Керамика — уникальный материал, созданный человеком. Удивительная способность принимать любые формы, сохранять их после обжига и противостоять разрушительному действию времени сделала керамику незаменимой частью развития цивилизации. От древнейших глиняных сосудов до современных высокотехнологичных компонентов космических кораблей — этот материал продолжает играть ключевую роль в развитии человечества.

Факты

• Древнейший предмет из обожжённой глины: вестоницкая Венера, 29–25 тысяч лет назад.
• Первые керамические горшки: около 20–19 тысяч лет назад, Китай, пещера Сяньжэньдун.
• Гончарный круг: III тысячелетие до нашей эры.
• Температура обжига современной керамики: 1200–1280 °C.
• Толщина глазурного покрытия: 0,12 до 0,40 мм.
• Водопоглощение: от 0,2% (фарфор) до 18% (гончарная керамика).

Виды керамики

В современном производстве различают два основных типа керамики: тонкую и грубую. Каждый тип определяется структурой черепка. Для тонкой керамики характерен стекловидный или мелкозернистый состав, для грубой — крупнозернистый.

К тонкой керамике относятся:

• фарфор — материал с плотным белым черепком, водопоглощением до 0,2% и характерным мелодичным звуком при постукивании,
• фаянс — отличается пористым белым черепком с желтоватым оттенком и водопоглощением 9–12%,
• полуфарфор — занимает промежуточное положение между фарфором и фаянсом, имеет белый черепок с водопоглощением 3–5%,
• майолика — характеризуется пористым черепком с водопоглощением около 15%, покрывается цветными глазурями.

В категорию грубой керамики входят:

• архитектурно-строительные материалы — кирпич, изразцы, черепица,
• огнеупорная керамика — плиты, тигли, капсели для плавки и обжига,
• гончарные изделия.

Современная промышленность также производит специальные виды керамики:

• карбидная — на основе карбида вольфрама и кремния,
• алюмооксидная,
• циркониевая — с использованием оксида циркония,
• нитридная — на основе нитрида алюминия.

История керамики

Появление керамики стало одним из важнейших этапов развития человечества. Древнейший керамический артефакт — вестоницкая Венера, хранящаяся в Моравском музее в Брно, — датируется периодом 29–25 тысяч лет до нашей эры.

Археологические находки демонстрируют широкую географию раннего керамического производства:

• В Китае (пещера Сяньжэньдун, провинция Цзянси) обнаружены горшки возрастом 20–19 тысяч лет.
• В Амурской области на реке Громатухе керамические изделия появились около 15,5 тысяч лет назад.
• В Забайкалье найдена древнейшая керамическая посуда России возрастом 12 тысяч лет.

Значительный прогресс в развитии керамического производства произошёл в третьем тысячелетии до нашей эры с изобретением гончарного круга. Это нововведение существенно ускорило и упростило процесс создания изделий. При этом в доколумбовой Америке индейские мастера продолжали изготавливать керамику без использования гончарного круга вплоть до прихода европейцев.

В XVI веке европейское керамическое производство достигло нового уровня развития:

• В Германии началось производство каменной керамики с температурой обжига 1200–1280 °C.
• В Европе появилась майолика — керамика с двойным глазурным покрытием.
• Голландские мастера освоили производство красной каменной керамики по китайским образцам.

К XVIII веку в Англии сформировалось производство тонкого фаянса — особого вида керамики с белым пористым черепком, покрытым белой глазурью. В зависимости от прочности черепка различают три вида фаянса: мягкий с высоким содержанием извести, средний и твёрдый — без содержания извести.

История керамики на Руси

Гончарное искусство древнерусских мастеров достигло особого расцвета в производстве поливной керамики. Эта техника получила широкое распространение в южнорусских городах конца X — начала XI века, прежде всего в Киеве, Чернигове, Вышгороде и Любече — крупнейших центрах древнерусского государства.

