Krátká historie keramiky a skla

Keramika je jedním z nejstarších průmyslových odvětví starých tisíce let. Jakmile lidé zjistili, že hlínu lze nalézt v hojném množství a vytvarovat z ní předměty nejprve smícháním s vodou a následným vypálením, zrodilo se klíčové odvětví. Nejstarší známý keramický artefakt je datován již 28 000 let před naším letopočtem (BCE = Before Common Era), v období pozdního paleolitu. Jedná se o sošku ženy, pojmenovanou Venuše z Dolních Věstonic, z malého pravěkého sídliště nedaleko Brna v České republice. V této lokalitě byly také poblíž pozůstatků pece ve tvaru podkovy odkryty stovky hliněných figurek představujících zvířata z doby ledové.

První ukázky keramiky se objevily ve východní Asii o několik tisíc let později. V jeskyni Xianrendong v Číně byly nalezeny fragmenty hrnců datované do období 18 000-17 000 let před naším letopočtem. Předpokládá se, že z Číny se používání keramiky postupně rozšířilo do Japonska a oblasti ruského Dálného východu, kde archeologové našli střepy keramických artefaktů datovaných do 14 000 let př. n. l.

Používání keramiky dramaticky vzrostlo v období neolitu se vznikem usedlých komunit věnujících se zemědělství a farmaření. Přibližně od roku 9 000 př. n. l. se keramika na bázi hlíny stala oblíbenou jako nádoby na vodu a potraviny, umělecké předměty, dlaždice a cihly a její používání se rozšířilo z Asie na Blízký východ a do Evropy. První výrobky se pouze sušily na slunci nebo vypalovaly při nízké teplotě (pod 1 000 °C) v primitivních pecích vyhloubených v zemi. Keramika byla buď jednobarevná, nebo zdobená malbou jednoduchých lineárních či geometrických motivů.

Je známo, že již kolem roku 7 000 př. n. l. lidé používali ostré nástroje vyrobené z obsidiánu, přírodního vulkanického skla. Římský historik Plinius uvádí, že první sklo vyrobené člověkem vyrobili náhodou féničtí obchodníci v roce 5 000 př. n. l., když při odpočinku na pláži položili hrnce na vaření na kameny bohaté na sodík v blízkosti ohně. Teplo z ohně roztavilo kameny a smísilo je s pískem, čímž vzniklo roztavené sklo.

Archeologům se nepodařilo potvrdit Pliniovo líčení. Místo toho byly v Mezopotámii a Egyptě objeveny jednoduché skleněné předměty, například korálky, datované do doby 3 500 let před naším letopočtem. Na počátku doby bronzové se v Mezopotámii vyráběla glazovaná keramika. Teprve v roce 1 500 př. n. l. však Egypťané začali stavět továrny na výrobu skleněného nádobí na masti a oleje.

Jedním z prvních průlomů ve výrobě keramiky byl vynález kola, a to v roce 3 500 př. n. l. V roce 3 500 př. n. l. se v této oblasti objevily dvě nové technologie. Zavedení kola umožnilo využít techniku tvarování na kruhu k výrobě keramických artefaktů s radiální symetrií.

Keramická keramika se mezitím vyvíjela v používání stále propracovanějších maleb, takže se tyto předměty nakonec staly skutečnými uměleckými díly. Výzdoba zahrnovala také využití oxidační a redukční atmosféry při výpalu k dosažení zvláštních efektů. Za vrchol tohoto vývoje jsou považovány řecké attické vázy z 6. a 5. století př. n. l.

Po celé 16. století n. l. (CE = Common Era) zůstala keramika hlavní třídou keramických výrobků vyráběných v Evropě a na Blízkém východě. Číňané jako první zavedli vysokoteplotní pece schopné dosáhnout až 1350 °C a kolem roku 600 n. l. vyvinuli porcelán (materiál s méně než 1% pórovitostí) z kaolinové hlíny. Ve středověku umožnil obchod po Hedvábné stezce zavedení a rozšíření porcelánu nejprve v islámských zemích a později v Evropě, z velké části díky cestám Marca Pola.

V 15. století byly v Evropě vyvinuty první vysoké pece, které byly schopny dosáhnout teploty až 1500 °C.

V 15. století byly v Evropě vyvinuty první vysoké pece, které byly schopny dosáhnout teploty až 1500 °C. Používaly se k tavení železa a zpočátku byly konstruovány z přírodních materiálů. Když byly v 16. století vyvinuty syntetické materiály s lepší odolností vůči vysokým teplotám (tzv. žáruvzdorné materiály), zrodila se průmyslová revoluce. Tyto žáruvzdorné materiály vytvořily nezbytné podmínky pro tavení kovů a skla v průmyslovém měřítku, stejně jako pro výrobu koksu, cementu, chemikálií a keramiky.

