92560

1. Wprowadzenie

Z ceramiką porowatą człowiek styka się od początku swoich dziejów. Naturalne materiały porowate, jakim są wyroby z drewna, kości, włókien naturalnych czy niewypalonej gliny są przykładem towarzyszenia tworzyw porowatych człowiekowi „od zawsze”. O ceramicznych wyrobach porowatych można mówić od chwili, gdy po raz pierwszy udało się człowiekowi związać surowce ilaste metodą wypalania. W tamtym okresie nie potrafiono jeszcze uzyskiwać gęstych polikrystalicznych tworzyw ceramicznych. W latach 30 XX wieku zaczęło pojawiać się zapotrzebowanie na ceramiczne tworzywa porowate do filtracji i areacji, szczególnie w Niemczech. Już wówczas otrzymywano tworzywa oparte na bazie żwirów lub piasków kwarcowych wiązanych spoiwem z bakelitu, do napowietrzania ścieków. W latach 60 dużo do tego zagadnienia wnieśli: Smimowa. Matwiejew, Berkman i Miclnikowa.

Pojawiające się w ostatnich latach różnorodne zastosowania ceramiki, której parametry użytkowe kształtuje porowatość otwarta (ozn. P₀) usunęła niepostrzeżenie w cień osiągnięcia badaczy i producentów ceramiki ściernej. Początki wytwarzania ceramicznie wiązanych narzędzi ściernych miało miejsce w fabryce porcelany w Engersburgu (Niemcy) w I86l roku. Intensywny rozwój badań jak i produkcji tego typu materiałów nastąpił dopiero po opracowaniu przemysłowej metody produkcji węglika krzemu (Acheson. USA 1891) oraz produkcji elektrokorundu na dużą skalę (Moyat, Hasslacher, Niemcy 1894). Tak wiec przemysł ten od ponad 100 lat z powodzeniem wytwarza wyroby korundowe i z SiC o ściśle prognozowanej porowatości przelotowej dla chłodziwa oraz zbierania strużyn materiału obrabianego. Niestety zamknięte środowisko tej dziedziny niechętnie rozszerzało swoje doświadczenia na inne zastosowania. Warto jednak pamiętać, że projektowanie struktur porowatych zaczęło się od chemii, a nie od inżynierii materiałowej, która to dziedzina powstała w drugiej połowie XX wieku.

Projektowanie i wytwarzanie ceramicznych tworzyw porowatych jest bardzo złożonym zagadnieniem, które wymaga współpracy naukowców z różnych dziedzin nauki, tj. chemia, fizyka czy inżynieria materiałowa. Wybór surowców i parametrów technologicznych jest ściśle związany z przyszłym zastosowaniem i warunkami pracy projektowanego tworzywa. Istnieje wiele czynników, zarówno makro- jak i mikroskopowych, które decydują o właściwościach ceramicznych tworzyw porowatych. Do czynników makroskopowych zalicza się wielkość i kształt ziarna, skład i ilość dodanego spoiwa, a także parametry technologiczne: ciśnienie prasowania oraz temperaturę i czas spiekania. Czynniki mikroskopowe, są to wszelkie procesy fizykochemiczne zachodzące podczas spiekania tych

2