Читайте также:
|
9.3.1. Основы производства керамических товаров
Материалы, применяемые для керамического производства, принято подразделять на основные и вспомогательные. К основным относятся материалы, идущие для приготовления керамических масс, глазурей, керамических красок; к вспомогательным – материалы, применяемые для изготовления гипсовых форм, капселей.
Основные материалы подразделяют на пластические, отощающие, плавни, глазуриобразующие и керамические краски.
Пластическими материалами являются глины и каолины. Они образуются в результате распада горных пород типа гранита, гнейса, полевого шпата. Глинистые материалы представляют собой горные породы обычно полиминерального состава, землистого вида, образующие с водой пластическое тесто, способное сохранять приданную ему форму и принимать после обжига твердость камня.
Глина - тонкодисперсная горная порода, представляющая собой смесь различных минералов - водных алюмосиликатов (каолинит и др.). Глины подразделяют по огнеупорности, способности к спеканию, окраске. В производстве фарфора и фаянса используют огнеупорные, беложгущиеся глины (не более 0,8-1% оксидов железа), в гончарном производстве – легкоплавкие красножгущиеся глины.
Каолин – наиболее ценный глинистый материал, отличающийся высокой огнеупорностью, но слабой пластичностью; ввиду меньшего содержания окрашивающих примесей он имеет почти чисто-белый цвет.
В основе керамического производства лежат характерные свойства глинистых материалов – способность образовывать с водой пластичное тесто и легко формироваться, сохранять связность в сухом состоянии и приобретать прочность и твердость после обжига. Глинистые материалы, особенно каолин, повышают белизну, прочность, химическую и термическую устойчивость обожженных изделий.
Отощающими материалами являются кварц и чистые кварцевые пески, которые регулируют пластичность, сокращают усадку изделий при сушке и обжиге.
Кварцевый песок – рыхлая сыпучая порода. По минералогическому составу пески состоят в основном из кварца с примесью различных минералов – слюды, глауконита, глины, полевых шпатов и др. По происхождению пески могут быть речными, озерными, морскими и дюнными (эоловые).
Кварцевые пески, получаемые при обогащении каолинов должны содержать не менее 93–95% SiO2, а количество соединений железа должно быть в пределах 0,2–0,3%.
Плавни - это легкоплавкие материалы (полевой шпат, пегматит, перлит, костяная зола и др.), снижающие температуру обжига и способствующие спеканию черепка. Расплавляясь при обжиге, они образуют прозрачное вязкое стекло, которое связывает чатицы массы, заполняет поры, частично растворяет глинистые вещества и выделяет из расплава кристаллы муллита. Плавни обуславливают просвечиваемость и другие свойства черепка. Действие плавней в массе не одинаково. Полевые шпаты, пегматиты сами переходят в расплав. Мел, доломит образуют расплав при взаимодействии с глинистым веществом, кварцем и другими компонентами массы.
Полевые шпаты в чистом виде встречаются редко в крупнокристаллических магматических породах (пегматитовых жилах) и запасы их весьма ограничены. Пегматитом называют жильную породу, состоящую из полевого шпата кварца и слюды. Он используется в керамических массах в качестве заменителей полевых шпатов. Обычно полевые шпаты находятся в горных породах в тесном сочетании с другими минералами, которые содержат оксиды металлов, вредных для производства тонкой керамики. В кусковом сырье содержание оксида железа не должно превышать 0,2%.
Мел, мрамор CaCO3 и доломиты CaCO3.MgCO3 реже используются как добавка в массу, но широко применяются для приготовления глазури.
Глазуреобразующие материалы (глазурь) – это стекловидная пленка на поверхности керамических изделий. Она снижает водопоглощение черепка, повышает прочность, гигиеничность и эстетичность изделий. Тугоплавкую фарфоровую глазурь изготавливают из полевого шпата, кварца с добавкой каолина, а легкоплавкую фаянсовую и майоликовую - из кварцевого песка, соды, мела, оксидов бора, стронция и др. Глазурный покров обычно бывает толщиной от 80 до 260 мкм, т.е. в среднем, 120–140 мкм и представляет собой силикатное стекло непостоянного состава.
