
Каземи А., Фагихи-Сани М.А., Ализаде Х.Р. Исследование кристаллизации кристобалита в керамических сердечниках на основе кремнезема для литья по выплавляемым моделям. J Eur Ceram Soc 2013, 33 : 3397–3402.
CAS Статья Google ученый
Ферраж Л., Бертран Г., Ленорман П., и др. Обзор аддитивного производства (3DP) биокерамики: глинозема, диоксида циркония (PSZ) и гидроксиапатита. J Aust Ceram Soc 2017, 53 : 11–20.
CAS Статья Google ученый
Cheng ZL, Ye F, Liu YS, et al. Механические и диэлектрические свойства пористого и прозрачного для волн Si 3 N 4 -Si 3 N 4 композитная керамика, изготовленная методом 3D-печати в сочетании с химической паровой инфильтрацией. J Adv Ceram 2019, 8 : 399–407.
CAS Статья Google ученый
Tangcharoen T, T-Thienprasert J, Kongmark C. Влияние температуры прокаливания на структурные и оптические свойства MAl 2 O 4 (M = Ni, Cu, Zn) наночастицы алюминатной шпинели. J Adv Ceram 2019, 8 : 352–366.
CAS Статья Google ученый
Лю JJ, Huo WL, Zhang XY, et al. Оптимальный расчет высокотемпературных механических свойств пористой глиноземной керамики на основе анализа фрактальной размерности. J Adv Ceram 2018, 7 : 89–98.
CAS Статья Google ученый
Лю К., Чжан К., Боурелл Д.Л., и др. Гель-литье цельнокерамических зубов на основе циркония в сочетании со стереолитографией. Ceram Int 2018, 44 : 21556–21563.
CAS Статья Google ученый
Chen ZW, Liu CB, Li JJ, et al. Механические свойства и микроструктура объемных деталей из кордиерита, напечатанных на 3D-принтере. Ceram Int 2019, 45 : 19257–19267.
CAS Статья Google ученый
Лю К., Чжан К., Боурелл Д.Л., и др. Гель-литье цельнокерамических зубов на основе циркония в сочетании со стереолитографией. Ceram Int 2018, 44 : 21556–21563.
CAS Статья Google ученый
He RX, Лю В., Ву ZW, et al. Изготовление деталей из циркониевой керамики сложной формы с помощью метода 3D-печати на основе DLP-стереолитографии. Ceram Int 2018, 44 : 3412–3416.
CAS Статья Google ученый
Лу З.Л., Тиан Г.К., Ван В.Дж., и др. Влияние нитевидных кристаллов муллита, синтезированных in situ, на жаропрочность керамических форм на основе Al 2 O 3 для литья полых лопаток турбин. Ceram Int 2016, 42 : 18851–18858.
CAS Статья Google ученый
Wu P, Xu YZ, Huang ZX, et al. Обзор методик изготовления пористых керамических мембран. J Ceram Process Res 2015, 16 : 102–106.
Google ученый
An GS, Choi SW, Kim TG, et al. Аминофункционализация частиц коллоидного оксида алюминия для улучшения характеристик инфильтрации в керамическом сердечнике на основе диоксида кремния. Ceram Int 2017, 43 : 157–161.
CAS Статья Google ученый
Xu FF, Ren H, Zheng MJ, et al. Разработка биоразлагаемой биоактивной стеклокерамики с помощью DLP-печати, содержащей EPC / BMSC, для инженерии костной ткани дефектов нижней челюсти кролика. J Mech Behav Biomed Mater 2020, 103 : 103532.
Статья CAS Google ученый
Li H, Liu YS, Liu YS, et al. Термическая обработка γ-Al 2 O 3 для приготовления керамических суспензий для стереолитографической 3D-печати. Front Mater 2019, 6 : 295.
Артикул Google ученый
Li H, Liu YS, Liu YS, et al. Развитие микроструктуры и механических свойств при стереолитографии сформировало сердечники из оксида алюминия, спеченные в вакууме. J Eur Ceram Soc 2019. DOI https: // doi.org / 10.1016 / j.jeurceramsoc.2019.11.047.
Google ученый
Evernden JF, Curtis GH, Kistler RW, et al. Диффузия аргона в глауконите, микроклине, санидине, лейците и флогопите. Am J Sci 1960, 258 : 583–604.
Артикул Google ученый
Barrosse-Antle LE, Aldous L, Hardacre C, et al. Растворенный аргон изменяет скорость диффузии в ионных жидкостях при комнатной температуре: Влияние присутствия и отсутствия аргона и азота на вольтамперометрию ферроцена. J Phys Chem C 2009, 113 : 7750–7754.
CAS Статья Google ученый
Li H, Liu YS, Liu YS, et al. Влияние температуры спекания на микроструктуру и механические свойства керамики Al 2 O 3 с помощью трехмерной стереолитографии. Acta Metall Sin (англ. Лат.) 2020, 33 : 204–214.
Артикул CAS Google ученый
Бен Айед Ф, Буазиз Дж., Бузуита К.Прокаливание и спекание фторапатита в атмосфере аргона. J Сплавы Compd 2001, 322 : 238–245.
CAS Статья Google ученый
Мандал С., Саньял А.С., Дхаргупта К.К., и др. Спекание композита β-SiC-γ-AlON под давлением газа в среде азота / аргона. Ceram Int 2001, 27 : 473–479.
CAS Статья Google ученый
Мулла М.А., Крстич В.Д.Спекание β-SiC без давления с добавками Al 2 O 3 . J Mater Sci 1994, 29 : 934–938.
CAS Статья Google ученый
Мун Дж. Х., Джанг Х. М.. Влияние атмосферы спекания на свойства уплотнения и пьезоэлектрические свойства керамики Pb (Ni 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -PbZrO 3 . J Am Ceram Soc 1993, 76 : 549–552.
CAS Статья Google ученый
He H, Lou J, Li YM, et al. Влияние содержания кислорода на механизм спекания и рост шейки при спекании порошка FeCr. Порошок Технол 2018, 329 : 12–18.
CAS Статья Google ученый
Даргац Б., Гонсалес-Джулиан Дж., Брам М., и др. FAST / SPS спекание нанокристаллического оксида цинка. Часть II: аномальный рост зерен, текстура и анизотропия зерен. J Eur Ceram Soc 2016, 36 : 1221–1232.
CAS Статья Google ученый
Mazloumi M, Khalifehzadeh R, Sadrnezhaad SK, et al. Производство нанопорошка глинозема из синтетического щелока. J Am Ceram Soc 2006, 89 : 3654–3657.
CAS Статья Google ученый
Сунь Дж., Гао Л., Цзинь XH.Армирование матрицы оксида алюминия многослойными углеродными нанотрубками. Ceram Int 2005, 31 : 893–896.
CAS Статья Google ученый
Сибо М.М., Кершт И.Х., Мессинг Г.Л. Развитие текстуры путем темперированного роста зерна в спеченном в жидкой фазе α-оксиде алюминия. J Am Ceram Soc 2005, 80 : 1181–1188.
Артикул Google ученый
Osorio E, Toledano M, da Silveira BL, et al. Влияние различных видов обработки поверхности на шероховатость In-Ceram Alumina. Исследование AFM. Дж. Дент 2010, 38 : 118–122.
CAS Google ученый
Лофай Ф., Фердинанди М., Семпура Дж., и др. Наноиндентирование, АСМ и трибологические свойства тонких покрытий nc-WC / a-C. J Eur Ceram Soc 2012, 32 : 2043–2051.
CAS Статья Google ученый
Швентенвайн М., Хома Дж.Аддитивное производство плотной глиноземистой керамики. Int J Appl Ceram Technol 2015, 12 : 1–7.
CAS Статья Google ученый
Бертч А., Джигуэт С., Рено П. Микростроение керамических компонентов с помощью микростереолитографии. Дж. Micromech Microeng 2004, 14 : 197–203.
CAS Статья Google ученый
Хан Х, Логас Дж, Авербак RS.Характеристики спекания нанокристаллического TiO 2 . J Mater Res 1990, 5 : 609–614.
CAS Статья Google ученый
Pookmanee P, Rujijanagul G, Ananta S, et al. Влияние температуры спекания на микроструктуру керамики из титаната висмута-натрия, полученной гидротермальным способом. J Eur Ceram Soc 2004, 24 : 517–520.
CAS Статья Google ученый
Конрад Х.Влияние электрического тока на твердотельные фазовые превращения в металлах. Mat Sci Eng-A 2000, 287 : 227–237.
Артикул Google ученый
Эклунд П., Шридхаран М., Силлассен М., et al. α-Cr 2 O 3 Влияние текстуры шаблона на рост тонкой пленки α-Al 2 O 3 . Тонкие твердые пленки 2008, 516 : 7447–7450.
CAS Статья Google ученый
Gubicza J, Nauyoks S, Balogh L, et al. Влияние температуры и давления спекания на размер кристаллитов и дефектную структуру решетки в нанокристаллическом SiC. J Mater Res 2007, 22 : 1314–1321.
CAS Статья Google ученый
Onn TM, Zhang SY, Arroyo-Ramirez L, et al. Церий с большой площадью поверхности, полученный методом ALD на носителе из Al 2 O 3 . Appl Catal B: Environ 2017, 201 : 430–437.
CAS Статья Google ученый
Tekeli S. Вязкость разрушения ( K IC ), твердость, спекание и рост зерна композитов 8YSCZ / Al 2 O 3 , полученных путем коллоидной обработки. J Сплавы Compd 2005, 391 : 217.224.
CAS Статья Google ученый
Kadleíková M, Breza J, Vesely M.Рамановские спектры синтетического сапфира. Microelectron J 2001, 32 : 955–958.
Артикул Google ученый
Рейес-Лопес С.Ю., Акуна Р.С., Лопес-Хуарес Р., и др. Анализ фазового превращения формиата алюминия Al (O 2 CH) 3 в α-оксид алюминия методами комбинационного рассеяния света и инфракрасной спектроскопии. J Ceram Proc Res 2013, 14 : 627–631.
Google ученый
Mariotto G, Cazzanelli E, Carturan G, et al. Рамановское и рентгеноструктурное исследование гелей бемита и их превращение в α- или β-оксид алюминия. J Solid State Chem 1990, 86 : 263–274.
CAS Статья Google ученый
Gonzalez JA, Mireles J, Lin Y, et al. Характеристика керамических компонентов, изготовленных с использованием аддитивной технологии струйного нанесения связующего. Ceram Int 2016, 42 : 10559–10564.
CAS Статья Google ученый
Су Б, Дхара С., Ван Л. Обработка зеленой керамики: нисходящий подход для быстрого изготовления керамики сложной формы. J Eur Ceram Soc 2008, 28 : 2109–2115.
CAS Статья Google ученый
Игходаро О.Л., Околи О.И., Чжан М., и др. Керамические преформы с двумерными регулярными каналами для изготовления композитов, армированных металлом и керамикой. Int J Appl Ceram Tec 2012, 9 : 421–430.
CAS Статья Google ученый
Ван CJ, Хуанг CY, Wu YC. Двухступенчатое спекание мелкодисперсной керамики из оксида алюминия и циркония. Ceram Int 2009, 35 : 1467–1472.
CAS Статья Google ученый
Хаттаб Р.М., Вахш ММС, Халил Н.М. Получение и определение характеристик пористой керамики из оксида алюминия методом литья с упрочнением крахмала. Ceram Int 2012, 38 : 4723–4728.
CAS Статья Google ученый
Ding SQ, Zeng YP, Jiang DL. Изготовление муллитовой керамики сверхвысокой пористости методом сублимационной сушки в геле. J Am Ceram Soc 2007, 90 : 2276–2279.
CAS Статья Google ученый
Dong YC, Zhou JE, Lin B, et al. Опоры для мембран из пористой муллитовой керамики на минеральной основе, полученные реакционным спеканием, изготовлены из переработанных материалов. J Hazard Mater 2009, 172 : 180–186.
CAS Статья Google ученый
Zhu ZW, Xiao J, He W., et al. Способ литья с обращением фаз для изготовления трубчатых пористых керамических мембран из оксида алюминия. J Eur Ceram Soc 2015, 35 : 3187–3194.
CAS Статья Google ученый
Чанг QB, Ян YL, Zhang XZ, et al. Влияние гранулометрического состава необработанных порошков на гранулометрический состав и прочность на изгиб Al 2 O 3 подложек для мембран микрофильтрации. J Eur Ceram Soc 2014, 34 : 3819–3825.
CAS Статья Google ученый
Миеллер Б. Влияние процедуры испытаний на диэлектрическую пробивную прочность оксида алюминия. J Adv Ceram 2019, 8 : 247–255.
CAS Статья Google ученый
Zou J, Zhong Y, Zhang JZ, et al. Отделение макронапряжений от микронапряжений в Al 2 O 3 Композиты, армированные частицами SiC -15 об.%. Scr Mater 2015, 109 : 84.88.
CAS Статья Google ученый
Стекло FP. Повышение эффективности систем на основе цемента.В Advanced Ceramics III . Sōmiya S, Ed. Издательство Elsevier Science, 1990: 157–161.
Google ученый
Влияние температуры спекания в атмосфере аргона на микроструктуру и свойства сердечников из алюмооксидной керамики, напечатанных на 3D-принтере
Abstract: С помощью стереолитографической 3D-печати получена глиноземная керамика с различными температурами спекания в атмосфере аргона. Исследовано влияние температуры спекания на микроструктуру и физико-механические свойства.Результаты показывают, что средний размер частиц, усадка, насыпная плотность, размер кристаллитов, прочность на изгиб, твердость по Виккерсу и твердость наноиндентирования увеличивались с увеличением температуры спекания, тогда как открытая пористость уменьшалась с увеличением температуры спекания. Не наблюдалось изменений фазового состава, химической связи, атомного соотношения и шероховатости поверхности. Для спеченных образцов усадка в направлении Z намного больше, чем в направлении X или Y. Оптимальная температура спекания в атмосфере аргона 1350 ℃ с усадкой 3.0%, 3,2% и 5,5% в направлениях X, Y и Z соответственно, прочность на изгиб 26,7 МПа, твердость по Виккерсу 198,5 HV, твердость наноиндентирования 33,1 ГПа, насыпная плотность 2,5 г / см³ и открытая пористость 33,8%. Оптимальная температура спекания была на 70 ℃ выше, чем при спекании в атмосфере воздуха, когда были достигнуты аналогичные свойства.
Ключевые слова: температура спекания; атмосфера аргона; глиноземная керамика; микроструктура; стереолитография
1 Введение
Конструкторы и производители лопаток турбины стремятся постоянно улучшать структуру охлаждения и эффективность лопаток, и одной из ключевых технологий является производство керамического сердечника [1,2] .Сердцевины из алюмооксидной керамики обладают хорошей химической стабильностью и сопротивлением ползучести, обеспечивая точность размеров и скорость прохождения направленных столбчатых и монокристаллических полых лопаток со сложной структурой внутренней полости и снижая стоимость производства лопаток [3] . Керамические сердечники на основе оксида алюминия могут выдерживать более высокие рабочие температуры, чем керамические сердечники на основе диоксида кремния, благодаря своей превосходной стойкости к высоким температурам. Тем не менее, существует много проблем в способе формования сердечников из оксида алюминия в практическом производстве, что ограничивает применение сердечников из оксида алюминия [4] .Традиционно сердечники из алюмооксидной керамики изготавливаются методом литья по выплавляемым моделям, что требует длительного производственного цикла с низкой точностью и сложностью процесса [5] .
В последние годы, благодаря развитию технологии 3D-печати в области керамики, она обеспечивает быстрый и точный метод подготовки сложных керамических деталей [6–9] . Однако керамические компоненты, изготовленные с использованием стереолитографической технологии 3D-печати, обычно имеют более высокую усадку и легко растрескиваются [10] .Chen et al. [11] подготовил керамические детали из кордиерита со степенью усадки 33,7–60,8% с использованием метода 3D-печати на основе стереолитографии и обнаружил, что на различных поверхностях отпечатанных образцов проявляются отчетливые особенности трещин. Лю и др. [12] изготовил керамику на основе диоксида циркония с помощью стереолитографии с усадкой 20,0–22,4% для спеченных образцов. He et al. [13] изготовил детали сложной формы из циркониевой керамики с помощью стереолитографии с усадкой 35.3%. Хотя было проведено множество исследований для улучшения технологии 3D-печати, усадка керамики все еще очень велика.
За исключением деформации, вызванной чрезмерной усадкой, керамические сердечники из оксида алюминия должны удовлетворять требованиям по открытой пористости и прочности на изгиб. Поскольку керамические сердечники необходимо удалить, их открытая пористость должна быть более 30%. При изготовлении полых лопаток турбины керамические сердечники должны выдерживать определенное количество ударов; следовательно, его прочность на изгиб должна быть более 20 МПа [14–19] .
Так как скорость диффузии аргона была немного ниже, чем у кислорода, процесс спекания несколько отличался от спекания в атмосфере воздуха [20–22] . Бен Айед и др. [23] сообщил, что использование аргона в качестве атмосферы для спекания помогает поддерживать плотность спеченных тел на самом высоком уровне при гораздо более высоких температурах. Mandal et al. [24] сообщил, что потеря массы композита SiC – γ-AlON была выше при спекании в аргоне, чем в азоте.Мулла и Крстич [25] сообщили, что атмосфера аргона превышает скорость уплотнения β-SiC с добавками Al 2 O 3 . Поскольку спекание может определять микроструктуру керамики, это исследование направлено на оптимизацию процесса спекания для контроля физических и механических свойств керамики. При спекании в разных атмосферах газы, присутствующие в порах керамики, различны, и их скорость диффузии также различна, вызывая разный рост частиц [26–28] , который может изменить свойства спеченной керамики.Поэтому в данном исследовании была использована атмосфера аргона для оценки влияния температуры спекания на микроструктуру и механические свойства керамики из оксида алюминия, напечатанной на 3D-принтере. Для анализа и оценки спеченной керамики из оксида алюминия использовались несколько методов определения характеристик и испытаний.
2 Экспериментальная
2. 1 Изготовление сырых тел из глинозема
3D-принтер (AutoceraM, Beijing Ten Dimensions Technology Co., Ltd., Китай), оснащенный светодиодным источником света с длиной волны 405 нм, использовался для печати зеленых тел из оксида алюминия (50 мм × 4 мм × 3 мм).Во время печати энергия воздействия составляла 10 мВт / см², время воздействия одного слоя составляло 10 с, а толщина слоя составляла 0,1 мм. Для приготовления керамических суспензий порошки оксида алюминия (AW-SF, Henan Hecheng Inorganic New Material Co., Ltd., Китай) сушили при 200 ° C в течение 5 ч в печи с дутьевым воздухом. Керамическую суспензию готовили следующим образом: 495 г порошка Al2O3 медленно добавляли к 100 г светочувствительной смолы (Al100-1, Beijing Ten Dimensions Technology Co., Ltd., Китай) и реакционную смесь интенсивно перемешивали.После равномерного перемешивания суспензий его измельчали в шаровой мельнице в течение 2 часов с использованием планетарной мельницы со скоростью 400 об / мин. Затем суспензии подвергали вакуумному пенообразованию в течение 10 минут с получением суспензии глиноземной керамики.
2. 2 Процессы удаления связующего и спекания
Сырые тела прошли очистку от связки и предварительное спекание в муфельной печи (Hefei Ke Jing Materials Technology Co., Ltd., Китай). Сначала образцы нагревали до 200 ° C со скоростью нагрева 2 ° C / мин. Во-вторых, образцы нагревали до 550 ℃ со скоростью нагрева 1 ℃ / мин и выдерживали в течение 2 часов.В-третьих, образцы нагревали до 1000 ℃ со скоростью нагрева 5 ℃ / мин и выдерживали в течение 2 часов. Наконец, образцы охлаждали до 600 ° C со скоростью нагрева 5 ° C / мин и затем подвергали охлаждению в печи. Эти процессы проводились в воздушной атмосфере. Профиль удаления вяжущего и предварительного спекания показан на рис. 1 (а).
Рис. 1 (а) процессы удаления связующего, предварительного спекания и (б) спекания сырых тел.
Затем образцы были перенесены в трубчатую печь (Hefei Ke Jing Materials Technology Co., Ltd., Китай). Сначала образцы нагревали до 200 ° C со скоростью нагрева 2 ° C / мин. Во-вторых, образцы нагревали до 550 ℃ со скоростью нагрева 1 ℃ / мин и выдерживали в течение 2 часов. В-третьих, образцы нагревали до целевой температуры T (T = 1150, 1200, 1250, 1300, 1350 ℃) со скоростью нагрева 5 ℃ / мин и выдерживали в течение 2 часов. Наконец, образцы охлаждали до 600 ° C со скоростью нагрева 5 ° C / мин и затем подвергали охлаждению в печи. Эти процессы проводились в атмосфере аргона.Профиль спекания показан на рис. 1 (б). Образцы были обозначены как S (T), а T = 1150, 1200, 1250, 1300, 1350 ℃.
2. 3 Характеристика
рентгенограмм записывали с использованием рентгеновского дифрактометра Bruker D8 FOCUS (Bruker Corporation, Германия), снабженного излучением Cu Kα. Угол дифракции 2θ сканировали от 10 ° до 90 °. Напряжение 40 кВ, ток генератора 30 мА. Скорость сканирования составляла 0,02 (°) / с на шаг. Размер кристаллитов оксида алюминия рассчитывали с использованием уравнения Шеррера по пику при 2θ = 35.3 ° следующим образом [29] .
, где d – средний размер кристаллитов оксида алюминия (нм), K – постоянная Шеррера (0,89 в данном случае), λ – длина волны рентгеновского излучения (0,154056 нм), а B – ширина пика на половине высоты оксида алюминия. .
Рамановские спектры образцов были измерены с использованием системы конфокального рамановского микроскопа (Alpha300R, WITec) с лазерным источником 532 нм, мощностью 50 мВт и шириной щели 50 мкм. Рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию (XPS) проводили с использованием фотоэлектронного спектрометра Axis Supra (Shimadzu).Изображения, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), были получены от Helios G4 CX (FEI Corporation). Изображения просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) были получены от Tecnai G2 F20 (FEI Corporation). Для определения распределения элементов также был проведен анализ энергетического спектра (EDS).
Насыпную плотность спеченных образцов измеряли по методу Архимеда [30] . Точность весов – 0,0001 г (Mettler Toledo, Швейцария).
Прочность на изгиб спеченных образцов была проверена на электронной универсальной испытательной машине (CMT4304, SUNS, Китай) с использованием метода трехточечного изгиба [31] .Скорость нагружения 0,5 мм / мин, пролет 30 мм.
Шероховатость поверхности образца была измерена с помощью атомно-силовой микроскопии (Dimension Icon, Bruker, США), жесткость пружины составила 0,40 Н / м [32] .
Тест наноиндентирования проводили с использованием прибора для нано-теста (TI980, Hysitron, США). Испытание на статическое вдавливание проводилось при комнатной температуре. Сначала головка приближается к поверхности образца со скоростью 2 мН / с, и после контакта с образцом она нагружается с максимальной нагрузкой 10 мН за 5 с и разгружается за 5 с после достижения максимальной выдерживаемой нагрузки. на 2 с.Кривая нагрузка-смещение записывалась с помощью подключенного компьютера в течение всего испытания, и для каждого образца [33] были проверены пять точек.
Испытание твердости по Виккерсу проводили с использованием автоматического микро- / макро-теста твердости (LM248AT, LECO, США). Нагрузка составляла 1000 г, выдержка – 15 с, для каждого образца было проверено пять точек.
3 Результаты и обсуждение
3. 1 Микроструктура и состав
Микроструктура, наблюдаемая с помощью СЭМ, показана на рис.2. Результаты показывают, что все образцы, спеченные при разных температурах, показали расслоение. В образцах, спеченных при 1300 ℃, наблюдались трещины, размер трещин составил 4,5 мкм. Расстояние между слоями различных образцов показано на рис. 3, что указывает на то, что расстояние между слоями сначала уменьшается, а затем увеличивается с увеличением температуры спекания в аргоне. Поскольку образцы были изготовлены с использованием метода формирования 3D-печати, сила связывания частиц оксида алюминия в плоскости X – Y отличается от таковой в направлении Z.После удаления связующего и спекания слабая сила связывания частиц оксида алюминия в направлении Z показывает расстояние между слоями. Движущая сила спекания очень мала при спекании при 1150 ℃, что приводит к слабой связывающей силе частиц оксида алюминия. Это привело к относительно большему расстоянию между слоями спеченной керамики из оксида алюминия. Когда температура спекания была увеличена до 1200 ℃, увеличенная движущая сила спекания способствовала соединению слоев вместе, таким образом уменьшая расстояние между слоями. Однако по мере того, как температура спекания продолжала повышаться, процесс уплотнения будет способствовать усадке спеченной керамики из оксида алюминия, таким образом увеличивая расстояние между слоями.В диапазоне 1200–1350 ℃ расстояние между слоями увеличивалось с увеличением температуры спекания. Более высокая температура спекания способствует процессу усадки спеченной керамики. Расстояние между частицами между соседними слоями увеличивается с увеличением температуры спекания, что проявляется в явлении увеличения расстояния между слоями. Явление послойности существовало и в плотной керамике из оксида алюминия, изготовленной методом стереолитографии. Schwentenwein and Homa [34] спеченная керамика на основе оксида алюминия при 1600 ℃, полученная с использованием стереолитографии, и обнаружили, что на внешней стороне изготовленных объектов канавки от границ слоев существуют на микроскопическом уровне.
