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Herstellung, Geschichte und Klassifikation von Keramik
Herstellung, Geschichte und Klassifikation von Keramik
Herstellung, Geschichte und Klassifikation von Keramik
Das Wort „Keramik“ stammt aus dem Griechischen, wo „kéramos“ Erde bedeutet. Die Geschichte der Keramik beginnt vor ca. 30.000 Jahren mit der Herstellung von einfachen Keramikerzeugnissen.
Irgendwann hatte der Mensch entdeckt, dass zufällig gefundene Rohstoffe, mit Wasser vermischt, durch Kneten und Drücken in Form gebracht werden konnten. Durch Brennen entstand somit der sogenannte keramische Scherben, also das Erzeugnis mit bestimmten nützlichen Eigenschaften.
Keramik erlaubte es unseren Vorfahren nicht nur, Vorräte anzulegen und zu transportieren, sie ermöglichte ausserdem einen grundlegenden Wandel der Ernährungsweise. Denn in ihren Tonschüsseln und Tonkesseln konnten die frühen Sammler und Jäger erstmals auch stärkehaltige Lebensmittel wie Getreide kochen und rösten. Übrigens wurde die Nahrung dadurch besser verdaulich und hochwertiger.
Im umgangssprachlichen Gebrauch versteht man unter dem Begriff “Keramik” auch heute noch die bei hoher Temperatur gebrannten Erzeugnisse aus bergbaulich gewonnenen Tonen (im Grunde genommen ein natürlich vorkommendes Material, das hauptsächlich aus feinkörnigen Mineralen besteht), Kaolin (weisse Tonerde) oder Lehm (Mischung aus Sand, Schluff und Ton). Aus Keramik wurden z.B. Gebrauchsgegenstände oder Speichermedien wie Geschirr und Amphoren, künstlerische Gegenstände, wie die geschätzt über 22 000 Jahre alte Venus von Dolní Věstonice, aber auch Baumaterialien wie Lehm- und Tonziegel gefertigt.
Amphoren wurden in der Antike als Vorrats- und Transportgefässe unteranderem für Öl, Oliven und Wein sowie für Honig, Milch, Getreide benutzt. Schon die Pharaonen liessen schliesslich vor über dreitausend Jahren Pyramiden und Tempel aus Lehmziegeln errichten. Schriftzüge wurden zudem auf tönernen Tafeln verewigt. Ton, Lehm und Kaolin sind im Grunde genommen durch die Verwitterung von Feldspäten und verwandten Mineralien entstanden. Feldspate sind dementsprechend die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale der Erdkruste.
Erfindung der Töpferscheibe:
Durch die Erfindung der Töpferscheibe vor etwa 5000 Jahren konnte man die begehrte Töpferware folglich in grösseren Mengen herstellen. Dies war übrigens der Beginn der keramischen Massenproduktion. Aber nicht nur die Methode der Formgebung wurde weiterentwickelt, sondern auch die Brenntechniken und Glasurverfahren verbesserten sich im Laufe der Jahrtausende. Man unterscheidet unter anderem Tonkeramik und Glaskeramik, Grobkeramik und Feinkeramik. In der Gegenwart spielt die technische Keramik ebenfalls eine bedeutende Rolle in der industriellen Fertigung. Inzwischen ist die Herstellung von Keramik eine Wissenschaft für sich.
Denn heute werden technische Keramik Werkstoffe hergestellt, die weitgehend ohne den bildsamen klassischen Rohstoff auskommen. Dabei kommt, neben den unterschiedlichen Rohstoffen, den Zusatzstoffen sowie Pulvern, Betriebs- und Hilfsmittel im keramischen Produktionsverfahren eine wichtige Bedeutung zu. Keramik ist ein uralter Werkstoff, der auch heute wegen seiner unentbehrlichen Eigenschaften noch immer hochmodern ist. Man denke an die synthetisch hergestellte Keramik im Bereich der Hochtemperaturisolation z.B. beim Hitzeschild des Space Shuttle oder bei der Isolation von Abgaskatalysatoren wie insgesamt die Verwendung im Fahrzeugmotorenbau. Man denke auch an Keramikwerkstoffe im medizinischen Bereich, z.B. bei der Herstellung von Hüftgelenkprothesen, wo die hohe Härte und die geringe Gleitreibung des Materials eine wesentliche Rolle spielen.
Orientierende Einteilung keramischer Massen
Eine klare Systematik der keramischen Werkstoffe ist schwierig, weil es hinsichtlich der Rohstoff-Zusammensetzung, des Brennvorgangs und bezüglich des Gestaltungsprozesses fliessende Übergänge gibt. Keramische Produkte können etwa unterschieden werden nach den jeweils im Vordergrund der Betrachtung stehenden Aspekten, wie z.B. bezüglich des regionalen Vorkommens (Keramik aus Sardinien, aus Umbrien sowie Westerwälder Keramik). Ein weiterer Aspekt der Unterscheidung wäre der nach den verwendeten Rohstoffen oder der nach dem Verwendungszweck (z.B. Funktionskeramik, Gebrauchskeramik und Sanitärkeramik).
Gebräuchlich ist übrigens auch die Unterteilung in Grob- und Feinkeramik. Zur ersteren gehört die grosse Gruppe der Baukeramik (z.B. Bau- und Dachziegel sowie Kanalisationsrohre). Diese Produkte sind somit dickwandig, häufig inhomogen, von oft zufälliger Färbung.
