35. Struktura tworzywa krzemiennego, sztucznego krzemienia. (2)

Struktura tworzywa krzemiennego, sztucznego krzemienia. (2)

Przełom muszlowy.

Dodam; promienisty, współśrodkowy i błyszczący, tak charakteryzują i opisują krzemienie atlasy i literatura.

Ale ten przełom (idealny dla krzemieni) jest widoczny jedynie w krzemieniach naturalnych (krzemionce) i w wyjątkowych egzemplarzach krzemienia sztucznego.

Występuje w wyrobach tworzywa krzemiennego o minimalnej ilości dodanego mocznika i dobrze rozmieszanego, na gorąco.

Wyroby zadane utwardzaczem (spoiwem) nadmiernie, lub na schłodzonym przegotowanym tłuszczu mają przełomy sferyczne wklęsłe lub wypukłe i matowe.

Przed rokiem zwracałem uwagę kolegom z Krzemionek Opatowskich, że prezentowany przez nich czarny krzemień (naturalny?) pokryty jest w przełomie białą mgłą nalotu, to znaczy wystąpieniami mocznika na powierzchni kulistego przełomu, i że jest to przełom matowy, nie odbijający światła. A więc jest sztucznym krzemieniem. Dodam, że był wklęsły kuliście, bez charakterystycznych promienistych pofałdowań (fal).

fot. 1-3.  Fragment dużej bryły sztucznego krzemienia;
- widok ogólny,
- zbliżenia przełomu bryły. Na zbliżeniach widoczne naprężenia pod działaniem siły kruszącej.

Kiedyś w swojej literaturze opisywałem taki przełom, zachwycałem się widokiem wystąpień mocznika pod powierzchnią przełomu. Faliście i współśrodkowo wystąpiły tam skupiska utwardzacza dokładnie ilustrując działanie sił niszczących, tu skrawających (ścinanie!). Prześlicznie obrazowały rozchodzenie się fali uderzenia w materiale, jak i rozchodzące się fale reakcji podpory czyli rozchodziły się współśrodkowo od góry i od dołu znaleziska. Moja cieszyła się, bo w poprzednim życiu była technologiem metali i konstruktorem a w metalach tego nie uwidzi.

Zaś, skąd te fale w ośrodku sztywnym? Co innego w powietrzu albo w cieczy, tam można je zobaczyć lub usłyszeć.

I tu przypominam Wam, że tworzywo krzemienne to roztwór stały w kamieniu. To znaczy, że tym płynnym składnikiem w sztucznym krzemieniu był i jest do dziś utwardzacz.

I jest to widoczne na znaleziskach, to ten biały nalot na powierzchniach przełomów znalezisk wydobytych na powierzchnię gruntu. A ten rudy nalot to atomy i cząsteczki węgla zerodowane (utlenione), poddane na ekspozycję słoneczną. Bo ten utwardzacz przez cały czas na powierzchniach przełomów wypływa i utlenia się, powoduje nawet naturalne pęknięcia sztucznych krzemieni wystawionych na działanie warunków atmosferycznych.

Skąd zatem pofałdowane powierzchnie przełomów muszlowych naturalnych i sztucznych, tych najlepszych wyrobów?

Odpowiadam sobie – krzemieni naturalnych – nie wiem.

Sztucznych krzemieni wiem i zapodam.

fot. 4, 5.  Fragment innej bryły, widok ogólny przełomu i zbliżenie - tu przełom bez łagodnych fal. Widoczne krawędzie kolejnych warstw tworzywa wyczuwalne dotykiem. 

Ale do tego muszę powrócić do perlitu węglowego, który znajdowałem w wyrobach tworzywa krzemiennego oraz w przetworach mięsa na surowo, dojrzewającego w oblepieniu z gliny.

Fotografowałem i opisywałem to zjawisko; od mikrocząsteczek średnicy 0,2-0,3 mm cząsteczek węgla w septariach wypreparowanego w czasie dojrzewania mięs i dużych cząsteczek gromadzących się na powierzchniach zewnętrznych pojedynczych wyrobów mięsnych na zimno, cząsteczek rozlewających się na powierzchniach zewnętrznych dojrzałych porcji.

Znajdowałem też kuliste cząsteczki węgla o średnicach ok, 0,5-5mm w zbyt szybko zastygłym, schłodzonym tworzywie krzemiennym.

Kiedyś pisałem, że powstawanie tych cząsteczek (perlitu węglowego) jest reakcją na agresywne działanie chemiczne utwardzacza.

Dziś mogę dodać, że ich wielkość zależy od stężenia, od proporcji składników w masie tworzywa. I od tego zależy jakość wyrobu. Im mniej mocznika w składzie masy tym drobniejsze cząsteczki i lepsza jego jakość.

Bo węgiel organiczny tak ma, potrafi gromadzić się, łączyć w cząsteczki w nieograniczonych wielkościach (liczbie atomów) i kształtach. W przypadku tworzywa krzemiennego i perlitu mamy do czynienia z kulkami.

Ale jak przystało na węgiel występuje, tworzy też między atomami wiązania płaskie czyli płaszczyzny, szeregowe – łańcuchy, warstwy – grafit!, rurki oraz inne formy płaskie i przestrzenne.

Węgiel organiczny wymknął się uczonym spod pomiarów i reguł fizykochemicznych, więc go poniechali.