Рис. 2 Спеченные образцы, наблюдаемые с помощью SEM при (а) 1150, (б) 1200, (в) 1250, (г) 1300 и (д) 1350 ℃,
Рис. 3 Тенденция изменения расстояния между слоями, спеченными при разных температурах.
Микроструктура керамики из оксида алюминия, спеченной при различных температурах, показана на рис. 4. В каждом образце наблюдались соединенные границы, несвязанные границы и поры, что указывает на наличие большого количества пустот в керамике из оксида алюминия.Поскольку сырые тела состояли из порошков светочувствительной смолы и оксида алюминия, светочувствительная смола улетучивалась во время удаления связующего [35] , впоследствии образуя пустоты из-за удаления светочувствительной смолы. Затем большое количество порошков оксида алюминия соединяется вместе за счет спекания. Средний размер частиц керамики из оксида алюминия, спеченной при различных температурах, показан на фиг. 5, что указывает на то, что средний размер частиц увеличивается с увеличением температуры спекания, т.е.е. более высокая температура спекания будет способствовать росту частиц. Это обычное явление, наблюдаемое в других керамических изделиях, Hahn et al. [36] контролировал рост зерна спеченного TiO2 с помощью XRD и SEM и обнаружил, что рост зерна начинается при 600 ℃ и быстро ускоряется при 1000 ℃. Pookmanee et al. [37] исследовал микроструктуру керамики из титаната натрия и обнаружил, что средний размер частиц значительно увеличивается с увеличением температуры спекания, тогда как средний размер частиц равен 0.7, 1,6, 3,0–8,0 мкм при температуре спекания 800, 900, 1000 ℃ соответственно. Повышение температуры спекания, приводящее к увеличению размера частиц, можно объяснить с помощью уравнения. (2), показывающий зависимость диффузии от температуры спекания [38]. Повышенная температура приводит к увеличению коэффициента диффузии, что приводит к росту частиц.
Рис. 4 СЭМ-изображения образцов, спеченных при различных температурах: (а) 1150, (б) 1200, (в) 1250, (г) 1300 и (д) 1350 ℃.
Рис. 5 Средний размер частиц глиноземной керамики, спеченной при различных температурах.
, где D – коэффициент диффузии, D 0 – постоянная диффузии, Q – энергия активации, R – постоянная Больцмана, а T – температура испытательной среды.
Путем объединения результатов прочности на изгиб, описанных в последней части, температура спекания должна быть 1350 ℃. Затем микроморфология образцов, спеченных при 1350 ℃, полученных с помощью ПЭМ, показана на рис.6. Изображения ПЭМ (рис. 6 (а) и 6 (б)) показывают наличие пор в спеченных образцах, и некоторые частицы были соединены вместе. Кайма решетки (рис. 6 (c)) алюмооксидной керамики показана на изображении просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM), а шаг решетки составляет 0,155 нм, что соответствует кристаллографической плоскости (211) α-оксида алюминия. Электронограмма с выбранным участком (рис. 6 (d)) показывает, что спеченная керамика из оксида алюминия имеет монокристаллическую структуру. Распределение элементов, полученное из изображений ПЭМ спеченных образцов при температуре 1350 ° C, показано на рис.7. Изображения элементарного распределения (рис. 7 (b) и 7 (c)) показывают равномерное распределение Al и O. Распределение C (рис. 7 (d)) имеет форму медной сетки микроскопа, используемой для приготовления образцы ПЭМ. Кривая EDS (рис. 7 (e)) показывает, что основными элементами в образцах являются Al и O. Хотя в процессе спекания не хватало кислорода, в образце был обнаружен O. Этот O мог возникнуть из Al 2 O 3 ; процесс удаления связующего приведет к появлению некоторых атомов O. Образец состоял из оксида алюминия, который содержал O и Al.Хотя атмосфера для спекания была аргоном, после процесса спекания в образце должен быть O. Следовательно, элемент O должен быть обнаружен, и пик кислорода можно увидеть на рис. 7 (e).
Рис. 6 ПЭМ-изображения спеченных образцов при температуре 1350 ℃: (а) ПЭМ-изображение, (б) ПЭМ-изображение, (в) изображение ПЭМВР и (г) электронограмма в выбранной области.
Рис. 7 Распределение элементов, полученное из изображений ПЭМ спеченных образцов 1350 ℃: (a) изображение HAADF, (b) распределение элемента Al, (c) распределение элемента O, (d) распределение элемента C, и (e) Кривая EDS.
Результаты XRD керамики из оксида алюминия, спеченной при различных температурах, показаны на рис. 8 (а). Пики различных образцов расположены при 25,6 °, 35,1 °, 37,8 °, 41,7 °, 43,4 °, 46,2 °, 52,6 °, 57,5 °, 59,8 °, 61,2 °, 66,5 °, 68,2 °, 70,4 °, 74,3 °, 77,2 °, 80,7 °, 84,4 ° и 86,4 °, принадлежащие (012), (104), (110), (006), (113), (202), (024), (116), (211) , (122), (214), (300), (125), (208), (119), (220), (223) и (312) кристаллографические плоскости (PDF # 65-3103) соответственно [39 ]. Рисунок 8 (b) показывает тенденцию изменения размера кристаллитов глиноземной керамики в зависимости от температуры спекания.Результаты показывают, что размер кристаллитов увеличился с 48,2 до 63,4 нм при повышении температуры спекания с 1150 до 1350 ℃. Относительно более высокая температура спекания будет способствовать увеличению размера кристаллитов спеченных керамических образцов. Это явление наблюдалось и в неоксидной керамике, например, Gubicza et al. [40] обнаружил, что более высокая температура спекания способствует росту размера кристаллитов SiC-керамики, и размер кристаллитов был определен в зависимости от температуры спекания.
Согласно эмпирической формуле, показанной в формуле. (3) размер кристаллитов будет увеличиваться с повышением температуры [41,42] . Температура спекания была введена в формулу, и результаты показаны на рис. 9. Это указывает на то, что размер кристаллитов будет увеличиваться с увеличением температуры спекания, что согласуется с результатами, показанными на рис. 8.
Рис. 8 Результаты XRD керамики из оксида алюминия, спеченной при различных температурах: (a) кривые XRD и (b) размер кристаллитов.
Рис. 9 Изменение размера кристаллитов глиноземной керамики, спеченной при различных температурах.
где d – размер кристаллита после роста (нм), d 0 – начальный размер кристаллита (нм), k и t – физические константы, относящиеся к конкретным материалам, R – универсальная газовая постоянная, Q – энергия активации, n – константа для данного механизма роста зерна.
Рамановские спектры спеченных образцов представлены на рис.10. Пики образцов, спеченных при различных температурах в аргоне, расположены при 378, 418, 432, 451, 578, 645 и 751 см –1 соответственно, что указывает на принадлежность образцов к α-оксиду алюминия [43– 45] .
Рис. 10 Рамановские спектры алюмооксидной керамики, спеченной при различных температурах.
Кривые РФЭС глиноземной керамики, спеченной при различных температурах в аргоне, показаны на рис. 11. Пики, расположенные при 529, 117 и 72 эВ, представляют O 1s, Al 2s и Al 2p соответственно.Результаты показывают, что температура спекания незначительно влияет на состояние химических связей. Атомные отношения, полученные с помощью XPS керамики из оксида алюминия, спеченной при различных температурах, показаны в таблице 1. Это указывает на то, что содержание элементов в различных образцах в основном одинаково, и температура не влияет на состав и содержание каждого элемента. Однако соотношение O: Al было почти 1: 1, что указывает на более низкое содержание O для Al 2 O 3 . Вероятно, это связано с недостатком кислорода во время спекания; Атмосфера аргона может снизить содержание атомов O в образцах.
Рис. 11 Кривые РФЭС глиноземной керамики, спеченной при различных температурах.
Таблица 1 Атомное соотношение (РФЭС) образцов, спеченных при различных температурах
3. 2 Физические свойства
Усадка керамики из оксида алюминия, спеченной при различных температурах, показана на рис. 12. Результаты показывают, что усадка увеличивается с увеличением температуры спекания. Усадка в направлении X увеличилась с 0,5% до 3.0% при повышении температуры спекания с 1150 до 1350 ℃; усадка в направлении Y увеличилась с 0,7% до 3,2% при повышении температуры спекания с 1150 до 1350 ℃; усадка в направлении Z увеличилась с 1,6% до 5,5% при повышении температуры спекания с 1150 до 1350 ℃. Эти результаты показывают, что усадка в направлении Z значительно больше, чем усадка в направлениях X или Y, тогда как усадка в направлении Y немного больше, чем усадка в направлении X.Это было вызвано характеристикой послойного формования, полученной из технологии 3D-печати на основе стереолитографии, что является обычным явлением в спеченной керамике. Явление усадки существовало в большинстве спеченных керамических изделий. Gonzalez et al. [46] изготовил керамику из оксида алюминия с усадкой 8,75% в направлении X, 10,92% в направлении Y и 15,37% в направлении Z. He et al. [13] изготовил керамические детали из диоксида циркония с усадкой 35,26% и полагал, что образцы с разными размерами и формой будут демонстрировать разную степень усадки.Su et al. [47] изготовил керамику из оксида алюминия с усадкой при спекании 12,0%, 15,1% и 21,4% в направлениях X, Y и Z, соответственно, и полагал, что усадка в направлении Z была наибольшей из-за «трения – свободное »состояние зеленой керамики при спекании. Никаких ограничений, препятствующих усадке при спекании в направлении Z, не было. Однако в направлении X – Y ограничение трения между сырьевыми телами и пористым отвердителем может привести к механическому эффекту блокировки и препятствовать свободной усадке и перемещению между сырьевыми телами и затвердевшими материалами на стадии спекания.Это привело к гораздо большей усадке в направлении Z, чем в направлениях X или Y [48] .
Рис. 12 Усадка алюмооксидной керамики, спеченной при различных температурах.
Насыпная плотность и открытая пористость образцов, спеченных при различных температурах, показаны на рис. 13. Насыпная плотность увеличивалась с увеличением температуры спекания, тогда как открытая пористость уменьшалась с повышением температуры спекания. Насыпная плотность увеличилась с 2,3 до 2,5 г / см³, а открытая пористость уменьшилась с 39.От 0% до 33,8% при повышении температуры спекания с 1150 до 1350 ℃. Это явление указывает на то, что температура спекания существенно влияет на насыпную плотность и открытую пористость керамики из оксида алюминия. Во время спекания более высокая температура спекания может способствовать уплотнению керамики из оксида алюминия наряду с миграцией частиц, перегруппировкой и усадкой, что приводит к изменению объемной плотности и открытой пористости. Согласно Wang et al. [49] , объемная плотность керамики из оксида алюминия и диоксида циркония быстро увеличивается с увеличением температуры спекания из-за ее высокой скорости уплотнения; они пришли к выводу, что поверхностная диффузия считается неблагоприятной для процесса уплотнения.Хаттаб и др. [50] обнаружил, что насыпная плотность керамики из оксида алюминия зависит от температуры спекания, а повышение температуры усиливает спекание образцов, а также каждого зерна оксида алюминия рядом с другими, что приводит к уменьшению расстояния между зернами оксида алюминия и оксидом алюминия. рост зерна. Затем открытая пористость уменьшилась. Ding et al. [51] подготовил пористую муллитовую (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ) керамику и обнаружил, что открытая пористость уменьшается, а объемная плотность увеличивается с повышением температуры спекания из-за усиления вязкой текучести SiO 2 .Однако в некоторых изделиях из керамики наблюдается обратное явление. Донг и др. [52] подготовил муллитовую керамику на минеральной основе и обнаружил, что объемная плотность уменьшается с повышением температуры спекания, потому что уникальное саморасширение произошло между 1326 и 1477 ℃. Открытая пористость увеличивается с повышением температуры спекания, что свидетельствует о важном влиянии саморасширения при спекании на микроструктуру.
Рис. 13 Объемная плотность и открытая пористость образцов, спеченных при различных температурах.
3. 3 Механические свойства
Механические свойства образцов, спеченных при различных температурах, показаны на рис. 14, включая прочность на изгиб, твердость по Виккерсу, кривые нагрузка-смещение и твердость по наноиндентированию. Рисунок 14 (а) показывает, что прочность на изгиб увеличилась с 5,8 до 26,7 МПа, когда температура спекания увеличилась с 1200 до 1350 ℃. Рисунки 14 (b) –14 (d) показывают, что твердость по Виккерсу увеличилась с 107,9 до 198,5 HV, а твердость, полученная при испытании на наноиндентирование, увеличилась с 13.От 4 до 33,1 ГПа при повышении температуры спекания с 1150 до 1350 ℃. Эти результаты показывают, что прочность на изгиб и твердость керамики из оксида алюминия возрастают с увеличением температуры спекания в диапазоне 1150–1350 ℃. По данным Zhu et al. [53] , прочность на изгиб пористого оксида алюминия увеличивается с увеличением температуры спекания. Прочность на изгиб пористой керамики зависит от площадей спекания между зернами и количества горловин спекания [54–56] .Наряду с повышением температуры спекания стимулируется рост шейки спекания и уплотнение при спекании, повышая прочность на изгиб и уменьшая пористость.