Виды глазурей и требования к ним зависят от назначения изделий. Глазурь должна обладать достаточной кислотостойкостью, повышенной термостойкостью и механической прочностью, иметь хороший блеск и ровный разлив.
Глазури бывают прозрачные и непрозрачные (глухие), бесцветные или окрашенные. Прозрачные бесцветные глазури используют в производстве всех тонкокерамических изделий. Непрозрачные цветные глазури получают при введении в их состав красящих оксидов или солей. Они применяются в основном для майоликовых изделий.
Глазурь должна иметь усадку, по величине как можно более близкую к усадке черепка (до плавления глазури) и примерно такой же или несколько ниже коэффициент термического расширения после обжига.
Плохой подбор глазури по величине усадке приводит к растрескиванию глазурного слоя еще в сыром виде или в начале обжига, а растресканный слой глазури при плавлении дает сборку или другие видимые дефекты.
Почти вся посуда и художественно-декоративные изделия тонкой керамики (фарфор, фаянс, майолика) украшаются керамическими красками. Керамические краски подразделяют на надглазурные, внутриглазурные и подглазурные.
Разнообразные по цвету надглазурные краски представляют собой смесь пигментов (оксиды железа, кобальта, меди и др.) с флюсами (свинцовые, свинцово-борные силикаты). При обжиге (600-800оС) флюсы размягчаются и краска наплавляется на глазурь.
Внутриглазурные краски обжигают при 1200-1400оС. При этом краски выплавляются или погружаются в глазурь, что обеспечивает их высокую механическую и химическую устойчивость.
Подглазурные краски (оксиды кобальта, хрома, марганца, растворимые соли, ангобы) наносят на неглазурованную поверхность черепка, затем изделие покрывают глазурью и обжигают. Подглазурный кобальт дает глубоко синюю окраску, а растворимые соли кобальта, никеля – мягкие (пастельные) тона. Ангобы – краски на основе тонкодисперсных глин с добавлением пигментов – широко используют при декорировании майолики и реже при декорировании фаянса.
Обработка сырья и приготовление керамической массы сводятся к очистке сырья от посторонних (главным образом окрашивающих) примесей, грубому и тонкому его измельчению, смешению в соответствии с рецептурой, тщательной переминке и вакуумизации массы. Примеси оксидов титана, железа вызывают желтоватые, сероватые оттенки черепка, а неоднородность массы является причиной образования деформаций, трещин, неровностей.
Формование бытовых изделий производится в основном из пластичной массы и литьем из шликера (суспензии компонентов массы в воде).
Изделия простых очертаний (тарелки, кружки, салатники и т.д.) формируют из пластичной массы влажностью 20-25% на станках в гипсовых или других вращающихся формах посредством шаблона или ролика. Изделия сложной конфигурации, с тонкими стенками, рельефным или ажурным рисунком изготавливают отливкой жидкого шликера в гипсовые формы.
Новыми прогрессивными методами производства керамических изделий являются формование из пастообразных масс, прессование в металлических формах из порошков.
Возможные дефекты формовки – разнотолщинность стенки, следы изношенных форм, попадание кусочков гипса в массу.
Сушка имеет целью повысить прочность полуфабриката и подготовить его к обжигу. Влажность доводится до 1-2%. При слишком быстрой или неравномерной сушке возможны деформация или образование трещин.
Обжиг формирует структуру черепка и свойства керамических изделий. Обычно проводят двукратный обжиг. Первый обжиг - утельный – для твердого фарфора является предварительным (900-1000оС), для мягкого фарфора (1260оС), фаянса (1250-1280оС), майолики (990-1100оС) – основным, определяющим их свойства. Второй - политой – обжиг твердого фарфора (1350-1420оС) имеет целью завершение физико-химических превращений компонентов, окончательное формирование черепка и глазури. При политом обжиге мягкого фарфора, фаянса и майолики происходит плавление и закрепление глазури. Изделия из низкотемпературного фарфора закрепляют однократно.
При нарушении газового и температурного режимов обжига возникают дефекты черепка и глазури: пятнистость, деформация, трещины, пузыри и прыщи, мушка, матовость, наколы, плешины глазури и др.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 123 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |