Коэффициент теплопроводности керамической плитки: Технические характеристики | ИНФОкерамика

Керамогранит – технические характеристики для пола, стен, вес, тип поврхности, плотность, коэффициент теплопроводности

Обычно достоинства того или иного изделия или материала базируются на его характеристиках. Прочность, малый вес, низкая (или высокая) теплопроводность или другие параметры зачастую определяют возможности и области его применения. Всё сказанное распространяется на керамогранит, технические характеристики этого материала с успехом позволяют использовать его для решения различных задач.

Всё определяет производство

По сути, керамогранит – искусственный продукт. У керамогранита технические характеристики закладываются при производстве.

Сочетание высокого давления и температуры позволяет создать такие условия, когда из  исходного сырья рождается новое изделие – керамогранит.

Конечно, только этими воздействиями процесс производства не ограничивается. За время его выполнения происходит тщательный отбор исходных компонентов, их предварительная обработка и смешивание. В состав керамогранита входят:

• полевой шпат;
• минеральные красители;
• каолиновая глина;
• кварцевый песок;

Все эти компоненты тщательно измельчаются, перемешиваются до образования однородной массы, прессуются под высоким давлением и обжигаются при 1300°С. В результате описанного технологического процесса получается керамогранит, свойства которого отличаются от тех, которыми обладает  исходный материал.

Что же получается в итоге?

Теперь абсолютно и навсегда, без регистраций и SMS можно бесплатно скачать 1хБет на Андроид перейдя по ссылке и продолжать наслаждаться игрой и ставками на любимую команду в мобильном приложении.

Свойства полученного материала во многом уникальны, во всяком случае, если их сравнивать с природным камнем, тем же самым гранитом, то керамогранит, характеристики которого получены при искусственном процессе, превосходит его по некоторым из них.

Водопоглощение

Этот параметр характеризует способность керамогранита поглощать воду.

Для наиболее близкого, по технологии изготовления  материала – керамической плитки, водопоглощение должно быть не более 3%, для гранита составляет  не более 0,46%, а вот у керамогранита этот параметр не превышает 0,05%.

Благодаря отсутствию водопоглощения керамогранит применяется в условиях внешней среды. Он не впитывает влагу и, значит, не повреждается при воздействии пониженной температуры, а также при её циклическом изменении.

Это позволяет использовать его для разнообразных вариантов отделки, в частности, как керамогранит фасадный, технические характеристики – отсутствие водопоглощения и устойчивость к воздействиям температуры – делают такое применение вполне обоснованным.

Механические характеристики

При рассмотрении возможностей керамогранита в условиях механических воздействий на него, стоит обратить внимание на прочность и износостойкость. Прочность керамогранита составляет 8 единиц, в то время как пределом является 10. Правда, во многом это зависит от вида поверхности плитки.

Матовый керамогранит для пола, технические характеристики которого, близкие к предельным значениям по прочности, позволяют использовать его для отделки полов в разнообразных производственных помещениях (цехах, гаражах, мастерских и т.д.).

В то же время плитки с другой поверхностью (полированные, глазурованные и т.д.)  также прекрасно подойдут в качестве напольного покрытия, но их лучше использовать в условиях меньших нагрузок, т.к. вследствие обработки поверхности они обладают меньшей прочностью (до 6 единиц).

Есть ещё один параметр – стойкость к истиранию. Этот параметр очень важен, особенно для плитки, используемой в качестве напольного покрытия. В данном вопросе производители руководствуются европейским стандартом EN 154. Такой подход позволяет установить единые требования к качеству плитки и методам её проверки. В итоге плитка керамогранит напольная, технические характеристики которой соответствуют требованиям стандарта, делится на 5 групп, охватывающих все возможные области её применения.

Так, плитка группы 1 используется в местах небольшого движения и в мягкой обуви (ванная, спальня и т.д.), а плитка группы 5 может применяться в любых условиях, вплоть до  железнодорожных станций.

Ещё о полах и фасадах

Есть ещё один параметр, который может служить дополнительным подтверждением правильности выбора материала. Это теплопроводность керамогранита. Она достаточно низкая, благодаря чему керамогранит хорошо сохраняет тепло.

 Надо сказать, что коэффициент теплопроводности керамогранита не приводится в нормативной документации, но, тем не менее, практический опыт использования керамогранита в качестве «теплого» пола и в отделке фасадов подтверждает прекрасные результаты подобного применения плитки.