Рис. 14 Механические свойства образцов, спеченных при различных температурах спекания: (а) прочность на изгиб, (б) твердость по Виккерсу, (в) кривые нагрузка-смещение, полученные при испытаниях наноиндентирования, и (г) твердость, полученная в результате испытаний наноиндентирования.
Рис. 15 Изменение прочности при открытой пористости.
Согласно уравнению Рискевича [57] , показанному ниже, прочность керамики на изгиб уменьшается с увеличением пористости.
σ = σ 0 exp (-αp) （4）
где σ – прочность (МПа), σexp (-p), σ 0 – прочность пористости при 0 (МПа), p – пористость (%), α – константа прочности на изгиб. . Подставив значение пористости, полученное на рис. 13, в уравнение. (4) результаты показаны на рис.15.Прочность на изгиб увеличивалась с уменьшением открытой пористости, тогда как открытая пористость уменьшалась с увеличением температуры спекания. Затем прочность на изгиб увеличивалась с увеличением температуры спекания, что согласуется с результатами, показанными на рис. 14 (а). Твердость глиноземной керамики в основном зависит от кристаллической структуры и микроструктуры глиноземной керамики. Тенденция к изменению твердости аналогична прочности на изгиб, в основном в зависимости от температуры спекания.
4 Выводы
Было оценено влияние температуры спекания в атмосфере аргона на микроструктуру и физико-механические свойства керамики из оксида алюминия, напечатанной на 3D-принтере, с целью применения керамики из оксида алюминия при изготовлении сердечника из керамики из оксида алюминия. Результаты показывают, что средний размер частиц, усадка, насыпная плотность, размер кристаллитов, прочность на изгиб, твердость по Виккерсу и твердость наноиндентирования увеличивались с увеличением температуры спекания.Открытая пористость уменьшалась с повышением температуры спекания. Температура спекания незначительно влияет на фазовый состав, химическую связь и атомное соотношение. Образцы состоят из слоев, и усадка в направлении Z намного больше, чем в направлениях X или Y, из-за метода послойного формирования. 1350 ℃ считается оптимальной температурой спекания в атмосфере аргона с усадкой 3,0% в направлении X, 3,2% в направлении Y и 5,5% в направлении Z, прочность на изгиб 26.7 МПа, твердость по Виккерсу 198,5 HV, твердость по наноиндентированию 33,1 ГПа, насыпная плотность 2,5 г / см³, открытая пористость 33,8%. Керамика из оксида алюминия, напечатанная на 3D-принтере, спеченная при 1350 ℃ в атмосфере аргона, удовлетворяет требованиям, предъявляемым к сердечникам из глиноземной керамики.
Ссылки: опущены
Китай оптовые производители керамических сопел из глинозема и аргона, поставщики – Прямая оптовая продажа с фабрики
Благодаря безупречному обслуживанию и достаточным поставкам наша компания имеет репутацию в производстве керамических жерновов из глиноземной керамики, керамических круглых держателей штифтов, ручных кофемолок для глинозема.Наша компания оснащена полной командой профессионалов в области исследований и разработок, производства, инспекции и продаж, которые всегда нацелены на рыночные тенденции, чтобы гарантировать высокую конкурентоспособность продукции на рынке. Мы хотели бы установить долгосрочные отношения и дружбу с каждым клиентом со всего мира на основе взаимной выгоды. Наша бизнес-философия заключается в повышении ценности развития клиентов и сотрудников компании.Описание:
Al 2 O 3 Керамическая форсунка для распыления глинозема для сварочной горелки Tig Углеродная керамическая форсунка с воздушным распылением.Все корпуса из оксида алюминия обладают очень хорошими механическими свойствами, такими как твердость и прочность на сжатие. Они также хорошо выдерживают жесткие условия, такие как кислотная коррозия, участки с высоким износом и истирание при скольжении. Они также обладают очень хорошими электроизоляционными свойствами и очень специфическими показателями теплопроводности и теплового расширения.
Краткие сведения
Место происхождения: Цзянсу, Китай
Тип: керамическое сырье
Применение: промышленная керамика
Материал: глинозем керамический, 95 глинозем
Номер модели: керамическое сопло
Фирменное наименование: Tianyun керамический
Форма: нестандартная
Применение: Промышленное использование
Название: Керамическое сопло
Размер: Индивидуальный размер
Упаковка: деревянный ящик
Цвет: фуксия
Характеристика: изоляция
Преимущество: стабильная
Преимущества продукта :
1.Керамика из глинозема является наиболее универсальной из современной технической керамики, более прочной, чем традиционная керамика.
2. Химически инертен – отличная коррозионная стойкость.
3. Превосходные электроизоляторы даже при очень высоких температурах.
4. Чрезвычайно твердый – отличная стойкость к истиранию.
5. Практически не изменяются при 1000 ° C, пригодны для использования до 1700 °.
Наше предприятие стремилось создать чрезвычайно эффективную и стабильную команду и исследовало эффективную превосходную систему управления для оптовых керамических форсунок из глинозема и аргона.С тех пор, как были представлены зарубежные авангардные технологии и ремесло, а также сформировалась мощная система технической поддержки, она придала импульс нашему развитию. Наши изделия отличаются высоким качеством, привлекательной ценой, достаточным объемом поставок и безупречным сервисом.
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Монитор кислорода, азотный дьюар, безопасность, бак с азотом, гелий, аргон
Жидкий азот используется в широком спектре отраслей, от сталелитейной и фармацевтической до здравоохранения и керамики.Инертный газ также используется в лабораториях, пивоварнях, кулинарии и т. Д. Где бы ни использовался жидкий азот, он должен храниться надежно, чтобы не смешиваться с воздухом. Узнайте, почему необходимо так тщательно сдерживать азот, и где и как хранится газ N 2 .
Резервуар для хранения азота наливом
Жидкий азот хранится в резервуаре с азотом, также известном как азотный дьюар. Азотные дьюары существуют везде, где используется азот, в том числе в:
- Лаборатории
- Исследовательские университеты
- Рестораны, бары и отели
- Морозильные камеры
- Больницы
- Оборудование для мгновенной заморозки
- Пищевые предприятия
- Криотерапевтическое оборудование
- Производственные предприятия
Азотный дьюар оснащен вакуумной пробкой, которая защищает вещество внутри и предотвращает выкипание азота.Дьюары должны иметь клапаны сброса давления, чтобы предотвратить взрыв резервуара с азотом, который может произойти при повышении давления внутри резервуара. Поскольку жидкий азот испаряется при комнатной температуре, очень важно, чтобы резервуар всегда оставался герметичным.
Азот и другие присадочные газы, включая аргон, вытесняют воздух, когда они выбрасываются в окружающую среду. По мере вытеснения кислорода воздух становится дефицитным. Вдыхание воздуха с дефицитом кислорода вызывает респираторный дистресс и смерть от удушья.Поскольку азот не имеет цвета и запаха, невозможно определить утечку, если вы не используете кислородный монитор, который измеряет уровни кислорода.
Учитывая риски, связанные с материалом, баллоны с азотом должны храниться и транспортироваться безопасно и надежно. Рабочие должны сбросить давление перед транспортировкой цистерн, например, чтобы снизить риск несчастных случаев во время транспортировки.
В месте хранения азота должна быть установлена прочная система вентиляции, чтобы можно было удалить улетучивающийся азот, а свежий воздух должен циркулировать в складское помещение несколько раз в час.
Другие меры безопасности включают проверку соответствия фитингов, использование перчаток, чтобы азот не сжигал кожу, и никогда не заполнять сосуды Дьюара более чем на 80 процентов.
Хотя жидкий азот может быть перенесен из резервуара с азотом в резервуар меньшего размера для использования в малых масштабах, его следует переносить только в утвержденный контейнер. Если вы воспользуетесь неправильным контейнером, он может разбиться, что приведет к утечке азота в воздух и уменьшению количества доступного кислорода.
Везде, где азот хранится или используется, знаки, предупреждающие о рисках, связанных с материалом, должны быть вывешены в качестве предупреждения для сотрудников.При работе с азотом персонал должен носить защитные очки, криогенные перчатки и другое защитное оборудование.
Любой, кто имеет дело с газом или работает с ним, должен быть обучен безопасному использованию, хранению и обращению с баллонами с азотом. Клапаны, датчики и другие компоненты резервуара для хранения азота следует регулярно проверять на безопасность и заменять всякий раз, когда вы заметите износ.
Зачем нужен кислородный монитор для хранения азота
Размещая кислородный монитор везде, где используется азот, вы можете защитить безопасность рабочих и предотвратить травмы или смертельный исход на месте.Кислородные мониторы постоянно измеряют уровни кислорода в комнате, чтобы убедиться, что уровень кислорода находится в допустимых пределах. Если газообразный азот вытечет из дьюара, уровень кислорода в окружающей среде начнет падать, так как воздух вытесняется азотом.
Когда уровень кислорода упадет до порогового значения, установленного OSHA, которое составляет 19,5 процента, монитор дефицита кислорода подаст звуковой сигнал и подаст сигнал тревоги, чтобы уведомить рабочих на объекте. Персонал может выйти из помещения до того, как он начнет испытывать неблагоприятные последствия пребывания в атмосфере с дефицитом кислорода, а затем позвонить в службу 911, чтобы сотрудники службы экстренной помощи могли отреагировать на угрозу.
PureAire предлагает надежный монитор дефицита кислорода, способный выдерживать низкие температуры -40 по Цельсию. После установки кислородный монитор работает по назначению более 10 лет без ежегодного обслуживания или калибровки. Сверхгромкий сигнал тревоги слышен по всему помещению, а мигающий свет обеспечивает вторичное оповещение для сотрудников. Устройство легко крепится на стене с помощью кронштейнов и имеет 3-летнюю гарантию. Узнайте больше о кислородных мониторах PureAire на сайте www.pureairemonitoring.com.
Встраивание двумерного графенового массива в керамическую матрицу
ВВЕДЕНИЕ
В последнее десятилетие открытие графена вызвало во всем мире интерес к его исключительной физике и свойствам ( 1 , 2 ). Хотя графен обладает превосходными механическими свойствами и электропроводностью, поиск «убийственного приложения» для графена все еще продолжается ( 3 ). Одно из основных перспективных направлений – создание композитов, в которых в качестве наполнителей используется графен ( 4 ); графеновые слои пространственно изолированы и, возможно, могут сохранять свое двумерное (2D) состояние, и, таким образом, впечатляющие свойства графеновых слоев могут быть получены в больших количествах.Между тем композиты механически упрочняются графеновыми наполнителями, а также наделены многофункциональными, такими как тепловые, электрические, защитные свойства и т. Д. ( 1 , 5 , 6 ). Однако в области композитов, армированных графеном, пока не наблюдается значительного прогресса, в основном по следующим трем причинам. (i) Цена на графен все еще слишком высока, чтобы быть доступной для промышленных приложений; (ii) контролируемая дисперсия и ориентация графеновых слоев в композитах чрезвычайно трудны, поскольку между 2D-графеном существует сильная сила Ван-дер-Ваальса, приводящая к агломератам в матрице; и (iii) отсутствие связи между графеновым наполнителем и матрицей приводит к низкой эффективности передачи нагрузки, что приводит к ухудшению механических свойств ( 5 ).
Несмотря на то, что имеется много сообщений о композитах с полимерными и металлическими матрицами, композиты с керамической матрицей, содержащие графеновые наполнители, начали появляться нерешительно несколько лет назад ( 7 ) из-за чрезвычайных сложностей обработки. Изолирующая, жесткая и химически инертная керамика с высокой температурой плавления могла бы стать уникальной матрицей для графеновых наполнителей, чтобы получить доступ к их 2D-состоянию и максимизировать свои внутренние свойства в различных суровых условиях, если бы графеновые слои могли быть хорошо диспергированы и ориентированы ( 8 ).В этой статье мы предложили универсальную и тонкую стратегию равномерного диспергирования и сборки двумерного графенового массива в керамическую матрицу. Полностью отличается от традиционной обработки, мы не сначала производим графен, а начинаем с обычного и дешевого промышленного сырья – расширяемого графита. Обработка его в микроволновой печи увеличивает межслоевые промежутки между слоями графена. Жидкий предшественник керамики может быть внедрен в межслоевое пространство под вакуумом с помощью органического связующего агента.Таким образом, слои керамики и графена могут быть альтернативно смешаны и уложены на молекулярном уровне, что в конечном итоге приводит к композитам с однородно диспергированными и упорядоченными выровненными слоями графена. Сильная связь между матрицей и наполнителем также была обнаружена в результате использования связующего агента, что приводит к эффективной передаче нагрузки и отличным механическим свойствам.