Feinkeramik dagegen ist feinkörnig (Korngrösse unter 0,05 mm), von bestimmter Färbung (z.B. weiss für Haushaltskeramik, Porzellan und Sanitärkeramik). Hierher gehören übrigens auch die künstlerischen Erzeugnisse. Feinkeramik erfordert bezüglich Aufbereitung der Rohmasse, der Formgebung, des Trocknens und des Brennens, ausserdem eine erheblich grössere Sorgfalt als dies bei der Herstellung von Grobkeramik nötig ist.
Die Ton-Keramik
Die Rohstoffe für die Keramik sind klassischerweise formbare Tone und Kaolin, vermischt mit Sand und Feldspat. Der Begriff der Ton-Keramik soll an dieser Stelle in den Mittelpunkt der Betrachtung gerückt werden.
1. Porzellan:
Porzellan wurde um 620 in China erfunden und ist eine Unterstufe tonkeramischer Werkstoffe mit hoher Dichte. Es wird ausserdem das “weisse Gold” aus China genannt. Übrigens wurde damals die Zusammensetzung und Produktionsweise des Porzellans wie ein Staatsgeheimnis gehütet. Nach Europa gelangte das “Rezept” erst rund 700 Jahre später durch den Entdecker und Abenteurer Marco Polo.
Porzellan gehört zu den feinkeramischen Erzeugnissen und besteht aus den drei Grundstoffen Kaolin, dem auch Porzellanerde oder Porzellanton genannten, feinen weissen Gestein, weiterhin aus Feldspat, dem auf der Erde am häufigsten vorkommenden Mineral und zum Dritten aus Quarz, dem zweithäufigsten Mineral, das besonders hart ist.
Bei einer Brenntemperatur von 900 Grad wird ein transparenter Scherben hergestellt, der anschliessend beim sogenannten Glasurbrand ein zweites Mal bei einer Temperatur von 1400 Grad veredelt wird.
Porzellan ist hoch hitzebeständig, säurefest und übrigens elektrisch nicht leitend. Ein Nachteil dieser Keramik ist ihre Sprödigkeit, ein Vorteil im Gegensatz dazu die glatte Oberfläche, wodurch es gut gereinigt werden kann. Die Abriebfestigkeit ist ebenfalls ein Vorteil.
2. Steinzeug:
Steinzeug wurde schon vor über tausend Jahren in China und Japan hergestellt. Dieser ist ein dichter tonkeramischer Werkstoff. Der Scherben kann grau, gelb-braun bis hin zu schwarz sein, je nach der natürlichen Verunreinigung oder der gewünschten Färbung des Rohstoffs. Die hergestellten Produkte werden teils mit einer undurchsichtigen oder auch farbigen Glasur versehen. Teils verwendet man transparente Glasuren, was den rustikalen Charakter des Materials unterstreicht. Aber auch ohne Glasur ist Steinzeug nahezu wasserdicht.
Man unterscheidet Grobsteinzeug, das bei einer Temperatur von 1100 bis 1400 Grad C gebrannt wird und z.B. für die Herstellung von Fliesen, Klinker und Kanalisationsrohren verwendet wird, und Feinsteinzeug, das weiss- oder hellbrennend erscheint, ähnlich wie Porzellan. Dieser Rohstoff wird dagegen bei 1250 bis 1300 Grad C gebrannt. Es wird zum Beispiel für porzellanähnliches Geschirr oder Ziergefässe, aber auch für alle Übergangsformen zum Porzellan, wie Halbporzellan oder Porzellangut verwendet.
3. Steingut: Oft wird Steinzeug und Steingut verwechselt oder gleichgesetzt. Allerdings ist das sogenannte Steingut, im Gegensatz zum Steinzeug, ein poröser tonkeramischer Werkstoff, der erst durch das Aufschmelzen der Glasur dicht wird. Die Farbe ist demzufolge gelblich-weiss. Die Erzeugnisse werden übrigens zweimal gebrannt. Anschliessend wird glasiert. Steingut hat ausserdem eine geringe Festigkeit.
Fazit:
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Tone und Lehme durch die Verwitterung von Feldspäten und verwandten Mineralien entstehen. Tonkeramische Werkstoffe können unterschieden werden nach Grobkeramik (farbiger Scherben) und Feinkeramik.
Sowohl bei der Grobkeramik als auch bei der Feinkeramik unterscheidet man wiederum den porösen und den dichten Scherben. Die grobkeramischen Erzeugnisse aus porösem Scherben sind z.B. Mauerziegel oder Dachziegel. Die grobkeramischen Erzeugnisse aus dichtem Scherben sind z.B. Klinker.
Die feinkeramischen Erzeugnisse aus dichtem Scherben sind z.B. farbige Töpferwaren oder gelblich-weisses Steingut. Die feinkeramischen Erzeugnisse aus dichtem Scherben sind z.B. helles Steingut und weisses Porzellan.
Dieser Artikel basiert übrigens auf die Artikel Keramik, Steinzeug, Steingut, Kaolin und Feldspat aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der Doppellizenz GNU-Lizenz für freie Dokumentation und Creative Commons CC-BY-SA 3.0 Unported (Kurzfassung (de)). In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren für die Artikel Keramik, Steinzeug, Steingut, Kaolin und Feldspat verfügbar.
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