Zatem popadło na mnie, bo to co pokazywałem i opisywałem na tych stronach, to był płynny węgiel (organiczny!) a to się w uczonych księgach nie mieści.

Skoro pokazałem Światu strukturę sztucznego krzemienia, to zakrzykniecie:

• dlaczego tych kuleczek węgla uwięzionych w matach utwardzacza nie widać w przełomach sztucznego krzemienia?

Bo uwięzione cząsteczki węgla rozpływały się w masie wyrobu w czasie mieszania i podczas stygnięcia, następowało materii wymieszanie, następowała naturalna stabilizacja wyrobu. W efekcie powstawała struktura bezpostaciowa ale nie drobnocząsteczkowa, bo to jest roztwór stały.

Przyspieszenie, schłodzenie wyrobu powodowało utrwalenie kulistego kształtu cząsteczek węgla w moczniku i właśnie te przypadki były przeze mnie opisywane jako perlit węglowy w wyrobach tworzywa krzemiennego.

Te przypadki to wyroby klejone lub obrabiane w formach otwartych czyli na tworzywie schłodzonym, bo poza formą. Na otwartej przestrzeni tworzywo zastygało szybciej. Cząsteczki węgla nie miały czasu rozpłynąć się w masie wyrobu, wymieszać się z mocznikiem, pozostały pomiędzy matami.

A, że tak było to widać w przełomach.

Oglądając rasowy przełom widzimy w muszlowym przełomie promieniste (współśrodkowe) faliste wzniesienia ale te wzniesienia i obniżenia wcale nie są sobie równe. Mają takie odstępy, jaka jest wielkość, średnica cząsteczek węgla uwięzionych pomiędzy matami.

To znaczy, że i oczka sieci, i wielkość cząsteczek w kolejnych matach, warstwach tworzywa była różna. Ale w pojedynczej warstwie była równa. Stąd na powierzchniach przełomów widzimy ugięcia fal o różnej szerokości na całej długości łuku ugięcia fali, po promieniu.

Podsumowując, jakość tworzywa, wyrobu była tym lepsza im;

• wyższa była temperatura przegotowanego tłuszczu zalewanego mocznikiem,
• proporcji ilości utwardzacza do masy tłuszczu – im mniejsza, tym lepsze było tworzywo,
• jakości, staranności wymieszania składników,
• pozostawienia wyrobu w spokojności do ostygnięcia i zakrzepnięcia masy tworzywa (stabilizacji naturalnej).

Najlepiej zrobiony sztuczny krzemień jaki było mi dane znaleźć i opisać, i który widzieliście wcale nie jest czarny choć ten wykonywał Homo erectus z minimalną ilością mocznika. To krzemień, w którym nasz przodek zwilżył zawartość formy z przegotowanym tłuszczem i wylał mocznik ze środka, po czym zawartość tworzywa krzemiennego w formie dokładnie wymieszał.

To znalezisko opisane w wykładzie;

„O tym ..., jak Homo erectus agaty odlewał”;

https://epokakamienialanego.blogspot.com/2017/10/29-o-tym-jak-homo-erectus-agaty-odlewa.html

Ten wyrób jest przezroczysty jak szkło a jeśli widoczne jest mroczne wnętrze, to z braku światła w głębi przez gliniane oblepienie.

Toż to szkło węglowe!

To innowacja i oszczędność energii, bo cały proces odbywa się przy maksymalnej temperaturze ok. 250-300 st. C a nie 800-900, jak przy krzemionce.

Ale ministra Gowina żadne śklane innowacje ani utylizacja tłuszczów przez scalanie odpadów tłuszczów w kamień budowlany różnego sortu nie interesuje. Niech się zużyte tłuszcze wylewa po pas, żadne takie nie przejdzie, bo to przecież NIEMOŻLIWE.

Jedno z najtwardszych tworzyw sztucznych też nikogo nie interesuje.

Tylko Homo erectus umiał zrobić pożytek ze zbędnych tłuszczów. Co więcej, on tłuszczów bardzo potrzebował na odlewy. Stosował technologię tworzywa krzemiennego zarówno na gorąco jak i na zimno, do wyrobu odlewów narzędzi, przedmiotów użytkowych i dzieł sztuki.

Technologia poszła w Świat ale niedaleko. W regionie Świętokrzyskim została uproszczona do krzemienia pasiastego. To znaczy tworzywa o zwiększonej, bo pół na pół proporcji składników. Był to wyrób wadliwy, bo ostudzony przy zalewaniu gorącego przegotowanego tłuszczu dużą ilością zimnego mocznika. Mieszanina z trudem dawała się mieszać, pozostało odstawić ją do ostygnięcia. Jako wyrób gotowy nadawał się tylko na odłupki a duże fragmenty po rozłupaniu, na dłuta i siekiery wątpliwej jakości.

Znaleziska krzemieni z Orońska prezentują fragmenty narzędzi odlewanych, być może nawet struganych na gorąco. Tego nie wiem, nie mam do nich dostępu.

One same o nic nie zapytają. Bo z niewiedzą im do twarzy i jeszcze im za to płacą.

Foto autor                                            prof. s. Roman Wysocki

03.02.2020 Bystrzyca k.Wlenia

Prawa autorskie zastrzeżone.

czarnyroman@hotmail.com