Od hliny ku keramike

Čo je to keramika?
   Slovo keramika pochádza z gréckeho slova "pottery" alebo "pálená hlina". Hlina sa ťaží zo zeme a páli sa na hrnce, tehly a ozdoby už od predhistorických čias.

Čo je to hlina?
   Hlina je zmesou niekoľkých látok. Najkvalitnejšia hlina - kaolín, ktorá sa používa na výrobu porcelánového riadu a ozdôb, obsahuje vysoký podiel kaolinitu. Kaolinit obsahuje kremíkové, kyslíkové a hliníkové atómy. Atómy kremíka a kyslíka sú spojené silnými kovalentnými väzbami, medzi atómami kyslíka a hliníka sú iónové väzby. Tieto atómy sú spojené dokopy v oddelených nosných rovinách do obrovskej štruktúry. Nosné roviny sa opisujú ako 2-rozmerná štruktúra.
   Všimnime si podobnosť medzi štruktúrou surovej hliny a kremeňa, čo sa používa na výrobu skla. Predsalen je tu dôležitý rozdiel, hlina má rovinnú 2-rozmernú štruktúru, zatiaľčo štruktúra piesku a skla je 3-rozmerná.

Tvarovanie a pálenie hliny
       Keď je hlina mokrá, molekuly vody sa dostávajú medzi vrstvy a umožňujú im kĺzať sa navzájom po sebe. Preto je mokrá hlina mäkká a klzká a možno ju ľahko tvarovať do rôznych tvarov. Voda pôsobí ako mazadlo. 
       Keď sa nechá hlina vysušiť, väčšina vody z medzivrstiev sa vyparí. Hlina takto zoschne, vrstvy sa dostanú bližšie k sebe, takže sa nemôžu ľahko po sebe pohybovať.
       Keď sa hlina páli v peci asi pri 1000°C, vzniká keramika. Je tvrdá, zrnitá a pevná. Počas pálenia sa všetky molekuly vody odstránia a prebiehajú zložité chemické reakcie. Atómy v jednej vrstve tvoria väzby s atómami vrchnej a spodnej vrstvy, tak sa rovinná 2-rozmerná štruktúra v hline mení na krížomspájanú 3-rozmernú štruktúru keramiky. Preto je štruktúra keramiky veľmi podobná štruktúre skla.

Používanie keramiky
    Keramika a sklo sú veľmi dôležité v našich domácnostiach a priemysle. Majú vysokú teplotu topenia a sú chemicky nereaktívne. Obsahujú prvky ako kremík a hliník už skombinované s kyslíkom. Teda nehoria, keď sa zahrievajú na vzduchu. V tomto ohľade sa líšia od kovov a plastov. Kvôli tepelnej odolnosti sa keramika používa na vykladanie väčšiny chemických pecí. Ktorékoľvek iné materiály by sa buď roztopili alebo zhoreli. Používajú sa v peciach na výrobu železa, ocele, skla a cementu. Tehly do týchto pecí sú vyrábané z pálenej hliny. Tá obsahuje väčšie množstvo hliníka ako iné hliny a vyrábané tehly sú ešte viac tepelne odolné a chemicky inertnejšie.

    Asi najdôležitejšie využitie keramiky sú porcelánové riady. Kedysi sa porcelánové riady vyrábali ručne na hrnčiarskom kruhu, ale teraz väčšinu keramiky vyrábajú stroje. Duté časti, ako kanvice a džbány, sa vyrábajú vlievaním hliny do foriem. Formy sa vyrábajú z pórovitej sadry. Tá absorbuje vodu z hliny a pevná obruba formuje vo vnútri formy dutinu. Keď je obruba dostatočne hrubá, zvyšok hliny sa vyleje. Časti možno odstrániť z formy a vysušiť.
 

    Tehly a kachličky sa vyrábajú tlakom vysušenej hliny do oceľových foriem. Keď sa hlina vyformuje a vytvaruje, pred pálením sa musí vysušiť. Inak sa voda vyparí počas pálenia.
   Okrem tehál a strešných škridiel sa väčšina keramických predmetov pokrýva glazúrou. Glazúra dáva keramike hladký, lesklý a vodeodolný povrch. Po prvom pálení sa keramika ponára do glazúry a potom sa znovu vypaľuje. Glazúra pozostáva z konečných práškových oxidov kremíka a kovov suspendovaných vo vode.  Keď sa glazúrovaná keramika páli po druhý raz, glazúra sa premieňa na sklo.

 Vtáčik za 4 000 dolárov
    Červienka za 4 000 dolárov po prvý raz, po druhý raz a aj po tretí raz - tak asi znel hlas vyvolávača v jednej z dražobných sál v New Yorku pred skoro tridsiatimi rokmi a červienka dostala nového pána. Nový majiteľ celý vzrušený vypisoval šek, aby si ju mohol odniesť. Červienke to bolo, pravda, celkom jedno, ostala chladná ako predtým, a ani sa nepohla. Veď sa ani nemohla, lebo bola - z porcelánu.
    Áno, išlo o výrobok chýrneho amerického remeselníka - umelca Edwarda Marshalla Boehma, ktorý zomrel v roku 1969. Bol to človek, ktorý zbožňoval prírodu, najmä zvieratá, a chcel nejakým spôsobom vyjadriť pocity, ktoré v ňom vzbudzovali. Hľadal preto materiál, ktorý by zachoval krásu tvarov a farieb, a vybral si porcelán. Jeho figúrky možno vidieť v slávnom Metropolitnom múzeu v New Yorku, v zbierke anglickej kráľovnej Alžbety, pápeža Pavla VI. i piatich amerických prezidentov. Pritom červienka nebola ešte najdrahšia. 
    Za skupinu škorcov, ktorých majster vyhotovil iba päťdesiat kusov, ktosi neváhal dať na dražbe 50 000 dolárov!

Porcelán
     Porcelán je vynikajúci materiál. Vedeli to už aj starí Číňania, ktorí ho objavili v 7. storočí n. l. Tajomstvo jeho výroby úzkostlivo strážili a nemálo odvážlivcov zaplatilo životom, keď ho chceli odhaliť. Dlho, predlho boli Číňania jedinými výrobcami porcelánu. Až v roku 1709 podarilo sa saskému lekárnikovi Johannovi Friedrichovi Bottgerovi po rokoch neúspešných pokusov napodobniť čínsky porcelán. Vznikla prvá továrnička a napriek snahe nikomu nič neprezradiť postupne vyrastali ďalšie v Nemecku, v Čechách, v Dánsku, vo Francúzsku a v Taliansku. Čosi podobné porcelánu už existovalo aj pred Bottgerom, ale bola to skôr keramika ako porcelán. V čom bola príčina, že tak dlho trvalo, kým sa podarilo vyrobiť biely porcelán? V surovine a v teplote vypaľovania. Na výrobu porcelánu sa hodí len veľmi čistý kaolín. Je to druh bielej hliny, ktorá  sa vyskytuje iba na niektorých miestach na  svete. Ak je v kaolíne čo len trošku piesku či inej hliny, vznikajú na výrobku farebné škvrny.
      Kaolín na výrobu porcelánu sa najprv prečisťuje premývaním vodou, potom sa vysuší, zmieša s prísadami a vyformuje. Surové výrobky sa vypaľujú v peci, pričom teplota vypaľovania závisí od druhu výrobku. Po vypálení sa povrch zdobí, maľuje a opäť vypaľuje. Až potom je hotový.
       Porcelán je krásny, užitočný, dobre odoláva vode, zle vedie elektrinu a teplo.