О весе керамогранита

В процессе производства исходная масса, полученная на этапе подготовки, подвергается прессованию, давление при этом используется очень высокое. В результате в составе заготовки плитки отсутствуют какие-либо поры. Когда заканчивается обжиг и получается керамогранит, плотность его будет максимально возможной.

Следствием является то, что керамогранит является достаточно тяжёлым материалом. Конечно, высокая плотность обеспечивает его прекрасные эксплуатационные характеристики, но не стоит забывать, что вес керамогранита при этом будет большим. И его должны выдерживать стены и перекрытия, на них будет приходиться дополнительная нагрузка при использовании керамогранита для отделки.

Для того, чтобы определить вес плитки, керамогранит это или любой другой материал, достаточно знать удельный вес и объём плитки.

Для керамогранита удельный вес составляет ориентировочно 2400 кг/куб.м. Если посмотреть справочники, то похожий удельный вес имеет стекло.

Чтобы точно определить вес керамогранита, 600х600 плитки, например, то достаточно умножить объём плитки керамогранита на его удельный вес (2400 кг/куб.м.). Вес плитки одного типоразмера может отличаться, т.к. их толщина может быть разной.

Те характеристики, которые приобретает керамогранит в ходе процесса производства, позволяют его использовать для решения многочисленных задач, связанных с отделкой. Это касается и внутреннего применения керамогранита, а также отделки элементов окружающего ландшафта (беседки, террасы, дорожки и т.д.). И по своим техническим характеристикам керамогранит наилучшим образом подходит для решения любой из этих задач.

Виды керамической плитки – размеры, типы, классы кафельной плитки

Тонкий керамогранит большого формата с мраморным рисунком, мелкая блестящая мозаика, неглазурованный глиняный кафель котто и белый гладкий фаянс: все это керамическая плитка. Подобрать нужный вариант можно под любую задачу, от отделки дорожки в саду или оформления пола в торговом центре до создания настоящих произведений искусства на стенах ванной комнаты.

Классифицировать керамическую плитку можно разными способами. Перечислим ниже основные критерии:

Разберемся, для каких целей подходят разные виды плитки и какие задачи решают лучше всего.

Керамическую плитку или прессуют или экструдируют, выдавливая форму на особом оборудовании. Чем отличаются эти методы и какой лучше?

Такая плитка ровная и гладкая, идеальная для отделки фасадов и создания простых геометрических узоров. Прессование — старая методика. Сначала порошок уплотняют в пресс-формах, потом давление снижают, чтобы выгнать остатки воздуха, а потом повышают, придавая форму и избавляя смесь от лишней влаги.

Плюсы: менее пористый материал более устойчив к влаге и повреждениям, поэтому так делают даже плитку для тротуаров. Гладкая поверхность, быстрый процесс производства, привлекательный внешний вид кафеля тоже важны.

Это более современный и творческий способ: при помощи экструзии можно сделать плитку даже необычной формы. Подходит для изготовления цоколей, уголков и других объемных элементов.

Процесс выглядит так: пластичная керамическая масса проходит через отверстие экструдера, ее форма, внешний вид и толщина при этом регулируются при помощи специальной матрицы.

Качество экструдированной плитки ни в чем не уступает качеству прессованной: она устойчива к перепадам температуры, прочна, легко чистится.

Минус: чем сложнее форма, тем более сложной будет и укладка, а также уход за плиткой.

смеси полевых шпатов и карбонатов.

Кафель, произведенный разными способами и из разных материалов отличается, как правило, внешне. Но у каждого дизайнера и домовладельца может быть свое мнение о том, какая плитка лучше. Перечислим основные виды.

Бикоттура

Название буквально означает «двойной обжиг». Смесь глины прессуют, обжигают, украшают глазурью, а затем обжигают снова. Получается относительно пористый и хрупкий материал, который можно повредить агрессивной химией. Зато на поверхность плитки двойного обжига можно нанести рисунок любого вида, в том числе фотопечать, а глазурь его отлично защищает.

Монокоттура

Более прочная плитка из белой глины одинарного обжига. Используется для облицовки и стен, и полов, укладки вне помещения. Отдельные виды монокоттуры, благодаря плотности и морозостойкости, можно использовать для укладки вне помещений. Плитка монокоттура более плоская и прочная, поэтому работать с ней легче.

