Elemente und Moleküle, Schulbuch

95 5.4 SilicaTe Keramische Werkstoffe Ton • Kaolin • Steingut • Steinzeug • Porzellan • Schamotte Rohstoff für keramische Werkstoffe ist der Ton . Er ist ein wasserhältiges Alumini- umsilicat, das bei der Verwitterung der Silicatgesteine entsteht. Ton nimmt Wasser auf und wird dadurch weich und formbar. Danach wird er getrocknet und gebrannt (dh. stark erhitzt). Dabei verliert der Ton das Wasser und sintert, dh., er backt im festen Zustand zusammen, ohne dabei vollständig zu schmelzen. Da reiner Ton erst bei sehr hohen Temperaturen sintert und sich dabei zusammenzieht („schwindet“), setzt man Quarzsand als Magerungsmittel (verringert das Schwinden) und Feldspat als Sinterhilfe zu. Je nach Brenntemperatur kann man Keramik mit dichtem Scher- ben (wasser- und gasdicht gesintert) und solche mit porösem Scherben erzeugen. Als Scherben wird jedes keramische Werkstück bezeichnet. Porzellan ist eine Tonware mit dichtem Scherben. Es wird aus sehr reinem Ton (Por- zellanerde, Kaolin), Quarzmehl und Feldspatpulver erzeugt. Da die Ausgangsstoffe sehr rein sind, ist der Scherben weiß. Die Brenntemperatur beträgt bis 1500 °C. Meist wird Porzellan glasiert. Die Glasur ist eine Glasmasse, die auf die Porzellanoberflä- che aufgetragen und in einem zweiten Brennvorgang geschmolzen wird. Porzellan ist hart, sehr temperaturbeständig und chemikalienresistent und findet daher im Labor Verwendung. Es ist ein ausgezeichneter elektrischer Isolator. Am bekanntes- ten ist aber die Verwendung als Tafelgeschirr. Steingut wird ebenfalls aus ziemlich reinen Ausgangsstoffen hergestellt, sodass es einen weißen oder hellgrauen Scherben hat. Es wird bei ca. 900 °C gebrannt und behält daher eine poröse Struktur. Erst durch die Glasur wird die Oberfläche dicht. Man verwendet es zur Herstellung von Sanitärgeräten und von billigem Tafelgeschirr. Steinzeug wird aus billigeren Ausgangsmaterialien erzeugt und hat daher einen dunklen Scherben. Es wird bis zur Sinterung gebrannt (1500 °C). Man verwendet es für Fliesen und Kanalrohre. Die Töpferwaren werden ebenfalls aus billigeren Ausgangsmaterialien hergestellt. Sie haben daher einen meist rötlichen Scherben (Verunreinigung durch Eisenoxide). Der Töpferton enthält schon Sand, sodass sich die Zugabe eines Magerungsmittels erübrigt. Die Brenntemperatur beträgt ca. 900 °C, sodass der Scherben porös bleibt. Für Ziegel wird der billige und häufig vorkommende Lehm, ein sehr stark verunrei- nigter Ton, als Ausgangsstoff verwendet. Die hoch feuerfesten Schamottsteine für Ofenauskleidungen und technische Anwendungen sind ebenfalls aus Ton hergestellt. Dabei darf man keinen Quarz und Feldspat zusetzen, da diese den Schmelzpunkt herabsetzen würden (Schamott ist bis über 2000 °C temperaturbeständig). Um das Schwinden beim Brennen zu verringern, setzt man als Magerungsmittel gemahle- nen „gebrannten Ton“ zu. weiß Lehm Kaolin Ton G l a s i e r e n F o r m e n u n d T r o c k n e n Porzellan Steinzeug Steingut bunt mit Unter- glasurmalerei Ziegel, Blumentöpfe Töpfer- geschirr Feldspat Quarz Magerungs- mittel 1. Brand: zwischen 900 °C und 1100 °C 2. Brand: zwischen 900 °C und 1400 °C bunt mit Auf- glasurmalerei Isolatoren, (Säure- festes) Geschirr Klinker, Fliesen, Rohre, chem. Geräte Majolika, Fayence Feuerton Bemalen Bemalen 3. Brand 700 °C 2. Brand 1. Brand 1. Brand Keramik Scherben Töpferware porös undurchsichtig Steingut porös undurchsichtig Steinzeug dicht undurchsichtig Porzellan dicht durchscheinend Abb. 95.3: Keramische Produkte aus verschiedenen Rohstoffen Abb. 95.2: Keramische Produkte und ihre Eigenschaften Abb. 95.1: Tonhältige Mineralien Feldspat Quarz Glimmer Ton- mineralien Muskovit Quarz Rutil Zirkon Magnetit Feldspat Montmorillonit Illit Kaolinit Verwitterung Kalk Dolomit Sand Neu gebildete Mineralien Limonit Phosphorit Carbonate TON Mergel Kaolin Lehm Nur zu Prüfz ecken – Eigentum des Verlags öbv