Od té doby prošel keramický průmysl hlubokou proměnou. Nejenže se tradiční keramika a sklo staly všudypřítomnými, ale v průběhu let byly vyvinuty nové výrobky, které využívají jedinečných vlastností těchto materiálů, jako je jejich nízká tepelná a elektrická vodivost, vysoká chemická odolnost a vysoký bod tání. Kolem roku 1850 byly představeny první porcelánové elektrické izolátory, čímž začala éra technické keramiky.

Po druhé světové válce přispěla keramika a sklo k rozvoji mnoha technologicky vyspělých oborů, včetně elektroniky, optoelektroniky, lékařství, energetiky, automobilového průmyslu, letectví a kosmického výzkumu. Inovace v technikách zpracování a charakterizace keramiky navíc umožnily vytvářet materiály s vlastnostmi na míru, které splňují požadavky specifických a přizpůsobených aplikací. V posledních letech získalo zpracování keramiky novou energii díky nanotechnologiím, které výrobcům umožňují zavádět materiály a výrobky s netradičními vlastnostmi, jako je transparentní keramika, tvárná keramika, hyperelastické kosti a mikroskopické kondenzátory.

Očekává se, že všechny tyto pokroky povedou k tomu, že se světový keramický a sklářský průmysl stane v roce 2023 trhem v hodnotě téměř 1,1 bilionu dolarů, přičemž v roce 2018 se odhadoval na 800 miliard dolarů.

Souhrn nejdůležitějších milníků v historii keramiky a skla je uveden v následující tabulce.

Rok(y) Vývoj
28 000 let před naším letopočtem Keramické figurky se používají k obřadním účelům.
18 000 let př. n. l. Objevuje se čínská keramika.
18 000 př. n. l. až 14 000 př. n. l. Keramická keramika se šíří ve východní Asii.
9 000 př. n. l. Keramické výrobky, jako jsou vázy, cihly a dlaždice, se stávají populárními na Blízkém východě a v Evropě.
7 000 let př. n. l. Objevují se ostré nástroje z přírodního skla.
5 000 let př. n. l. Féničtí obchodníci pravděpodobně vyrábějí první sklo.
3 500 let př. n. l. Jednoduché skleněné předměty se vyrábějí v Mezopotámii a Egyptě.
3 500 př. n. l. Vynalezen je kruh, který se později uplatní při kolovém tvarování keramiky.
3 000 př. n. l. Glazovaná keramika se vyrábí v Mezopotámii.
1 500 let př. n. l. Egypťané začínají stavět továrny na výrobu skleněného nádobí.
700 let př. n. l. Keramická keramika se stává uměleckým dílem v attickém Řecku.
600 let n. l. 600 let n. l. Číňané zavádějí porcelán.
1400 V Evropě jsou vyvinuty vysokoteplotní pece pro metalurgické využití.
1500 Vysokoteplotní žáruvzdorné materiály jsou zavedeny pro stavbu pecí na výrobu oceli, skla, keramiky a cementu, což vede k průmyslové revoluci.
Polovina 19. století Vynalezeny jsou porcelánové elektrické izolátory a žárovky.
20. léta 20. století Vysokopevnostní porcelán obohacený křemenem pro izolátory, svíčky z oxidu hlinitého, skleněná okna pro automobily a keramické kondenzátory.
1940s Začíná výzkum oxidových magnetických materiálů (feritů) a feroelektrických materiálů.
1950s Vyvíjejí se keramické kondenzátory na bázi titaničitanu barnatého.
1960s Zavádějí se hliníkové izolátory pro napětí nad 220 kV a rozvíjí se aplikace karbidů a nitridů. Je vynalezena první transparentní keramika na bázi yttria. Je také objeveno biosklo.
1970. léta Vyvinut je částečně stabilizovaný zirkon. Jsou komercionalizovány vysoce výkonné celulární keramické substráty pro katalyzátory a filtry pevných částic pro vznětové motory.
1980s Vyvinuty jsou keramické vysokoteplotní supravodiče.
1990s Komercializovány jsou vícevrstvé keramické obvody (nízkoteplotní společně pálená keramika). Zavádí se nízkoteplotní keramika pro zubní protézy. Jsou vyrobeny první kompozity oxidu hlinitého vyztužené whiskery lisováním za tepla. Jsou vyvinuty polykrystalické neodym-ytriovo-hliníkové granáty pro pevnolátkové lasery.
Konec 90. let 20. století Po celém světě se začínají množit nanotechnologické iniciativy.
Konec 90. let 20. století Je vyvinut proces robotického odlévání pro 3D tisk keramiky.
2000 Vytvořením kompozitů na bázi ZrB2/HfB2, které odolávají teplotám až 2 200 °C, oživuje NASA zájem o vývoj ultravysokoteplotní keramiky (UHTC) pro výrobu hypersonických letadel a opakovaně použitelných kosmických lodí.
2010 Vyvíjejí se různé postupy pro 3D tisk technické keramiky. V roce 2017 je 3D tiskem vytvořena první hyperelastická kost.

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.