MATERIAŁY CERAMICZNE dr hab. inż. Mirosław Bućko, prof. AGH B-8, p. 1.13 tel. 12 617 3572, www.kcimo.pl, bucko@agh.edu.pl Organizacja przedmiotu Wykłady prowadzący: dr hab. inż. Mirosław Bućko, prof. AGH; kontakt: B-8, p. 1.13; tel. 12 617 3572, www.kcimo.pl, bucko@agh.edu.pl (nie odpowiadam na maile zaczynające się od słowa Witam ); termin: poniedziałek 10 30-12 00, B-8, s. 0.10B; konsultacje Pn-Wt, 07 45-08 30, Organizacja przedmiotu Seminarium prowadzący: dr inż. Dariusz Zientara; kontakt: B-6, p. 106; hala Br.5; tel. 12 617 3952; www.kcimo.pl, zientara@agh.edu.pl; Laboratorium prowadzący: dr inż. Dariusz Zientara dr inż. Justyna Sułowska mgr inż. Agnieszka Wilk mgr inż. Kamil Wojciechowski termin: co 3 tyg. 6 h, miejsce: B-6, hala Br.5, B-8, p. 2.23e, 1
Organizacja przedmiotu Egzamin termin zerowy ustny, warunek średnia ocen z seminarium i laboratorium min. 4,5; I termin - pisemny, warunek pozytywna ocena z seminarium i laboratorium; II termin wrzesień; ocena końcowa = 0,5 E + 0,25 S + 0,25 L Organizacja przedmiotu tematyka wykładów 1. Wstęp, historia ceramiki; 2. Surowce ceramiczne; 3. Krzemiany, glinokrzemiany i szkła podstawy systematyki krzemianów i glinokrzemianów, struktury, przykładowe związki, budowa szkieł krzemianowych, właściwości i zastosowanie, 4.Ceramika tradycyjna i techniczna ceramika szlachetna, porcelana, porcelit, fajans, płytki ceramiczne, pigmenty, 5. Materiały budowlane i wiążące cement, wapno, gips, materiały spiekane, cegły silikatowe, beton komórkowy, betony, 6. Materiały ogniotrwałe wymagania, podstawowe grupy materiałów, właściwości, zastosowanie, 7. Tlenkowe materiały konstrukcyjne - struktury, właściwości, otrzymywanie: korund, dwutlenek cyrkonu, spinel, mullit, kwarc, kordieryt, ; Organizacja przedmiotu tematyka wykładów 8. Kowalencyjne materiały konstrukcyjne struktury, właściwości, otrzymywanie: węgliki, azotki, borki, alon, sialony, fazy MAX, 9. Bioceramika biozgodność i reaktywność materiałów ceramicznych w środowisku biologicznym, aplikacje, HAp, TCP, ZrO 2; 10. Optoceramika fotoprzewodniki, materiały laserowe, kryształy fotoniczne; 11. Elektroceramika nadprzewodniki ceramiczne, półprzewodniki III-V, termistory, warystory, przewodniki jonowe, izolatory i dielektryki, ferroelektryki; 12. Magnetoceramika zjawiska magnetyczne w materiałach ceramicznych, ferryty, rezystory magnetyczne, multiferroiki; 13. Kompozyty CMC, kompozyty z włóknami ceramicznymi; 2
Organizacja przedmiotu źródła 1. Wykłady www.kcimo.pl 2. J.Dereń, J.Haber, R.Pampuch, Chemia Ciała Stałego, PWN, Warszawa, 1975. 3. R.Pampuch, "Budowa i właściwości materiałów ceramicznych" Wyd. AGH, Kraków, 1995. 4. R.Pampuch, Współczesne materiały ceramiczne, wyd. AGH, Kraków, 2005. 5. R.Pampuch., K.Haberko., M.Kordek, Nauka o procesach ceramicznych, PWN, Warszawa, 1992. Czym są materiały ceramiczne? Źródłosłów κεραμος (keramos) w języku greckim glina, ziemia ; ho keramos wypalony gliniany wyrób, najczęściej naczynie; Ceramika We define ceramics as the art and science of making and using solid articles which have as their essential component, and are composed in larg part of, inorganic, nonmetallic materials. W. D. Kingery, Introduction to Ceramics, J.Wiley, 1960 Materiały ceramiczne Grupa materiałów niemetalicznych i nieorganicznych Podział materiałów ceramicznych Porcelana Fajans Kamionka Ceramika Tradycyjna Płytki Ceramika Sanitarna Ceramika Zaawansowana Materiały Konstrukcyjne Materiały Funkcjonalne Elektroceramika Magnetoceramika Materiały Ceramiczne Bioceramika Ceramika Techniczna Optoceramika Materiały Ogniotrwałe Materiały Budowlane Szkło 3