Особенности древнерусского керамического производства:

• Использование двухъярусных гончарных горнов (нижний ярус располагался под землёй).
• Применение четырёх основных программ конструирования сосудов: донной, донно-ёмкостной, ёмкостной и ёмкостно-донной.
• Создание уникальных белоглиняных поливных изделий с плотной непрозрачной поливой ярко-зелёного и жёлтого цветов.

В XI веке киевские мастера создавали особые белоглиняные поливные блюда, вдохновлённые византийскими образцами, но имевшие характерные местные черты. Эти изделия отличались горизонтально отогнутым венчиком вместо традиционного византийского «рельсовидного» и изготавливались из местного сырья.

На развитие керамического производства существенно повлияло монголо-татарское нашествие:

• Центры керамического искусства переместились в северные и западные пограничные города.
• В московских землях утратилось изразцовое искусство.
• Исчезли некоторые виды изделий: двуручные корчаги-амфоры, вертикальные светильники.
• Упростился орнамент и техника глазурования.

Особое место в истории русской керамики занимает Псково-Печерский монастырь, где сохранилось более ста древних надгробных монашеских плит (керамид) XVI века. Эти уникальные изделия до 45–60 см в высоту и 30–40 см в ширину, выполнены из обожжённой глины с тёмно-зелёной поливой.

Отдельного внимания заслуживает гжельская керамика — особое направление русского керамического искусства, характеризующееся уникальным бело-синим стилем росписи.

Современные направления керамического производства

Прозрачная керамика

Долгое время считалось, что керамика не может быть прозрачной из-за особенностей своей кристаллической структуры. Однако современные технологии спекания наночастиц позволили создать принципиально новый материал — прозрачную керамику. Её оптические характеристики (диапазон пропускания излучения, дисперсия, показатель преломления) выходят за пределы возможностей традиционных оптических стёкол.

Нанокерамика

Нанокерамика представляет собой особый класс компактных материалов, созданных на основе:

• оксидов,
• карбидов,
• нитридов,
• боридов,
• других неорганических соединений.

Главная особенность нанокерамики — размер кристаллитов (зёрен) не превышает 100 нанометров. Это определяет её уникальные свойства и широкий спектр применения:

• производство бронекерамики,
• создание генераторных ламп СВЧ-диапазона,
• изготовление подложек для полупроводниковых приборов,
• производство изоляторов для вакуумных дугогасительных камер.
• создание компонентов для электронно-оптических преобразователей в приборах ночного видения.

Технология производства керамических изделий

Современное керамическое производство представляет собой сложный многоэтапный процесс, где каждая стадия требует строгого соблюдения технологических параметров.

Основные этапы производства

1. Приготовление шликера.
2. Формовка изделий.
3. Сушка.
4. Нанесение глазури.
5. Обжиг.

Подготовка сырья

В производстве керамики используются два типа материалов:

• пластичные (глины и каолины),
• непластичные (шамот, кварц, полевой шпат).

Приготовление шликера

Процесс создания шликера включает три последовательных этапа:

1. Помол полевого шпата и песка (10–12 часов).
2. Добавление глины.
3. Введение каолина.

Готовый шликер выдерживается в специальных ёмкостях для достижения оптимальной консистенции.

Глазурование

Глазурь — это особый стекловидный сплав толщиной 0,12–0,40 мм, который выполняет несколько функций:

• создаёт гладкое защитное покрытие,
• повышает прочность изделий,
• улучшает внешний вид,
• обеспечивает диэлектрические свойства,
• защищает декор от механических и химических воздействий.

В состав глазури входят измельчённый циркон, мел, белила, связующие компоненты.

Формование и обжиг

Формование изделий осуществляется наливным способом с использованием специальных форм, рассчитанных на 80 циклов использования. Окончательный обжиг проводится при температуре 1230 °C на протяжении суток в печах длиной около 89 метров.

После обжига проводится тщательная сортировка изделий с выявлением возможных дефектов. Если дефект можно устранить, изделия поступают на реставрацию, если нет — отбраковываются.