Чтобы продемонстрировать характеристики этого неизученного композитного материала керамика / графен, мы изучаем их трибологические свойства. В связи с растущим спросом в области трибологии керамика демонстрирует большой потенциал в промышленности благодаря высокому модулю упругости, твердости, высокой прочности на сжатие, низкой плотности и химической инертности по сравнению с обычными металлическими деталями ( 9 ).Сюда входят керамические подшипники, режущие инструменты, экструзионные матрицы, клапаны, уплотнительные кольца, гильзы цилиндров и т. Д. В частности, керамика может быть лучшим подходящим материалом в тех трибологических применениях, где требуются высокие нагрузки и точность, или в агрессивных средах, таких как турбонасос в космосе. двигатель, полная замена коленного сустава и замена тазобедренного сустава в биомедицинской инженерии ( 9 ). Однако применение керамики сильно ограничено из-за ее внутренней хрупкости, которая приводит не только к высокому коэффициенту трения из-за образования микротрещин под напряжением, но и к катастрофическому разрушению или разрушению в процессе эксплуатации.Здесь, за счет включения упорядоченного массива графена, мы снижаем коэффициент трения керамики до беспрецедентно низкого значения, что открывает новые возможности в приложениях трибологии. Мы также добиваемся стабильного распространения трещин в этой керамике, что может предотвратить катастрофические поломки при эксплуатации. Кроме того, керамика демонстрирует самосмазывающиеся свойства, что особенно интересно в вакууме или авиакосмической промышленности, где нельзя применять органические смазочные материалы.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Стратегия обработки 2D графенового массива / керамических композитов
Включение графена в керамическую матрицу оказывается особенно трудным, поскольку он должен быть совместим с существующей технологией обработки керамики, которая требует процесса высокотемпературного спекания для уплотнения.Традиционные методы всегда начинаются с коммерческого или самодельного графенового порошка или суспензии, стоимость которых все еще слишком высока, чтобы позволить себе их сейчас в промышленности. Порошок или суспензия графена сначала смешивают с керамическим порошком, коллоидными суспензиями или золь-гелевым предшественником, а затем уплотняют спеканием. В этом процессе графеновые наполнители всегда агломерируются вместе в результате силового взаимодействия Ван-дер-Ваальса между ними, которые становятся крупномасштабными дефектами в керамической матрице и ухудшают механические свойства.В этой статье мы предлагаем легкий, простой и управляемый подход к встраиванию двумерного графенового массива в керамическую матрицу (рис. 1; см. Подробности в материалах и методах и рис. S1 для получения дополнительной информации). В отличие от тех традиционных методов, в которых в качестве сырья используется графен, мы начинаем с широко продаваемого продукта – расширяемого графита. Во-первых, мы превратили расширяемый графит в расширенный графит (EG) с помощью микроволнового нагрева; при этом межслоевые промежутки между слоями графена расширяются в десятки и сотни раз в направлении, перпендикулярном базисной плоскости графита.Жидкий керамический предшественник вводили в межслоевое пространство под вакуумом с помощью органического связующего агента (Силан, KH570). Продукт дополнительно гомогенизировали ультразвуковой обработкой с образованием коллоидной дисперсии. На этих этапах керамический предшественник и слои графена были однородно перемешаны. После этого предшественник керамики был гидролизован до гидроксидов и образовал пластинчатые композитные порошки со слоями графена, как показано на рис. S1G. В последующем процессе испарения испарение растворителей могло привести к выравниванию листов гидроксида / графена за счет силы поверхностного натяжения вблизи поверхности суспензии.Листы керамического гидроксида / графена были окончательно нанесены на плоскую нижнюю поверхность контейнера, который также ведет себя как шаблон и приводит к дальнейшему выравниванию листов гидроксида / графена. Этот процесс предварительной договоренности подтвержден на рис. S1H, где наблюдалась упорядоченная слоистая микроструктура.
Рис. 1. Простой способ синтеза многослойного графена (FLG) / керамического композита.Керамический / графеновый предшественник затем прокаливали для удаления органических веществ и затем загружали в графитовую матрицу для искрового плазменного спекания (SPS), в которой могла возникнуть определенная степень нарушения ориентации.По мере того как в процессе спекания прикладывалось давление, пластинчатые композиты постепенно выравнивались с повышением температуры, как ясно показано на рис. S2. Вначале многослойный графен (FLG) не был перпендикулярен давлению, и составляющая поперечной силы вдоль слоев вызвала скольжение между слабой границей раздела Ван-дер-Ваальса внутри слоев графена. Это могло вызвать отклонение слоев графена в сочетании с течением и пластической деформацией керамического порошка под давлением при более высокой температуре.Это отклонение слоев графена прекратится до тех пор, пока они не станут полностью перпендикулярными направлению давления, когда составляющая поперечной силы вдоль слоев станет равной нулю. Следовательно, после спекания SPS все графеновые листы выровнены в направлении, перпендикулярном давлению.
Наконец, был получен композит с керамической матрицей, содержащий массив графена. Этот метод легко реализовать в промышленных масштабах и практически универсален для всех керамических материалов. Мы изготовили различные композиты с керамической матрицей, включая SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 (с добавлением Y-стабилизатора, с целью 3 мол.% Y 2 O 3 в ZrO 2 матрица), MgO, ZnO, TiO 2 и Fe 3 O 4 , и все образцы показали аналогичную микроструктуру.Этот процесс превосходит по экономической стоимости. В отличие от большинства подходов, в которых в качестве сырья используется дорогой графен, вместо него мы используем расширяемый графит, который имеет типичную цену от 1 до 2 долларов за кг, почти такую же, как у обычного объемного графита. Следовательно, универсальность и низкая стоимость этого метода могут иметь большой потенциал для будущих промышленных приложений.
Характеристика микроструктуры двухмерного графенового массива / керамических композитов
Спеченные композиты были отломаны, и микроструктура поперечного сечения показана на рис.2. Параллельные листы графена можно легко отличить как пластинки, выступающие из поверхности излома. Кроме того, поперечный размер графена относительно велик (в среднем ~ 20 мкм). Высокое соотношение сторон делает слои графена эффективными носителями нагрузки и облегчает остановку распространения трещин, что приводит к хорошим механическим свойствам. Мы также успешно изготовили MgO и функциональную керамику и композиты на основе ZnO-, TiO 2 – и Fe 3 O 4 , используя ту же стратегию, микроструктуры которых показаны на рис.S3 (от A до D). В отличие от SiO 2 , Al 2 O 3 и ZrO 2 , эти керамические композиты могут проявлять интересные функциональные свойства, такие как катализ и квантовая емкость, которые заслуживают дальнейшего изучения.
Рис. 2 Морфологические и структурные характеристики композитов FLG / керамика.( A ) Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) изломанной поверхности 5 об.% FLG / SiO 2 . ( B ) HRTEM изображение FLG в матрице SiO 2 .( C ) Спектр рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) для Si 2p в композите FLG / SiO 2 . ( D ) СЭМ-изображение поверхности излома 5 об.% FLG / Al 2 O 3 . ( E ) HRTEM изображение FLG в матрице Al 2 O 3 . ( F ) Спектр РФЭС для Al 2p в композите FLG / Al 2 O 3 . ( G ) СЭМ-изображение поверхности излома 5 об.% FLG / ZrO 2 .( H ) HRTEM-изображение FLG в матрице ZrO 2 со вставкой, показывающей наличие дислокации вблизи границы раздела. ( I ) Спектр РФЭС для C 1s в композите FLG / ZrO 2 . а.е., условная единица.
Поскольку три образца, показанные на рис. 2, имеют одинаковую объемную долю графена, расстояния между слоями графена практически равны (рис. S3E). Это дополнительно указывает на контролируемое распределение наполнителей. Матрица SiO 2 в данной работе является аморфной, в то время как Al 2 O 3 и ZrO 2 имеют кристаллическую структуру, как показано на изображениях просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM) на рис.2 и выбранная диаграмма дифракции электронов (SAED) на фиг. S4. Наблюдения образцов с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) не выявляют явных дефектов с беспористой и мелкой микроструктурой. При большем увеличении можно различить листы графена со значительно большим соотношением сторон (рис. S4D). В кристаллической матрице пластинки графена расположены как в зернах, так и на межфазной границе (рис. S4E). Изображения HRTEM показывают более подробную информацию о графеновых слоях (изображения HRTEM на рис.2). Как показано на рис.2 (B, E и H), типичная графеновая пластинка имеет от шести до восьми слоев графена, а расстояние между слоями составляет примерно 0,5 нм, что немного больше, чем расстояние между графитом (0,334 нм) ( 10 , 11 ). Поскольку в образцах никогда не наблюдалась одиночная пластинка с более чем 10 слоями графена, мы обозначаем композит в данной работе как композиты ФЛГ / керамика. Графеновый наполнитель и керамическая матрица плотно соединены друг с другом с видимой границей.В частности, в композитах FLG / Al 2 O 3 и FLG / ZrO 2 можно было обнаружить дислокации в керамической матрице вблизи границы матрица-наполнитель (вставка на рис. 2H), что может быть еще одним свидетельством для прочного сцепления матрицы с наполнителем. Граница раздела между графеном и матрицей, связанная химическими связями, была дополнительно подтверждена рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией (XPS) трех спеченных композитов FLG / керамика, как показано на рис. 2 (C, F и I). В композите FLG / Al 2 O 3 , например, можно обнаружить связь Al─O─C на границе раздела между графеновым наполнителем и матрицей Al 2 O 3 (рис.2F). Следовательно, в отличие от предыдущих исследований, здесь FLG / керамика демонстрирует прочное сцепление матрицы с наполнителем, что способствует высокой эффективности передачи нагрузки.
FLG дополнительно исследовали методом спектроскопии комбинационного рассеяния. Как показано на рис. S5A, типичные пики наблюдались при ~ 1350 см -1 (полоса D), ~ 1585 см -1 (полоса G) и ~ 2700 см -1 (2D полоса), что подтверждает структуру FLG. в керамической матрице ( 6 , 12 ). По сравнению с смешанным порошком соотношение интенсивностей полосы D и полосы G резко увеличилось после уплотнения SPS.Повышенное соотношение I D / I G может представлять степень восстановления графена ( 13 ). Обычно соотношение I D / I G также используется как мера беспорядка углеродной решетки, которая выражается соотношением углеродных связей sp 3 / sp 2 ( 14 ) . Увеличение соотношения I D / I G предполагает увеличение углеродного беспорядка, что также можно увидеть на изображениях HRTEM на рис.2. Дефектный характер ФЛГ в композитах может быть связан с химической связью с керамической матрицей. Относительно более низкая полоса G в композитах может соответствовать прогибу и сморщиванию листов графена ( 15 , 16 ).
Сверхнизкий коэффициент трения 2D графенового массива / керамических композитов
Керамика имеет высокую температуру плавления, химическую инертность и прочность на сжатие, и предполагается, что она пригодна для многих приложений с сильным трением, таких как уплотнения и детали подшипников при высокой температуре или агрессивные среды, режущие инструменты и космические планеры ( 17 , 18 ).Однако коэффициенты трения керамики довольно неутешительны, с типичными значениями от 0,5 до 1,0. Керамика обычно имеет слабый предел прочности на разрыв, и микротрещины могут легко образовываться растягивающей силой во время трения. Кроме того, эти трещины легко распространяются из-за низкой ударной вязкости керамики и образуют рыхлые частицы износа при пересечении ( 17 , 18 ).
Чтобы решить эту серьезную проблему, добавление смазывающей добавки в керамику стало основным способом снижения коэффициента трения, например металлов ( 19 ), оксидов ( 20 – 22 ), углеродных нанотрубок (УНТ) ( 23 – 28 ) или графен ( 26 , 29 – 39 ).Эти смазочные добавки могут образовывать смазочную пленку на поверхности керамики и снижать микронапряжение при трении, поэтому трещины и микротрещины могут быть предотвращены. Однако до сих пор коэффициент трения можно было снизить только на 10-40%, и большинство из них все еще выше 0,3. Здесь мы применили массивы FLG в керамической матрице и добились заметного улучшения трибологических свойств, которые были протестированы с использованием конфигурации шар на диске в режиме вращения на полированной поверхности излома (рис.3А) при разной нагрузке и линейной скорости. На рис. 3В показаны коэффициенты трения композитов FLG / керамика с концентрацией 5% по объему. Минимальные коэффициенты трения FLG / SiO 2 , FLG / Al 2 O 3 и FLG / ZrO 2 чрезвычайно низкие, всего 0,12, 0,06 и 0,06 соответственно, что показывает огромное снижение по сравнению с с монолитными аналогами (рис. S6A). На рис. 3С показаны коэффициенты трения для различных керамических материалов с добавлением графена, УНТ, оксидов и металлических наполнителей в дополнение к монолитной керамике.Было обнаружено, что большинство керамических материалов и композитов на керамической основе демонстрируют коэффициент трения выше 0,3, и лишь некоторые из них могут достигать 0,2 ( 40 ). Напротив, значения для композитов FLG / керамика превышают значения для вышеуказанных композитов и почти нечувствительны к трибологическим условиям. В частности, в композите FLG / ZrO 2 был достигнут новый рекорд по коэффициенту трения скольжения керамики 0,06.