Керамогранит (грес)

Если светлую глину покрасить по всей массе и обжечь один раз, получится керамогранит грес. Его поверхность затем можно обработать разными способами: полировать, шлифовать, наносить эмаль, срезать боковые кромки кафеля. При истирании керамическая плитка не меняет своего вида, поэтому он отлично выглядит в общественных местах. Из-за расхода красителей цена у такого керамогранита выше, чем у неокрашенного.

Грес подходит для всех типов помещений внутри и снаружи дома, пригоден для частных и общественных пространств. Из красной глины получают красный грес, плитку для укладки полов.

Котто

Экструдированная из красной глины плитка одинарного обжига без эмали. Довольно толстая, поэтому лучше всего подходит для отделки пола. Придумали котто во Флоренции XVII века для отделки полов в церквях. Сейчас грубоватый внешний вид считается ее отличием и «изюминкой». Материал пористый, поэтому плитку лучше обработать гидрофобными средствами или восковой мастикой, чтобы улучшить водоотталкивающие свойства.

Коттофорте

Вариация плитки котто, смесь из глины и каолина двойного обжига с непрозрачной глазурью. Пористая, но прочная, отличается красноватым цветом и грубоватым видом, подходит для оформления пола,в том числе на веранде, галерее, во внутреннем дворике.

Клинкер

Эта керамическая плитка сочетает достоинства разных методов производства: ее изготавливают методом экструзии, а основу уплотняют прессованием. Обжиг одинарный, в качестве верхнего покрытия иногда используют эмаль или тонкий слой прозрачного стекла. Клинкер используют для облицовки полов, цоколей, ступеней, строительстве бассейнов. Считается одним из лучших экологически безопасных материалов, потому что к сланцевой глине не добавляют красители при производстве плитки.

Майолика

Впервые появилась в Италии в эпоху Ренессанса, но сейчас майоликой называют любую керамическую плитку и кафель с рисунком и глазурью. Пористая основа делает материал пригодным только для использования внутри дома. Двойной обжиг закрепляет рисунок на поверхности, но материал делает более хрупким. Тем не менее, это один из самых красивых и декоративных, а поэтому востребованных в интерьере видов плитки.

Виды поверхности керамической плитки

Это та характеристика, на которую мы обращаем внимание в первую очередь, выбирая плитку для ванной комнаты, кухни или другого помещения. Именно внешний вид делает керамогранит привлекательным, но он же влияет на те характеристики, которые влияют на долговечность и простоту в уборке. Например, на глянцевой поверхности могут быть видны отпечатки пальцев, а матовый керамогранит со сложной фактурой сложнее отмыть идеально.

Глазурованный кафель гладкий

На заготовку керамической плитки наносят смесь минералов, которая под воздействием высокой температуры превращается в тонкий стеклянный слой, внешние характеристики которого зависят от использованных минералов и пигментов.

Гладкий кафель хорошо отталкивает воду, его удобнее мыть, в интерьере он эффектно отражает свет, делая любую стену более интересной и привлекательной. Подходит для отделки стен в ванных, кухнях и других комнатах. Для пола может быть слишком сложным в уборке варианте, а при попадании воды на такой плитке легко поскользнуться.

Неглазурованный кафель

Неглазурованная плитка не имеет глянцевого минерального покрытия на поверхности. Как правило, она однотонная, но иногда рисунок могут формировать цветные пигменты исходной смеси. Отлично смотрится на полу.

Полированная плитка

Полностью прокрашенный в массе керамогранит шлифуют абразивными дисками, срезав после обжига верхний слой. Получается гладкий блестящий отделочный материал, за которым можно ухаживать дополнительно, нанося специальные мастики после укладки. Стоимость такого керамогранита обычно дороже, ведь поверхность у плитки твердая, а полировка — не быстрый процесс.

Сама по себе керамический материал не скользкий, но если на него попадает вода или масло, он становится более опасным. Осторожнее используйте полированный кафель на кухнях и в ванных, избегайте на открытых балконах и террасах.

Неполированная плитка

Если керамогранит не полировать, плитку можно сделать более эффектной и неоднородной, сочетая шероховатые и блестящие участки. Такой полуполированный керамогранит называют еще лаппатированным. Его часто применяют в общественных пространствах и местах повышенной проходимости, потому что на неоднородной поверхности неполированного кафеля грязь не так заметна и внешний вид дольше остается безупречным.

Матовая плитка

У матовой керамической плитки может быть любая структура, имитирующая рельеф камня, дерева, даже ткани или кожи. Текстуру помогают детально воссоздать специальные карвинговые чернила. Хорош тем, что сохраняет высокую твердость поверхности и высокую стойкость к истиранию.

