Basic HTML Version
49
Keramický zpravodaj 28 (5) (2012)
poznamenat poněkud překvapivou skutečnost, že rychlost
změn ve skokových oblastech je v mechanicky upraveném
jemném stavu rychlejší než ve stavu přírodně diageneticky
zpevněném. Nadto slinovací proces u mletého jílovce nastu-
puje při mírně nižší teplotě a je výrazně intenzivnější. Přímo
ukázkový průběh křivek u kaolinitického silně železitého
jílu ze Sinaje uveřejnili autoři [2]; průběh se při tom nijak
nezměnil ani přídavkem alkalické žuly v množství 20-35 %,
což bylo stanoveno na bezkontaktním dilatometru Misura.
U nás dilatometrické změny jílů zvlášť podrobně sledoval
Morávek [3]. Můžeme shrnout, že při teplotách do 1000 °C
dochází u kaolinitu ke dvěma smršťovacím skokům, cha-
rakterizovaným velmi rychlým zmenšováním objemu (roz-
měrů). U prvního je to odůvodněno snižováním hmotnosti,
u druhého průběhem krystalizace amorfní fáze. V příštích
střípkách si ukážeme, že právě tyto teplotní oblasti jsou
citlivé na vznik prasklin.
U boskovické červenice dochází již od počátku ohřevu
k postupnému zvětšování objemu (narůstání tělíska při
zkoušce), které při cca 700-900 °C dosahuje maxima.
Střípky Z KERAMICKÉHO OBORU (22)
Crocks from ceramic field (22)
Jaroslav KUnc
Jíly a jejich proměny při teplotách od 450°C
do slinování
Dnes se zaměříme na srovnání pohledu na změny hmot-
nostní a změny objemové (resp. změny dilatační) v širší sou-
vislosti tak, jak probíhají při ohřevu jílů. Objemové změny
jsou pro keramickou technologii stejně důležité jako změny
hmotnostní. Čím jsou změny objemu ovlivněny? V podstatě
třemi faktory: hmotnostními změnami, fázovými změnami
a fyzikálními změnami mikrostruktury. Ty poslední jsou
zapříčiněny vývojem plynů, slinovacím procesem i různými
transformačními přesuny atomů. Uvedené změny se prosa-
zují jak samostatně, tak i souběžně, což ukáže další výklad
k jednotlivým jílovým minerálům.
Využijeme k tomu závislosti délkových změn kaolinitického
jílu z březinského ložiska Prokop [1] a boskovické cihlářské
červenice na teplotě (viz. obr. 1). Graf názorně ukazuje velký
rozdíl roztažnosti při ohřevu (zejména při 550-900 °C) mezi
dvou a třívrstvými jílovými minerály, čímž je zcela jedno-
značně charakterizuje. Jíl Bv je představitelem dvouvrstvého
čistě kaolinitického diageneticky zpevněného jílu (jílovce)
z březinského ložiska, zatímco boskovickou cihlářskou
hlínu můžeme charakterizovat trojvrstvým uspořádáním
s význačným obsahem illitu. Teplotní roztažnost je u jílovce
Bv-tmavý zachycena třemi křivkami v závislosti na jeho mik-
rostruktuře. Protože ta je v kusovém stavu anizotropní, byla
dilatometrie provedena na vyřezaných tělískách ve směru
uložení vrstev (II), a ve směru kolmo na ně (
⊥
); mimo to
také ve stavu zrušené anizotropie (mletím pod 0,06 mm
a plastickým vytvořením zkušebního tělíska) [1]. Všechny tři
křivky mají stejný charakter průběhu, tzn., že při teplotách
do 1000 °C dochází u kaolinitu ke dvěma smršťovacím
skokům, tedy k rychlému zmenšování rozměrových změn
(tak, jak je měříme při dilatometrii). K prvnímu poměrně
náhlému zmenšení dochází při 450-600 °C. Jak již víme, je
to spojeno s typickou hlubokou endoprodlevou (srv. střípky
20), při níž se struktura hroutí v důsledku úniku konstituční
vody, tedy skupin OH–, při čemž nastává amorfizace struk-
tury. Při dalším zvyšování teploty se rychlost smršťování
výrazně zpomaluje, dochází patrně k přesunům atomů tak,
aby při teplotě v rozmezí 950-980 °C mohlo dojít k rychlé
krystalizaci. Ta se projevuje, druhým smršťovacím skokem
doprovázeným výrazným ostrým exoefektem, aniž by se
měnila hmotnost. Tvoří se spinelová kubická struktura,
vzniká tzv. defektní spinel proměnlivého složení, nejčastěji
uváděný jako 2Al
2
O
3
.3SiO
2
, (dle některých názorů přechod-
ně
γ
–Al
2
O
3
s kubickou strukturou), při čemž přebývající SiO
2
zůstává v amorfním stavu (k jeho přeměnám dochází teprve
při vyšších teplotách). Po tomto druhém výrazném zmenšení
objemu následuje opět výrazné zpomalení smršťování, které
je ukončeno započetím slinovacího procesu. Na grafu jsou
tyto změny zachyceny zcela věrohodně. Můžeme k nim
HISTORIE
(History)
Obr. 1
Dilatometrické křivky červenice Boskovice a břez-
inského jílovce Bv