Рис. 3 Трибологические свойства композитов ФЛГ / керамика.( A ) Схема эффекта самосмазки во время процесса трения и изображения следов износа композита, армированного FLG, на сканирующем электронном микроскопе. ( B ) Коэффициенты трения подготовленных композитов FLG / керамика (5 об.%), Испытанных при различных нагрузках и скоростях. ( C ) Сравнение снижения коэффициента трения в этой работе и для керамики и композитов на керамической основе.
Механизм сверхнизкого коэффициента трения
Одним из механизмов, объясняющих сверхнизкий коэффициент трения, является образование смазочной пленки за счет графенового наполнителя.Чтобы убедиться в его наличии, было проведено наблюдение морфологии изношенных поверхностей с помощью СЭМ. В композитах FLG / керамика FLG извлекали из композитов и контактировали с остатками износа на изношенной поверхности с образованием хорошо консолидированных графеновых пленок (рис. 3A). Распространение пленок на поверхности контакта уменьшало трение из-за низкой прочности графена на сдвиг. Напротив, в монолитном образце символы разрыва с обломками частиц присутствовали на изношенной поверхности (рис.S6B), что привело к возникновению высокого напряжения и большой площади деформации в подповерхностном слое ( 41 ) и привело к большому коэффициенту трения.
Тем не менее, наличие смазывающей графеновой пленки само по себе не может объяснить сверхнизкий коэффициент трения нынешних FLG / керамических компаундов по сравнению с другими композитами с различными смазочными добавками, описанными в литературе (рис. 3C). Основная причина может быть связана с микротрещиной керамики при трении. FLG / графен может иметь лучшее сопротивление возникновению и распространению микротрещин в результате улучшенных механических свойств.
Прочность на растяжение керамики намного слабее, чем прочность на сжатие. Трещины легко образуются под действием поверхностной растягивающей силы трения. Однако не всегда возможно напрямую измерить предел прочности керамики на разрыв. Вместо этого альтернативно измеряется прочность на изгиб. Испытания на трехточечный изгиб были проведены для измерения прочности на изгиб FLG / керамических композитов с приложенной нагрузкой, перпендикулярной наполнителю FLG, и значения сравниваются с таковыми для монолитной керамики.Монолитные SiO 2 , Al 2 O 3 и ZrO 2 имеют значения прочности на изгиб 65 ± 5, 424 ± 8 и 390 ± 8 МПа соответственно. Включение массива FLG с 5 об.% Увеличивает значения до 99 ± 5, 560 ± 6 и 510 ± 5 МПа, соответственно, и его увеличение приближается к 30–50%, как показано на рис. 4A.
Рис. 4 Механические свойства и механизмы упрочнения композитов FLG / керамика.( A ) Прочность на изгиб трех керамических материалов без армирования FLG и с усилением FLG (5 об.%).( B ) Возрастающие кривые сопротивления растяжению трещин (оцениваемые по вязкости разрушения в установившемся режиме, K JC ) трех FLG / композитов. ( C ) Изгиб трещины, наблюдаемый на месте при испытании на трехточечный изгиб FLG / SiO 2 . ( D ) Отклонение микротрещин и перекрытие графена в FLG / SiO 2 . ( E ) Волнистый графен в керамической матрице. ( F ) Распределение напряжений вблизи вершины трещины в результате прогрессирующего разрушения границы раздела с помощью моделирования методом конечных элементов.( G ) Диаграмма сравнения FLG / керамических композитов и другой керамики, усиленной углеродными наноструктурами.
Прочность на изгиб композитов FLG / керамика во многом зависит от микроструктуры и межфазной связи между FLG и керамической матрицей. Графены с высокой прочностью по модулю Юнга ( 42 ) и большой удельной площадью хорошо диспергированы в керамической матрице, передавая нагрузку от матрицы, что заметно улучшает прочность композита на изгиб ( 42 – 46 ).Однородное параллельное выравнивание FLG работает по механизму, аналогичному механизму «арматуры» в «бетоне». Помимо повышенной прочности на изгиб, композиты сохранили твердость монолитной керамики (рис. S6C). Жесткость также увеличивается (рис. S6D) из-за прочной связи матрицы с наполнителем и высокой эффективности передачи нагрузки, что способствует снижению коэффициента трения ( 47 ).
В то время как повышенная прочность на изгиб (предел прочности на растяжение) объясняет сопротивление возникновению трещин при трении, улучшенная ударная вязкость является основной причиной предотвращения распространения этих трещин.Односторонняя балка с V-образным надрезом (SEVNB) была проведена для измерения механической прочности монолитной керамики и композитов FLG / керамика. Монолитный SiO 2 , Al 2 O 3 и ZrO 2 показывают значения K IC 0,73 ± 0,06, 3,41 ± 0,07 и 3,61 ± 0,07 МПа · м 1/2 , соответственно. Включение упорядоченного массива FLG повысило значения K IC до 2,52 ± 0,06, 7,39 ± 0,05 и 7,44 ± 0.08 МПа · м 1/2 соответственно. Робертс ( 48 ) наблюдал минимальную нагрузку, необходимую для разрушения хрупких материалов, вызванного абразивным износом, на основе механики разрушения вдавливанием P = 5447βπη2θ4 (KICH) 3KIC (1), где P – минимальная прилагаемая нагрузка (Н), необходимая для создания абразивного износа. вызванное разрушение поверхности из-за точечного контакта, η – постоянная величина, β – постоянная относительная твердость (2,16 для индентирования по Виккерсу), θ – геометрическая постоянная (≈0,2), K IC – вязкость разрушения (МПа · м 1/2 ), а H – твердость (ГПа) материала.Выше этой нагрузки произойдет переход от легкого износа к сильному, когда образование трещин и вырывание частиц могут привести к увеличению коэффициента трения. Взяв, к примеру, Al 2 O 3 , механические свойства (см. Таблицу S2) образцов с FLG и без них были включены в уравнение. 1. Было обнаружено, что для разрушения исследуемой монолитной поверхности Al 2 O 3 в результате абразивного износа необходима минимальная нагрузка ~ 2,2 Н.Мы измерили коэффициент трения в довольно широком диапазоне нагрузок от 5 до 30 Н, которые превышают минимальную нагрузку, что означает, что монолитный Al 2 O 3 переходит в режим сильного износа и приводит к высокому коэффициенту трения. Напротив, для композитов FLG / Al 2 O 3 минимальная прилагаемая нагрузка, необходимая для разрушения, вызванного абразивным истиранием, составляет ~ 52,7 Н, что в 20 раз выше, чем значение для монолитного Al 2 О 3 .Следовательно, разрушение поверхности и последующее образование обломков заметно подавляются. Чтобы доказать это, мы проверили морфологию поверхности образцов Al 2 O 3 без и с FLG (5 об.%) После испытания на трение в тех же условиях. Как показано на рис. S6E, поверхность трения монолитного Al 2 O 3 показывает множество микротрещин и вырывание частиц. Это существенно увеличивает шероховатость поверхности и приводит к большому коэффициенту трения. Как показано на рис.S6F, поверхность композитов FLG / Al 2 O 3 намного более гладкая, чем у монолитного Al 2 O 3 , и микротрещин не видно, что объясняет гораздо более низкий коэффициент трения по сравнению с Al 2 О 3 . Кроме того, мы замечаем, что размер зерен в композитах уменьшался за счет массива графена, что также может способствовать низкому коэффициенту трения, препятствуя разрушению границ зерен и вытягиванию зерен.
Графеновый массив изменил характер разрушения матрицы.В монолитной керамике линейное расширение трещины приводит к катастрофическому разрушению. Напротив, в композитах с массивом FLG трещина отклоняется границами раздела и замедляется различными внешними механизмами упрочнения, что приводит к стабильному росту трещины. Это упрочнение приводит к увеличению сопротивления разрушению по мере распространения трещины, известному как эффект R-кривой. Для измерения R-кривой длина непрямой трещины измеряется методом податливости. R-кривые всех трех FLG / композитов представлены на рис.4Б. Кривые демонстрируют возрастающий характер с постоянным ростом K JC . Максимальные значения ударной вязкости различных готовых FLG / композитов были чрезвычайно высокими, приближаясь к 4,21 ± 0,05, 12,43 ± 0,04 и 14,50 ± 0,06 МПа · м 1/2 . Эти значения соответствуют увеличению прочности монолитной керамики на 500, 240 и 300% соответственно. Эти значения намного превышают показатели других керамических изделий, армированных углеродом ( 38 , 42 , 49 – 60 ).С точки зрения энергии, критические скорости выделения энергии деформации для хрупкой монолитной керамики SiO 2 , Al 2 O 3 и ZrO 2 составляют 8,9 ± 2, 86,6 ± 3 и 91,7 ± 4 Дж · м −2 соответственно. Соответствующая работа разрушения составляет 76,2 ± 2, 225,9 ± 6 и 269,7 ± 5 Дж · м −2 , что на 750, 160 и 190% лучше, чем у монолитной керамики, демонстрируя гораздо более высокое сопротивление распространению. микротрещины при трении.
Чтобы изучить процесс разрушения и прояснить механизм упрочнения наших композитов, было проведено испытание на трехточечный изгиб на месте с использованием SEM для наблюдения за развитием трещины. Распространение трещин в композитах, армированных графеном, продемонстрировало слияние нескольких механизмов упрочнения (рис. 4, C и D). Во всех трех композитах первичная трещина развивалась с серпентиновой морфологией (рис. 4C и рис. S7, A и B) вместо прямой трещины (рис. S7C). Край основной трещины имел очевидный зигзагообразный путь.Кроме того, наряду с первичной трещиной возникли вторичные микротрещины, которые распространялись параллельно пластине (перпендикулярно распространению первичной трещины; красные стрелки на рис. 4D). Все эти механизмы по своей природе увеличивают длину трещины, поглощая больше энергии по мере распространения трещины. Помимо удлинения и прогиба трещин, в композите возникает механизм упрочнения Кука-Гордона ( 61 ). Когда композит имеет мягкие слои (FLG), внедренные в твердую матрицу (керамику), по мере того, как трещина достигает слабой границы раздела внутри FLG (рис.S7D), напряжение в трещине может легко разрушить границу раздела, образуя зубчатую трещину перед вершиной трещины ( 62 ). В композитных образцах ФЛГ перпендикулярна направлению распространения трещины; следовательно, трещина должна «разрушать» керамическую матрицу «шаг за шагом». Таким образом, суперпараллельные массивы FLG имеют решающее значение для упрочнения композитных образцов, поскольку они максимизируют эффект Кука-Гордона. Двумя другими механизмами упрочнения являются «графеновый мост» и «нанометрирование». Графеновые перемычки за вершиной трещины препятствуют раскрытию трещины (рис.4D), что дополнительно предотвращает или задерживает катастрофический перелом ( 63 ). Кроме того, учитывалось влияние скорости нагружения на ударную вязкость композита. Испытания на трехточечный изгиб при различных скоростях нагружения, 0,01 мм / мин, 0,5 мм / мин, и быстрое испытание на удар (от 0,5 до 0,8 м / с, чтобы имитировать реальные условия эксплуатации), были проведены для наблюдения за распространением трещины. Прогибы трещин наблюдались при всех скоростях нагружения, как показано на рис. S7 (A, E и F). Значения K IC FLG / керамики также были измерены при различных скоростях нагружения (0.05, 0,1 и 0,5 мм / мин), как показано в таблице S1. Можно сделать вывод, что скорость нагружения очень незначительно влияет на значения K IC наших композитов FLG / керамика. Кроме того, внимательное наблюдение за поверхностью излома образца композита FLG / керамика показало, что форма графенового наполнителя имеет морщинистую форму (рис. 4E), что может усилить механическое сцепление с керамической матрицей, предотвращая крупномасштабное расслоение ( 64 , 65 ). Моделирование методом конечных элементов (МКЭ) показывает отчетливое отклонение микротрещин за счет прогрессирующего разрушения интерфейса в структуре массива FLG (рис.4F). Кроме того, FEM дает больше информации о механизме упрочнения. В монолитной керамике максимальное напряжение предполагается локализовать на вершине трещины в изломе. Однако в этих керамических композитах максимальное напряжение приходится на массив графена, а вершина трещины показывает гораздо меньшее напряжение. Это связано с большой жесткостью и упорядоченной ориентацией графеновых наполнителей и их прочной связью с керамической матрицей. Результат моделирования предполагает, что поле деформации перераспределяется графеновым массивом в трещине, что обеспечивает эффект экранирования вершины трещины и способствует высокой ударной вязкости.