У матового кафеля много преимуществ: поверхность не скользит, на ней меньше видна грязь, хорошая имитация способна заменить деревянный паркет, создать необычный акцент в интерьере, напоминающий ткань или кожу. При этом плитка сохраняет все свои замечательные технические характеристики: прочность, надежность, устойчивость к повреждениям, стильный внешний вид и так далее.

Классы истираемости керамической плитки

Класс истираемости кафеля определяют, имитируя в лаборатории при помощи абразивов контакт с подошвами обуви. Выделяют 5 классов.

1. PEI I подходит для тех зон, где мы ходим босиком или в тапочках. Укладывайте плитку в ванных и санузлах.
2. PEI II подходит для жилых помещений, спален, гостиных. Но для коридоров, лестниц, балконов и других мест, где мы ходим в уличной обуви, уже слабовата.
3. PEI III подходит для всех частных жилых помещений, обладает средней устойчивостью. Не подходит керамическая плитка для магазинов, ресторанов и кафе, гостиниц и других общественных мест и проходных зон вроде лестничных клеток.
4. PEI IV подходит даже для зон со средней и высокой активностью передвижения: торговых центров, аэропортов и вокзалов, отелей.
5. PEI V отлично подходит для общественных мест даже с очень высокой проходимостью, это самая прочная и устойчивая к истиранию плитка.

На глаз истираемость определить трудно, хотя в целом глянцевое покрытие теряет свой привлекательный вид быстрее. Обратите внимание на надписи и рисунки на упаковках керамогранита. Мы пишем о них в статье «Маркировки плитки: на что обращать внимание при выборе».

Классы плитки в зависимости от пористости и водопоглощения

Если выбираете плитку для хаммама, душа, бассейна, да и для всех мест с повышенной влажностью, включая ванную, кухню и балконы, большой ошибкой будет уложить на большую поверхность материал высокой пористости. В лучшем случае она быстро потеряет вид, а швы покроются плесенью. В худшем всё придется перекладывать, а пострадают от влаги даже пол и стяжка. Чем больше воды впитывает плитка, тем больше вероятность того, что при перепадах температуры она просто лопнет.

По водопоглощению плитка делится на 3 группы:

1. Водопоглощение менее 3%. Подходит для веранд, террас, облицовки наружных стен, использования в бассейнах.
2. Водопоглощение от 3 до 10%. Для ванных и туалетов подойдет, а вот на улице ее лучше не использовать.
3. Водопоглощение выше 10%. Пористая плитка, которую стоит применять с осторожностью и желательно там, где на нее не будет попадать вода.

Методы укладки и виды затирки тоже влияют на устойчивость поверхность к влаге. Но даже лучшаяэпоксидная затиркане поможет, если для отделки бассейна вы решили взять пористую плитку без глазури.

Виды кафеля в зависимости от коэффициента трения

Чем выше трение, тем сложнее поскользнуться на плитке и упасть. Стандарты применения в разных странах отличаются, но в целом считается, что плитку с высоким коэффициентом нужно обязательно применять в больницах, школах и детских садах, бассейнах и общественных местах, на производстве и на кухнях ресторанов.

Оценивают коэффициент трения так:человек в эталонной обуви или босиком перемещается по наклонной платформе, облицованной кафелем. По результатам испытаний плитке присваивают категорию «скользкости», которая соответствует углу наклона платформы.

• R 9 — плитку можно использовать в рабочих помещениях, офисах и магазинах. Угол наклона платформы — от 6° до 10°;
• R 10 — плитка подходит для общественных пространств, складов, мастерских. Угол наклона платформы — от 10° до 19°;
• R 11 — материал подходит для мест с повышенной влажностью вроде бань, прачечных, автомоек и мастерских. Угол наклона платформы — от 19° до 27°;
• R 12 — плитка пригодна для облицовки холодильных камер. Угол наклона платформы — от 27° до 35°;
• R 13 — наибольший антискользящий эффект, можно использовать в помещениях для обработки продуктов, где всегда высокая влажность, используется растительное масло и бывают перепады температуры. Угол наклона платформы более 35°.

Учтите, что одна и та же плитка может показаться разным людям скользкой или безопасной: все зависит от температуры и влажности в комнате, обуви человека, угла укладки. Материал со временем может становиться менее скользким, если активное движение стирает с него гладкую эмаль, или более скользким, если шаги его, наоборот, полируют. Большинство популярных коллекций керамогранита относится к категории R10 и R11, и этого обычно достаточно.