Czy warto zajmować się ceramiką? Raport BCC Research: Wydaje się, że ceramika techniczna i zaawansowane materiały konstrukcyjne osiągają maksimum wzrostu. Nowe i ulepszone materiały ceramiczne umożliwiają osiągnięcie pełnych możliwości przez nowe technologie, mające obecnie największy wpływ na ekonomię i społeczeństwo Północnej Ameryki. Źródła wiedzy o pre-historii i historii materiałów ceramicznych archeologia, literatura, artefakty, Okresy rozwoju cywilizacji technicznej: I. Paleolit - epoka kamienia łupanego, 2,58 mln 11,7 tys. lat BC, plejstocen i początkowy holocen, różne rodzaje Homo, kultura zbieracko-łowiecka; II. Mezolit środkowa epoka kamienna, 11 tys. 5 tys. BC, początki rolnictwa, Bliski i Daleki Wschód i Europa, Homo sapiens; III. Neolit epoka kamienia gładzonego, 8 tys. 3.5 tys. BC, kultury osiadłe, rolnictwo, rzemiosło, pojazdy, - neolit preceramiczny; - neolit ceramiczny 6 tys. BC (Bliski Wschód), 5 tys. BC Europa (Grecja, kultura Sesklo); pierwsze przedmioty użytkowe kultura Olduvai, kultura aszelska 1,5 mln 500 tys. lat BC narzędzia z twardych skał głównie krzemienia pięściaki, zgrzebła, skrobacze 4
pierwsze dzieło sztuki z naturalnego materiału ceramicznego środkowy paleolit ok. 70 tys. lat BC jaskinia Blombos, Południowa Afryka ochra pierwsze użycie naturalnych pigmentów ceramicznych kultura oryniacka, paleolit 32-30 tys. lat BC, jaskinia Chauvet pierwsze dzieło sztuki wytworzone z materiału ceramicznego kultura grawecka, paleolit 29-25 tys. lat BC Dolní Věstonice, Morawy 5
pierwsze zachowane naczynia ceramiczne ok. 18 tys. lat BC jaskinia Yuchanyan, Chiny pierwsze ceramiczne materiały budowlane Najstarsze niewypalane, suszone na słońcu cegły, datowane na ok. 7 500 BC, pochodzą z Çayönü w południowej Anatolii. Inne równie stare znaleziska, pomiędzy 7 000 a 6 395 BC, pochodzą z Jerycha i Catal Hüyük. Przyjmuje się, ze pierwsze wypalane materiały budowlane zostały wytworzone w trzecim tysiącleciu BC. pierwsze (?) technologiczne materiały ceramiczne piece do produkcji metali w Egipcie ok. 3000 r. BC, w Europie od ok. 1000 r. BC, na ziemiach polskich od ok. IV BC. 6
Państwo Sumeryjskie - płd. Mezopotamia, 3200 lat BC, wynalazek koła garncarskiego; Babilon - środkowa i południowa Mezopotamia, II i I tysiąclecie BC, wynalazek palonej i szkliwionej cegły; Egipt - okres predynastyczny (do ok. 3200 lat BC) i Stare Państwo (3200 2230 BC), gliniane wyroby malowane, farby i przeźroczyste szkliwa; 7
Egipt - Średnie Państwo (2000 1750 BC), szkliwione figurki, Egipt - Nowe Państwo (1580 1085 BC), błękitne i zielone fajanse; Grecja kultura kreteńska, 1800 1700 BC, styl kamares, subtelność rysunku, wzory o motywach geometrycznych i stylizowanych roślinnych, białe, czerwone i pomarańczowe motywy na czarnym tle; 8