При температуре спекания керамическая матрица SiO 2 и ZrO 2 может претерпеть фазовое превращение, которое влияет на микроструктуру и свойства. Фазовый состав спеченных образцов анализировали методом дифракции рентгеновских лучей (XRD). Для матричных композитов SiO 2 мы можем подтвердить, что диоксид кремния сохраняет аморфное состояние, и на рис. S8A. Этот результат согласуется с результатом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) (рис.2B) и шаблон SAED (рис. S4A). Аморфная структура также наблюдалась в других отчетах о композитах графен / диоксид кремния ( 56 , 66 ). Мы также проверили рентгенограмму монолитного SiO 2 после спекания SPS (рис. S8B), которая предполагает аморфную структуру. Кремнезем был получен гидролизом тетраэтилортосиликата (ТЭОС) и термообработкой, который имеет исходное аморфное состояние. Порошок спекали в SPS в течение очень короткого времени (4 мин), при этом сохранялась аморфная структура (рис.S8B). Таким образом, в композитах графен / диоксид кремния аморфная структура сохранялась таким же образом. Кроме того, было понято, что углеродная наноструктура может дополнительно ингибировать кристаллизацию кремнезема при высокой температуре из-за пониженной вязкости кремнезема и меньшей подвижности кремнеземной сетки, связанной с поверхностью углеродной наноструктуры ( 67 ). Для матричных композитов ZrO 2 мы подтверждаем, что ZrO 2 имеет тетрагональную фазу на рис.S8C. Мы добавили 3 мол.% Y 2 O 3 к ZrO 2 (3YSZ), чтобы стабилизировать тетрагональную структуру до комнатной температуры, которая имеет критический размер зерна от 1 до 6 мкм в зависимости от условий обработки ( 68 , 69 ). Мы также выполнили SEM-наблюдение поверхности излома и проверили, что размер зерна 3YSZ в композитах составляет около 200 нм (рис. S8D) из-за ограничивающего эффекта параллельного массива графена. Это значение значительно ниже критического размера зерна, что объясняет его стабильную тетраэдрическую структуру при комнатной температуре.Напротив, для монолитного 3YSZ размер зерна составляет около 6 мкм (рис. S8F), что близко к критическому размеру зерна. Следовательно, фазовый состав в основном состоит из тетраэдрической фазы, смешанной с несколькими процентами моноклинной фазы (рис. S8E). Как известно, индуцированное напряжением фазовое превращение в YSZ может повысить механическую вязкость, и эффект зависит от разницы между реальным размером зерна и критическим размером зерна. В композите графен / 3YSZ размер зерна значительно ниже критического размера зерна, поэтому матрица 3YSZ в композите имеет меньшую тенденцию к фазовому превращению под напряжением и может иметь более низкую ударную вязкость, чем монолитный 3YSZ с реальным размером зерна, близким к критический размер зерна ( 70 ).Однако композиты графен / 3YSZ имеют гораздо более высокую вязкость, чем монолитный 3YSZ, демонстрируя необычайный эффект упрочнения упорядоченного массива графена.
Прочность на изгиб и вязкость обычно считаются взаимоисключающими ( 71 ). Поскольку внутренние механизмы упрочнения связаны с пластичностью и прочностью, всегда достигается компромисс в конструкционных материалах, и одним из свойств можно пожертвовать. В предыдущей работе ( 72 , 73 ), например, введение графена существенно повысило ударную вязкость, но привело к заметному снижению прочности на изгиб.Механические свойства монолитной керамики и армированных FLG композитов, изготовленных в этой работе, суммированы в таблице S2, которая показывает заметное улучшение как прочности, так и ударной вязкости. Мы также сравнили значения с теми композитами на керамической основе, о которых сообщалось в литературе (рис. 4G). Это показывает, что композиты FLG / керамика демонстрируют сочетание повышенной механической прочности и ударной вязкости.
Как описано выше, это происходит из-за однородной дисперсии и упорядоченной ориентации графеновых наполнителей и их сильного химического и механического сцепления с керамической матрицей, что редко встречается в литературе (рис.S9). В конце концов, композиты FLG / керамика демонстрируют сверхнизкие коэффициенты трения, поскольку уникальные механические свойства препятствуют возникновению микротрещин при трении.
Многофункциональность 2D графенового массива / керамических композитов
Предполагается, что помимо сверхнизкого коэффициента трения и высокой механической вязкости и прочности, графеновый массив / керамические композиты должны обладать более потенциально превосходными свойствами, такими как свойство электромагнитных помех (EMI), катализ , автоэмиссионные свойства, квантовая емкость и т. д., благодаря уникальной микроструктуре упорядоченного выравнивания ФЛГ в керамической матрице. Здесь мы демонстрируем, что можно получить рекордно высокое значение защиты от электромагнитных помех в керамике. Хотя металлы являются наиболее распространенным материалом для электромагнитных помех, керамика демонстрирует преимущества высокой прочности и твердости, легкого веса и коррозионной стойкости ( 74 – 77 ), которые имеют несравненное превосходство в тяжелых рабочих условиях, таких как высокая температура, в высококоррозионных средах или даже при высоких механических нагрузках.Однако типичная инженерная керамика, такая как SiO 2 , Al 2 O 3 и ZrO 2 , является изолирующей и почти прозрачной для электромагнитного излучения. В керамику для оптимизации значения электромагнитных помех были включены проводящие материалы с химической инертностью, такие как УНТ, графит и графен, но полученные значения все еще слишком низкие, как показано на рис. 5B ( 76 – 84 ). Это особенно сложно, поскольку вторичные наполнители могут ухудшить механические свойства из-за плохой дисперсии или высокой загрузки наполнителя.
Рис. 5 Эффективность экранирования EMI композитов FLG / керамика.( A ) EMI SE композитов FLG / SiO 2 , FLG / Al 2 O 3 и FLG / ZrO 2 в X-диапазоне. ( B ) Сравнение значений EMI SE из этой работы и других углеродно-керамических композитов. ( C ) SE R и SE A образцов FLG / SiO 2 , FLG / Al 2 O 3 и образцов FLG / ZrO 2 при 8.2 ГГц. ( D ) Схема предлагаемого механизма экранирования электромагнитных помех, в котором электромагнитная волна подвергается множественным внутренним отражениям между выровненными слоями графена и поглощается керамической матрицей.
Композиты FLG / керамика демонстрируют рекордно высокие значения электромагнитных помех по сравнению с композитами, изготовленными традиционными методами (рис. 5, A и B). Значения SE T достигают 36,6, 40,2 и 43,5 дБ для матричных композитов SiO 2 , Al 2 O 3 и ZrO 2 в X-диапазоне.Было достигнуто огромное улучшение по сравнению с чистой керамикой SiO 2 (0,002 дБ), Al 2 O 3 (0,1 дБ) и ZrO 2 (3,7 дБ). Значения FLG / керамики SE T намного превышают стоимость коммерческого продукта и могут использоваться в таких приложениях, как сотовый телефон (~ 20 дБ) ( 81 ). Механизм экранирования композитов FLG / керамика можно понять на рис. 5 (C и D). Экранирование из-за поглощения (SE A ) является доминирующим механизмом, а не отражением (SE R ), которое отличается от композитов, содержащих УНТ ( 85 ).В результате большой площади поверхности 2D FLG и их упорядоченной ориентации ожидается заметное поглощение из-за множественных внутренних отражений электромагнитной волны между массивными параллельными интерфейсами внутри композитов, что привело к более высокому ослаблению электромагнитных помех и поглощению -доминантное экранирование композитов. Более того, выровненные проводящие FLG и ограниченные керамические слои образуют многочисленные микроконденсаторы внутри композитов и могут увеличивать диэлектрическую проницаемость и, наконец, увеличивать поглощение электромагнитного излучения.Было показано, что комплексная диэлектрическая проницаемость на частоте 10 ГГц увеличилась с 3,9–1,0 × 10 −4 i , 9,1–3,0 × 10 −4 i и 22,7–1,6 × 10 −4 i до 190–2,33 i , 240–2,95 i и 260–2,64 i для SiO 2 , Al 2 O 3 и ZrO 2 соответственно. Таким образом, сверхвысокое значение электромагнитных помех и превосходные механические свойства делают композиты FLG / керамические особенно интересными для применения в области поглощения микроволн в тяжелых рабочих условиях.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Основное сырье
Основным сырьем были расширяемый графит (от 160 до 50 Н, GRAFGUARD, США), керамический прекурсор (TEOS, Alfa Aesar, 99,5%; этилат алюминия, Alfa Aesar, 99,0%; цирконий n -пропоксид, Aladdin, 99,9%; нитрат иттрия Aladdin, 99,9%, стремясь к 3 мол.% иттрия в матрице диоксида циркония), связующий агент (KH570, Qingdao, China) и агент гидролиза (водный раствор аммиака, Acros Органика, 70 мас.%).
Метод
Изготовление композитов FLG / керамика .Мы подготовили композиты FLG / керамика, используя процесс пропитки-интеркаляции, в котором керамическая матрица смешивается и прикрепляется к EG на молекулярном уровне. Процесс приготовления состоит из следующих этапов, и номер этапа (от 1 до 7) соответствует номеру (красный цвет) на рис. 1.
Этап 1: СВЧ-нагрев
Сначала мы приготовили ЭГ с помощью микроволновой обработки, во время которой большое количество межслойного компонента будет высвобождаться из расширяемого графита в виде газа, а именно, в результате мгновенного испарения ( 86 ).Затем графитовый чип расширился в десятки и сотни раз в направлении, перпендикулярном базовой плоскости, что привело к образованию EG, как показано на рис. S1 (A и B) показывает. По сравнению с традиционным нагревом в высокотемпературной печи для нашего метода требуется только микроволновая печь, работающая от 15 до 20 секунд, что является очень удобным и энергосберегающим методом.
Шаг 2: Вакуумная инфильтрация
Во-вторых, EG подвешивали в вакууме на 30 минут, чтобы удалить приставший воздух между хлопьями EG, чтобы способствовать проникновению.Комбинированное средство показано на рис. S1C. В условиях вакуума смешанный раствор керамического предшественника и связующего агента полностью погружал ЭГ, и предшественник внедрялся в пространство слоев ЭГ (рис. S1D). Это обеспечило смешивание сырья на молекулярном уровне.
Шаг 3: Ультразвуковая гомогенизация
Затем суспензия была гомогенизирована ультразвуком (рис. S1E).
Этап 4. Гидролиз
Затем однородные коллоидные дисперсионные системы подверглись гидролизу.На стадии гидролиза предшественник керамики превращается в гидроксид с добавлением гидролизата (рис. S1F).
Этап 5: Предварительная подготовка, вызванная испарением
Затем коллоид гидролизата помещали в вакуумную сушильную камеру, и FLG, объединенные с гидроксидом керамики, соосаждены на дне контейнера по мере испарения растворителя в течение 12 часов. Во время испарения и осаждения происходил процесс предварительной подготовки, и сканирующая электронная микроскопия сухого осадка показана на рис.S1H.
Стадия 6: Термическая обработка
Затем осадок нагревали при 600 ° C в течение 3 часов в атмосфере аргона для удаления остаточных органических веществ и растворителя с помощью трубчатой печи. После этого шага прекурсор постепенно превратился в керамику.
Этап 7. Искровое плазменное спекание
Для получения объемного плотного композитного материала был проведен процесс SPS. В качестве оборудования для спекания использовалась система SPS (LABOX-225, Япония). Вся относительная плотность приготовленных здесь образцов превышает 98% после спекания при температуре выдержки (1350 ° C для FLG / SiO 2 , 1400 ° C для FLG / Al 2 O 3 и FLG / ZrO 2 ) со скоростью нагрева 100 ° C / мин и постоянным приложенным давлением 40 МПа.В случае спекания под давлением пластинчатые или пластинчатые материалы могут быть предпочтительно выровнены перпендикулярно направлению приложенного давления, образуя ориентированные микроструктуры.
Наконец, был получен композит с плотной керамической матрицей, содержащий параллельные слои графена (рис. 1 и рис. S1I), и керамические частицы равномерно связаны со слоями графена (рис. 2).
Микроструктурная характеристика
СЭМ-изображения были получены на образцах с Pt-покрытием с помощью микроскопа Supra 55 и ZEISS New Vision 40.ПЭМ проводился на аппарате FEI Titan 80-300 S / TEM с исправленной аберрацией Cs, работающем при 300 кВ. Образцы ПЭМ были приготовлены из объемного композитного образца путем измельчения фокусирующим ионным пучком с использованием прибора Helios Nano Lab 600 (энергия падающего пучка Ga + от 2 до 30 кэВ с токами от 16 до 21 нА). Фотография с лазерной сканирующей конфокальной микроскопии (LSCM) была получена на образцах без покрытия с помощью лазерного сканирующего конфокального микроскопа (Olympus OLS41).
Анализ геометрических данных
Программное обеспечение для анализа изображений (Image Pro Plus6) использовалось для сбора данных о расстоянии между соседними FLG и получения статистики по более чем 80 точкам данных.
Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
Спектры XPS высокого разрешения были измерены с помощью ESCA Probe P от Omicron Nanotechnology (ESCALAB, Thermo Fisher Scientific, США). Для измерений использовалась углеродная проводящая лента, однородно покрытая графеном. Для возбуждения использовался источник рентгеновского излучения из алюминия с монохроматором (рис. S5, B – D).
Рамановский спектр
Рамановский спектр полированной поверхности, перпендикулярной направлению SPS-прессования, был получен с помощью конфокальной микро-рамановской спектроскопии.Рамановские карты размером 30 × 30 пикселей, с записью одного спектра на пиксель и с использованием времени сбора данных 1 с, были получены на отсканированных областях размером 30 × 30 мкм 2 с использованием длины волны возбуждающего лазера 530 нм.
Измерение коэффициента трения
Универсальный трибо-тестер (тип трения с вращающимся торцом, UMT-5, BRUKER, USA) использовался для оценки фрикционных свойств композитов на полированной поверхности (перпендикулярно ориентации FLG); шероховатость <0,2 мкм) при комнатной температуре.Эксперименты проводились при радиусе поворота 4 мм, скорости вращения от 40 до 120 об / мин (линейная скорость от 8,4 до 25,1 мм / с) и постоянной нагрузке от 5 до 30 Н в течение 60 минут. Диски представляли собой шарики Si 3 N 4 диаметром 3 мм. Диски были отполированы, средняя шероховатость поверхности была менее 0,1 мкм.
Испытания механических характеристик
Механические свойства образцов были измерены с помощью универсальной испытательной машины. Образцы квадратной формы с длиной стороны 20 мм (рис.S1I) были получены после спекания. Затем из спеченных образцов вырезали балочные образцы размером 20 мм на 4 мм на 2 мм (испытание на ударную вязкость) и 20 мм на 4 мм на 3 мм (испытание на прочность). Балки для испытательного образца SEVNB (однолезвийная балка с V-образным надрезом) сначала надрезали алмазной пилой толщиной 200 мкм, а затем затачивали нижнюю часть каждого надреза, многократно пропуская лезвие бритвы с алмазной пастой (1 мкм). ). При использовании этого метода конечный радиус надреза всегда был ниже 20 мкм (рис. S10A).Испытания на изгиб были отполированы до зеркального блеска и скошены во избежание выхода трещин по бокам. Прочность на изгиб определялась испытанием на трехточечный изгиб балок без надрезов. Для каждого состава было протестировано не менее восьми образцов.
Для измерения R-кривой образцы были испытаны на четырехточечный изгиб на универсальной испытательной машине при скорости перемещения 0,01 мм / мин. Образцы нагружали до тех пор, пока на кривой нагрузки / смещения не наблюдалось распространение трещины. После этого образец был выгружен, и трещина была измерена с помощью LSCM (Olympus OLS41).Были проведены различные измерения распространения трещин с осторожностью: нагружать образец всегда в одном и том же положении. Прогибы измерялись линейным переменным дифференциальным трансформатором.
Вязкость разрушения, K IC , была рассчитана с использованием следующих уравнений ( 87 ): KIC = PSBW32f (aW) (2) f (aW) = 3 (aW) 12 [1,99 – (aW) (1 −aW) (2.15−3.93aW + 2.7 (aW) 2)] 2 (1 + 2aW) (1 − aW) 32 (3), в котором P – максимальная нагрузка в тесте SEVNB, S – максимальная нагрузка пролет опоры, B, – толщина образца, W, – ширина образца, а a – глубина надреза.Вязкость разрушения, K JC , в этой работе была рассчитана на основе упругого и пластического вклада, который относится к интегральному расчету J , аналогичному ранее описанным композитам ( 88 – 90 ) J = Jel + Jpl (4)
J el – упругий вклад, который основан на линейной механике упругого разрушения Jel = K2E ′ (5)
Пластический вклад J pl можно рассчитать по следующему уравнению: Jpl = 1.9AplB (W − a) (6)
A pl – пластиковая область под кривой нагрузка-смещение. Таким образом, значения J можно преобразовать в значения K с помощью следующего уравнения: KJ = (JE ′) 12 (7) где, E ′ = E (1 – ν 2 ), E – это модуль Юнга (полученный из рис. S10, от B до G), а v – это коэффициент Пуассона. Поскольку вариант E влияет на K JC довольно ограниченным образом, здесь E ′ можно заменить на E .
Дифракция рентгеновских лучей
Рентгенограммы были получены в режиме пошагового сканирования с излучением Cu-Kα в диапазоне обнаружения 10 ° <2θ <90 °, со скоростью сканирования 2 ° · мин. -1 дюймов с шагом 0,05 °.
Анализ методом конечных элементов
Двухмерная модель конечных элементов (КЭ) разработана с использованием коммерческого программного обеспечения ABAQUS v6.13. При моделировании принята двумерная структура массива графена (10 × 4 мм 2 ) с односторонней выемкой (2 мм на 0,02 мм) (см. Рис.S10H). Эта структура в модели FE содержит инерратное расположение листов графена, связанных с керамической матрицей, которое моделируется как зона сцепления с билинейным разделением тяги. Граница между двумя параллельными керамическими кирпичами также моделируется как зона когезии с билинейным разделением тяги. Графены с изотропным модулем объемной упругости Ep = 1 ТПа, коэффициентом отравления v p = 0,16 и пределом прочности σ mp = 100 МПа подвергаются упругой деформации перед хрупким разрушением.Кроме того, керамическая матрица с изотропным модулем объемной упругости Ep = 72 ГПа, коэффициентом отравления v p = 0,23 и пределом прочности σ mp = 10 МПа подвергается упругой деформации перед хрупким разрушением. Предполагается, что начальная реакция связного элемента будет линейной до тех пор, пока не будет выполнен критерий возникновения повреждения. Принят энергетический критерий развития повреждений при разрушениях, не зависящих от мод. Когда скорость выделения накопленной энергии G превышает критическую скорость выделения энергии G c , граница раздела полностью разрушается.Критическая скорость выделения энергии G c составляет 1,2 и 0,89 Н · м -1 для графена и керамики соответственно. Мы моделировали распространение трещины с помощью трехточечного изгиба. Острия на расстоянии 2 мм от нижнего края фиксируются, а нагрузка прикладывается к центру верха. Мы выбрали параметры в модели ABAQUS таким образом, чтобы трещина распространялась в нашем численном испытании на трехточечный изгиб, показанном на рис. S10I и может восстанавливаться до аналогичного экспериментального трехточечного изгиба.
Измерение свойств электромагнитного экранирования
Для определения диэлектрической проницаемости эффективности защиты от электромагнитных помех (SE) в диапазоне X (от 8,2 до 12,4 ГГц) образцы размером 22,86 мм на 10,16 мм на 2,00 мм (рис. S1I) были отполированы и S-параметры ( S 11 и S 21 ) каждого образца определяли в X-диапазоне волноводным методом с помощью векторного анализатора цепей (Agilent N5230A). Для обеспечения точности измерения устройство тщательно откалибровано с использованием метода сквозной линии отражения (TRL).Код MATLAB, основанный на S-параметрах, был разработан для извлечения экранирования посредством отражения, экранирования посредством затухания и полного SE. Основные механизмы защиты от электромагнитных помех включают отражение, поглощение и многократные отражения ( 16 , 91 , 92 ). Отражение возникает из-за взаимодействия между мобильными носителями заряда и электромагнитными полями; потеря поглощения является результатом взаимодействия между электрическими и / или магнитными диполями и электромагнитными полями. Следовательно, полное EMI SE (SE T ) экрана может быть выражено как SET = SER + SEA (8), где SE R , SE A и SE M обозначают эффективность экранирования из-за отражения, потери на поглощение и многократные отражения соответственно.Экспериментально SE R и (SE A + SE M ) могут быть рассчитаны следующим образом ( 85 ) SER = −10lg (1 − ∣S11∣2) (9) SEA = −10lg (∣S21 ∣21 − ∣S11∣2) (10) где S 11 и S 21 были нормализованными S-параметрами, которые были получены из векторного анализатора цепей.
Благодарности: Финансирование: Эта работа в основном финансировалась Национальным фондом естественных наук Китая (гранты № 515
и 51788104) и Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая (грант №2017YFA0700705). Л.Я. благодарит за финансовую поддержку Национального фонда естественных наук Китая (грант № 118). Вклад авторов: C.W. разработал эксперименты. C.S., Y.H., W.W., P.Z. и Y.X. выполнили изготовление и измерение свойств материалов. Q.S. и Л.Я. сделал моделирование FEM. C.S., W.P. и C.W. проанализировали данные и написали рукопись. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов. Доступность данных и материалов: Все данные, необходимые для оценки выводов в статье, представлены в документе и / или дополнительных материалах.Дополнительные данные, относящиеся к этой статье, могут быть запрошены у авторов.Объем рынка аргона, доля, тенденции
Ожидается, что в прогнозируемом периоде мировой рынок аргона вырастет из-за роста спроса во многих прикладных сегментах, таких как электроника, нержавеющая сталь и металлообработка. Аргон часто заменяют гелием в различных секторах; однако прогнозируется, что рост цен на гелий приведет к увеличению спроса на аргон в нескольких областях. Ожидается, что рост инфраструктурной деятельности будет стимулировать спрос на сталь, что, в свою очередь, будет стимулировать рынок аргона в течение прогнозируемого периода.Ожидается, что расширение автомобильного сектора увеличит спрос на продукцию, поскольку сталь является одним из основных компонентов этого сектора. Ожидается, что растущие энергетические рынки также будут стимулировать спрос на продукцию из-за их применения на рынке солнечных батарей и окон с изоляцией. Газы аргон и криптон используются для изоляции окон, чтобы закрыть пространство между стеклами, чтобы предотвратить попадание холодного воздуха внутрь помещений. Этот фактор также будет стимулировать рынок в течение прогнозируемого периода. Рынок солнечной энергии требует огромных объемов аргона для производственных процессов.Ожидается, что рост спроса на освещение из-за увеличения количества торговых центров и торговых комплексов будет стимулировать спрос на продукцию в течение прогнозируемого периода. Аргон – универсальный газ, который используется для различных сварочных работ, таких как сварка специальных сплавов и производство лампочек и лазеров. Ожидается, что это также увеличит спрос на продукцию в ближайшие семь лет. Аргон также может обеспечить среду, свободную от кислорода и азота, для различных процессов нагрева, которые, как я ожидал, будут стимулировать рынок в течение прогнозируемого периода.
Однако ожидается, что высокие транспортные расходы из-за роста стоимости топлива негативно повлияют на рынок в течение следующих семи лет. Также ожидается, что дисбаланс между спросом и предложением ограничит рынок в течение прогнозируемого периода. Вдыхание газообразного аргона вызывает удушье, которое может быть смертельным для человека. Ожидается, что это также ограничит спрос на продукцию в ближайшие семь лет.
В промышленных масштабах аргон получают путем фракционной перегонки жидкого воздуха из-за его инертности; химически не вступает в реакцию с большинством веществ.Он также используется в качестве заменителя азота, который, как ожидается, будет стимулировать рынок продукции в прогнозируемый период. Аргон имеет различные промышленные применения, такие как сварка, освещение, консерванты и лабораторное оборудование. Он также находит применение в фармацевтическом и биотехнологическом сегментах. Аргон широко используется в химической промышленности, хотя сам по себе не является химическим веществом из-за его особых свойств, которые помогают отраслям создавать новые продукты и снижать производственные затраты.
Ожидается, что в прогнозируемом периоде Северная Америка станет крупнейшим рынком из-за значительного роста автомобильных и энергетических рынков.В Европе суровые погодные условия, поэтому ожидается, что использование аргона для изоляции окон будет стимулировать рынок аргона в регионе в течение следующих семи лет. Ожидается, что в Азиатско-Тихоокеанском регионе также будет расти спрос на аргон из-за растущей активности в области развития в развивающихся странах, таких как Индия и Китай, среди других. Ожидается, что страны Ближнего Востока и Африки также станут свидетелями растущей индустриализации, которая, как ожидается, будет стимулировать рынок аргона в ближайшие семь лет.
Согласно прогнозам, участники рынка в течение прогнозируемого периода будут расширять свои мощности, чтобы устранить дисбаланс между спросом и предложением.Ожидается, что этот фактор повысит спрос на продукцию за счет снижения затрат на производство аргона. Участники рынка также активно выступают с инициативами по изучению новых областей применения продукта, что также, как ожидается, приведет к увеличению спроса на аргон в течение прогнозируемого периода. Производство аргона связано с производством кислорода в установках разделения воздуха (ASU), поэтому игроки делают упор на увеличении производства кислорода, что, в свою очередь, как ожидается, будет стимулировать рынок аргона в ближайшие семь лет,
Основными игроками на рынке аргона являются Linde Gas USA LLC, BASF, AMCS Corporation, Praxair, Messer Group GmbH, Air Liquide, KBR и National Industrial Gas Plants.