У плитки есть другие физические свойства. Например:

• плотность;
• вес;
• морозостойкость;
• теплопроводность;
• огнестойкость и огнеупорность.

Но в быту конкретные параметры этих показателей используются редко. Общая идея такая: чем выше плотность плитки, тем прочнее изделие, выше теплопроводность. При сравнении веса стоит выбирать более легкий материал, потому что для его надежного закрепления понадобится меньше затирки и клея. Морозостойкость кафеля зависит от пористости: влага, проникающая в поры, при замерзании расширяется и вызывает растрескивание и изменение цвета. Высокопористая плитка обладает низким коэффициентом теплопроводности и может быть использована только для облицовки стен, а вот при устройстве полов с подогревом керамическая плитка должна накапливать и передавать через себя тепло. Такой теплопроводностью обладают материалы с низким коэффициентом пористости. Например, керамогранит с крошкой из природного камня. И, наконец, любой кафель хорошо сопротивляется огню и не выделяет вредных веществ при горении.

Сорта плитки

Качество керамической плитки определяется международным стандартом EN98. У каждого сорта свой цвет в маркировке

На производстве керамическая плитка проходит 3 уровня проверки:

1. Проверка лицевой поверхности на наличие визуальных дефектов;
2. Проверка геометрических показателей керамической плитки;
3. Проверка правильности формы и внешнего вида.

Для плитки первого сорта допустимы размытия цвета, микротрещинки. Для второго сорта — неровности сторон, искривления. Третий сорт уже считается некондицией: например, плитка любого вида будет отнесена к третьему сорту, если оттенок поверхности разных плиток в партии не совпадает.

Какие размеры кафельной плитки бывают

В теории, по площади плитки керамогранита любого вида могут быть любого размера. Ограничения — максимальная мощность пресса штамповки. Каждый производитель сам решает, какие размеры кафеля будут самыми удобными для потребителя и наиболее востребованными.

Самая распространенная форма — прямоугольная, а самые ходовые размеры для настенной плитки:

• 20×40
• 20х30
• 20×60
• 25×33
• 25×45.

Встречаются и более крупные и мелкие варианты формата кафеля. У квадратной плитки на стенах и полу ходовые размеры:

• 10х10,
• 15х15,
• 20х20,
• 25х25,
• 45х45.

Сейчас в тренде как крупный формат тонкого керамогранита, так и мелкая мозаика. При желании, на рынке можно найти практически любой размер и нестандартные формы любого вида и типа: шестиугольники, треугольники, керамическую плитку в форме чешуек и так далее.

По ГОСТу,

• плитка с размером стороны до 150 мм считается мелкой — это мозаика, кабанчик или «квадраты» небольшой площади,
• плитка с шириной и длиной не более 600 мм считается стандартной,
• плитка большего размера считается крупноформатной.

Как выбрать размер и форму керамической плитки? Учтите площадь облицовки: оформление целой стены мозаикой довольно утомительно, эффект может выйти давящим и некомфортным, а большое количество швов увеличит количество грязи в комнате. Оцените бюджет: крупный формат кафеля, как правило, дороже и его укладка стоит больше. Большая плитка не подойдет для быстрого и недорогого ремонта, потому что для его укладки нужна идеально ровная стена, а это дополнительные траты денег и времени. Средний формат решает большинство задач, но вы можете и сочетать размеры в интерьере: крупный керамогранит на полу, мелкая мозаика на фартуке, средние квадраты на стенах.

Нестандартная форма — всегда сложный выбор и риск, несмотря на ее привлекательность. Во-первых, производить такую сложно, и вам придется доплачивать производителю за усилия и дизайн. Во-вторых, в бюджет придется заложить работу опытного мастера, запас плитки и затирки на случай, если что-то пойдет не так (а что-то с большой вероятностью пойдет не так). У нестандартной плитки чаще встречаются разные оттенки и размеры в одной партии.

О толщине керамической плитке часто забывают, а она важна. Чем толще кафель, тем он тяжелее, и больше вероятность, что рано или поздно отвалится от стены под собственным весом. С учетом слоя клея такая плитка может отнимать драгоценные миллиметры, например, при оформлении ниши. Если в нишу должна поместиться ванная или стиральная машина, на счету каждый миллиметр. Чем крупнее плитка, тем толще придется наносить клей на кафель: слой может составить 4-8 мм.