Grecja kultura kreteńska, 1700-1550 BC, styl naturalistyczny, wzory flory i fauny morskiej, barwa czarna na jasnym tle lub odwrotnie; Grecja kultura kreteńska, 1550-1400 BC, styl pałacowy, dekoracje nierealistyczne, mało barw; Grecja Chalkis, Ateny, Korynt, 800-600 BC, styl geometryczny, pasy, koła i meandry, sylwetki zwierząt i sceny figuralne; 9
Grecja Ateny, Korynt, 600 BC, styl czarnofigurowy; Grecja Ateny, Korynt, 600-500 BC, styl czerwonofigurowy; Grecja mozaiki, 10
Etruria wpływy greckie; Rzym Arezzo od I w. BC, zdobienie reliefowe, terra sigillata; Chiny wyroby ceramiczne od neolitu, mnogość miejsc i kultur; 11
Chiny dynastia Szang (1751-1111 BC), ceramika szara; Chiny dynastia Czou (800-400 BC), protoporcelana; Chiny okres walczących królestw, III w. BC, terrakota; 12
Chiny dynastia Han, III w. BC I w. AD, wyroby malowane i szkliwione, produkowane seryjnie figurki; Chiny dynastia Song, 960 1279, ceramika monochromatyczna, szkliwa o barwie kości słoniowej, szkliwa seladonowe, szkliwa craclē; Chiny dynastia Yuan, 1279-1368, malowanie podszkliwne tlenkiem kobaltu oraz związkami z tlenkiem miedzi; 13
Chiny dynastia Ming, 1368-1640, biała grubościenna porcelana, malowana podszkliwne tlenkiem kobaltu, ; Chiny, trzema pigmentami (sancai), Chiny, pięcioma pigmentami (wucai), 14
Chiny, pigmentami kontrastującymi (doucai), Chiny lub szkliwami z koloidalną miedzią; Chiny dynastia Qing, perfekcyjne malarstwo podszkliwne tlenkiem kobaltu; 15
Chiny dynastia Qing, wielobarwne dekoracje naszkliwne; Chiny dynastia Qing, wiele różnych technik dekoracyjnych; Japonia rozkwit w okresie Edo, 1615 1867, dynastia Qing, wiele różnych technik dekoracyjnych; 16
Europa neolit, kultury związane z różnymi plemionami i ośrodkami: kultura ceramiki wstęgowej rytej, kultura ceramiki wstęgowej kłutej, kultury kręgu polgarskiego (nadcisańskiego), kultury kręgu lendzielskiego, kultury pucharów lejkowatych, krąg paraneolitycznych kultur Niżu Wschodnioeuropejskiego, kultura amfor kulistych, kultura ceramiki promienistej (badeńska), krąg kultur ceramiki sznurowej, kultura pucharów dzwonowatych. Europa kultura ceramiki wstęgowej rytej, kulisty kształt, brak uszu, inspiracja owocem tykwy, ornament ryty sprawiający wrażenie wstęg; Europa kultura ceramiki wstęgowej kłutej, gruszkowaty kształt, płaskie dno, załom w dolnej części brzuśca, ornamenty w postaci skośnych i poziomych pasów tworzony przez nakłucia bądź krótkie kreseczki; 17
Europa kultura pucharów lejkowych, stemplowane ornamenty; Europa kultura amfor kulistych; Europa kultura ceramiki sznurowej, esowaty profil, element dekoracyjny to odciski sznura; 18
Europa kultura ceramiki promienistej, element zdobniczy to linie ryte zbiegające się promieniście przy dnach naczyń; Europa kultura łużycka, epoka brązu, od I w. BC na terenach obecnej Polski, różnorodność zdobienia, motywy malowane, ; Europa lub ornament wyżłobiony w powierzchni naczynia, wypełniony barwną gliną i wypalony; 19
Europa naczynia o osobliwych kształtach, pucharki w kształcie buta, gliniane rogi do picia, grzechotki w formie ptaków czy beczułek; Europa nowożytność, przy innej okazji ; 20