Заключение

Выбирая плитку, обратите внимание не только на ее внешний вид, но и другие характеристики. Действуйте в зависимости от целей и выбирайте плитку, которая подходит именно для ваших задач, бюджета, типа помещения и стиля интерьера.

На какие решения и идеи в тренде стоит обратить внимание?

• Мелкий формат плитки появляется в коллекциях как ответ на запросы дизайнеров: в типовых квартирах небольшого размера именно с помощью мозаики можно с легкостью создать уникальные и оригинальные дизайны.
• Керамические покрытия сверхкрупного размера отличаются легкостью и малой толщиной, поэтому их активно используют для оформления жилых зон от гостиных до кабинетов.
• Тренд на тактильность: экструдированная керамическая плитка с фактурой, имитирующей натуральные материалы, на пике популярности. В моде тонкие керамические плитки, изображающие деревянные планки, кафель с достоверной поверхностью древесины, эффекты 3D.

Влияние различной температуры обжига на теплопроводность керамической плитки

[1] Н.Т. Селли, Разработка композиций для плитки из белого керамогранита на основе анортита, Ceram. Междунар. 41 (2015) 7790–7795.

DOI: 10.1016/j. ceramint.2015.02.112

Академия Google

[2] К. Эффтинг, С. Гутс, О.Э. Аларкон, Оценка теплового комфорта керамической напольной плитки, Матер. Рез. 10 (2007) 301–307.

DOI: 10.1590/s1516-14392007000300016

Академия Google

[3] Э. Энрикес, В. Фуэртес, М. Дж. Кабрера, Дж. Сеорес, Д. Муньос, Дж. Ф. Фернандес, Новая стратегия смягчения эффекта городского теплового острова: энергосбережение за счет сочетания высокого альбедо и низкой температуропроводности в стеклокерамических материалах, Sol. Энергия. 149(2017) 114–124.

DOI: 10.1016/j.solener.2017.04.011

Академия Google

[4] Л.М. Шаббах, Д.Л. Мариноски, С. Гутс, А.М. Бернардин, М.К. Фредель, Пигментированная глазурованная керамическая черепица в Бразилии: тепловые и оптические свойства, связанные с коэффициентом солнечного отражения, Sol. Энергия. 159(2018) 113–124.

DOI: 10.1016/j.solener.2017.10.076

Академия Google

[5] М. Сутку, Влияние вспученного вермикулита на физические свойства и теплопроводность глиняных кирпичей, Керам. Междунар. 41 (2015) 2819–2827.

DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.10.102

Академия Google

[6] М.Л. Gualtieri, A.F. Gualtieri, S. Gagliardi, P. Ruffini, R. Ferrari, M. Hanuskova, Теплопроводность обожженных глин: влияние минералогических и физических свойств сырья, Appl. Глина наук. 49(2010) 269–275.

DOI: 10.1016/j.clay.2010.06.002

Академия Google

[7] I. Allegretta, G. Eramo, D. Pinto, A. Hein, Влияние минералогии, микроструктуры и температуры обжига на эффективную теплопроводность традиционной керамики горячей обработки, Appl. Глина наук. 135 (2017) 260–270.

DOI: 10.1016/j.clay.2016.10.001

Академия Google

[8] У. Берарди, Разработка систем остекления с аэрогелем кремнезема, Energy Procedia. 78 (2015) 394–399.

DOI: 10.1016/j.egypro.2015.11.682

Академия Google

[9] К. Бао, В. Донг, Дж. Чжоу, К. Лю, Т. Чжао, Влияние кальцита на микроструктуру и свойства спекания керамогранита, стр. 88, (2017) 881–886.

DOI: 10.2109/jcersj2.17105

Академия Google

[10] Ф. Контартези, Ф.Г. Мельхиадес, А.О. Boschi, Предполагаемый переобжиг керамогранита: влияние цикла обжига и объемной плотности неспеченного материала, Bol. Ла Сок. особ. Керам. Y Видр. (2018) 1–8.

DOI: 10.1016/j.bsecv.2018.07.001

Академия Google

[11] A. Pavese, L. Pagliari, I. Adamo, V. Diella, F. Francescon, Влияние распределения частиц по размерам и состава исходной фазы в системе Na-полевой шпат/каолинит при высокой температуре, J. Eur. Керам. соц. 35 (2014) 1327–1335.

DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2014.10.035

Академия Google

[12] Э. Эрен Гюльтекин, Влияние скорости нагрева и температуры спекания на модуль упругости керамогранита, Ультразвук. 83 (2018) 120–125.

DOI: 10.1016/j.ultras.2017.06. 005

Академия Google

[13] Дж. Гарсия-Тен, М. Дж. Ортс, А. Сабурит, Г. Силва, Теплопроводность традиционной керамики: Часть II: Влияние минералогического состава, Ceram. Междунар. 36 (2010) 2017–(2024).

DOI: 10.1016/j.ceramint.2010.05.013

Академия Google

[14] С. Китуни, Хараби, Спекание и механические свойства фарфора, приготовленного из алжирского сырья (Sinterização e proprieades mecânicas de porcelanas, Cerâmica. 57 (2011) 453–460.

DOI: 10.1590/s0366-69132011000400013

Академия Google

[15] Ю. Кобаяши, О. Охира, Ю. Охаши, Э. Като, Влияние температуры обжига на прочность на изгиб фарфора для посуды, J. Am. Керам. соц. 75 (1992) 1801–1806 гг.

DOI: 10.1111/j.1151-2916.1992.tb07200.x

Академия Google

[16] Дж. Г. Тен, М. Дж. Ортс, А. Сабурит, Г. Сильва, теплопроводность традиционной керамики. Часть I: Влияние насыпной плотности и температуры обжига, Ceram. Междунар. 36 (2010) 1951–(1959).

DOI: 10.1016/j.ceramint.2010.05.012

Академия Google

[17] Х. Махрафи, Г. Лебон, Влияние размера и пористости на теплопроводность нанопористого материала с распространением на нанопористые частицы, встроенные в матрицу-хозяин, Phys. лат. Разд. Генерал В. Физика твердого тела. 379(2015) 968–973.

DOI: 10. 1016/j.physleta.2015.01.027

Академия Google

[18] К. Алмадхони, С. Хан, Теплофизические свойства ячеистого алюминия и керамических частиц / алюминиевых композитов Теплофизические свойства ячеистого алюминия и керамических частиц / алюминиевых композитов, 5 (2015) 17–27.

Google Scholar

Плотность, теплоемкость, теплопроводность

О фарфоре

Фарфор — это керамический материал, получаемый путем нагревания материалов, обычно таких как каолин, в печи до температуры от 1200 до 1400 °C. Фарфоровые и керамические материалы примерно так же устойчивы к кислотам и химическим веществам, как и стекло, но обладают большей прочностью. Это компенсируется большей вероятностью теплового удара.

Сводка

Имя	Фарфор
Фаза на STP	цельный
Плотность	2400 кг/м3
Предел прочности при растяжении	29 МПа
Предел текучести	Н/Д
Модуль упругости Юнга	Н/Д
Твердость по Бринеллю	7 Мооса
Точка плавления	1927 °С
Теплопроводность	1,5 Вт/мК
Теплоемкость	1050 Дж/г К
Цена	20 $/кг

Плотность фарфора

Типичные плотности различных веществ даны при атмосферном давлении. Плотность  определяется как масса на единицу объема . Это интенсивное свойство , которое математически определяется как масса, деленная на объем: общий объем (V), занимаемый этим веществом. Стандартная единица СИ составляет килограмма на кубический метр ( кг/м ³ ). Стандартная английская единица измерения – 90 122 фунта массы на кубический фут 9.0123  ( фунт/фут ³ ).

Плотность фарфора 2400 кг/м ³ .

 

Пример: Плотность

Вычислите высоту фарфорового куба, который весит одну метрическую тонну.

Решение:

Плотность определяется как масса на единицу объема . Математически он определяется как масса, деленная на объем: ρ = m/V

Так как объем куба равен третьей степени его сторон (V = a ³ ), высоту этого куба можно вычислить:

Тогда высота этого куба равна а = 0,747 м .

Плотность материалов

Механические свойства фарфора

Прочность фарфора

В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Сопротивление материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешние нагрузки , приложенные к материалу, и результирующая деформация или изменение размеров материала. При проектировании конструкций и машин важно учитывать эти факторы, чтобы выбранный материал имел достаточную прочность, чтобы противостоять приложенным нагрузкам или силам и сохранять свою первоначальную форму.

Прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Для напряжения растяжения способность материала или конструкции выдерживать нагрузки, имеющие тенденцию к удлинению, известна как предел прочности при растяжении (UTS). Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. В случае растягивающего напряжения однородного стержня (кривая напряжения-деформации) Закон Гука описывает поведение стержня в упругой области. Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растягивающем и сжимающем напряжении в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение.

См. также: Прочность материалов

Предел прочности при растяжении фарфора

Предел прочности при растяжении фарфора 29 МПа.

Предел текучести фарфора

Предел текучести фарфора   не применимо.

Модуль упругости фарфора

Модуль упругости Юнга фарфора – нет данных.

Твердость фарфора

В материаловедении  твердость  – это способность выдерживать  поверхностные вдавливания ( локализованная пластическая деформация ) и  царапание . Испытание на твердость по Бринеллю В тестах Бринелля жесткий,  9Сферический индентор 0122 вдавливается под определенной нагрузкой в ​​поверхность испытуемого металла.

Число твердости по Бринеллю (HB) представляет собой нагрузку, деленную на площадь поверхности вмятины. Диаметр вдавления измеряют с помощью микроскопа с наложенной шкалой. Число твердости по Бринеллю рассчитывается по уравнению:

Твердость фарфора составляет приблизительно 7 по шкале Мооса.

См. также: Твердость материалов

 

Пример: Прочность

Предположим, пластиковый стержень изготовлен из фарфора. Этот пластиковый стержень имеет площадь поперечного сечения 1 см ² . Рассчитайте усилие на растяжение, необходимое для достижения предела прочности на растяжение для этого материала, которое составляет: UTS = 29 МПа.

Решение:

Напряжение (σ)  можно приравнять нагрузке на единицу площади или силе (F), приложенной к площади поперечного сечения (A) перпендикулярно силе, как:

, следовательно, растяжение усилие, необходимое для достижения предела прочности на растяжение:

F = UTS x A = 29 x 10 ⁶ x 0,0001 = 2 900 Н

Прочность материалов

Эластичность материалов

Твердость материалов

 

Термические свойства Фарфор

Фарфор – температура плавления

Температура плавления фарфора 1927 °C .

Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением. В целом плавление  является фазовым переходом  вещества из твердого состояния в жидкое. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии. Для различных химических соединений и сплавов трудно определить температуру плавления, так как они обычно представляют собой смесь различных химических элементов.

Фарфор – Теплопроводность

Теплопроводность фарфора 1,5 Вт/(м·К) .

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·К . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье  применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Фарфор – Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость фарфора 1050 Дж/г K .

Удельная теплоемкость или удельная теплоемкость   – это свойство, связанное с  внутренней энергией  , которое очень важно в термодинамике. Интенсивные свойства c _v и c _p определяются для чистых простых сжимаемых веществ как частные производные внутренней энергии u(T, v) и энтальпии h(T, p) соответственно:

где индексы v и p  обозначают переменные, фиксированные во время дифференцирования. Свойства c _v и c _p называются удельной теплоемкостью (или теплоемкостью ), потому что при определенных особых условиях они связывают изменение температуры системы с количеством энергии, добавленной теплопередача. Их единицы СИ  Дж/кг K или Дж/моль K .

 

Пример: расчет теплопередачи

Теплопроводность определяется как количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадратный участок материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем выше его способность сопротивляться теплопередаче.

Рассчитайте скорость теплового потока  через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м ² ). Стена имеет толщину 15 см (L ₁ ) и изготовлена ​​из фарфора с теплопроводностью k ₁ = 1,5 Вт/м·К (плохой теплоизолятор). Предположим, что внутренняя и наружная температуры  составляют 22°C и -8°C, а коэффициенты конвекционной теплопередачи  на внутренней и внешней сторонах равны h ₁  = 10 Вт/м ² K и h ₂  = 30 Вт/м ² К соответственно. Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от окружающих и внутренних условий (ветер, влажность и т. д.).

Рассчитайте тепловой поток ( потери тепла ) через эту стену.

Решение:

Как уже было сказано, многие процессы теплопередачи включают составные системы и даже включают комбинацию проводимости и конвекции . С этими композитными системами часто удобно работать с  общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . U-фактор определяется выражением, аналогичным Закон охлаждения Ньютона :

Общий коэффициент теплопередачи связан с полным тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.

, предполагая одномерную теплопередачу через плоскую стенку и игнорируя излучение, Общий коэффициент теплопередачи может быть рассчитана как:

Общий коэффициент теплопередачи -это: u = 1 / (1 .