Вопросы керамика (1). Классификация керамических изделий по свойствам (перечислить, знать основные отличия)

• Название: Классификация керамических изделий по свойствам (перечислить, знать основные отличия)
• Дата: 21.01.2023
• Размер: 43.19 Kb.
• Имя файла: Вопросы керамика (1).docx
• Тип: Документы; #897438

1.Классификация керамических изделий по свойствам (перечислить, знать основные отличия) 1

2. Классификация керамических изделий по производственно-отраслевому признаку 2

3.Материалы для производства керамических изделий (пластичные материалы, флюсующие материалы, отощающие материалы). Примеры и влияние на свойства массы для формования керамических изделий 3

4. Оборудование для производства керамических изделий 4

5.Подготовка сырья для производства керамических изделий(получение формовочной массы) 4

6. Виды формования керамических изделий (перечислить, знать отличия, преимущества и недостатки) 4

7. Порошковое формование керамических изделий (полусухое и изостатическое прессование) (Описание методов, оборудование, преимущества и недостатки) 4

8. Пластическое формование керамических изделий (виды (лепка, набивка, раскатка, выдавливание), описание методов пластического формования, преимущества и недостатки, оборудование) 5

9.Обжиг керамических изделий (Виды обжига, этапы обжига) 5

10.Шликерное литье керамических изделий (Виды, описание метода литья, преимущества и недостатки, оборудование) 8

11. Сушка керамических изделий (описание, виды, процессы, происходящие при сушке) 8

12. Глина. Классификация глин для керамических изделий 9

13. Терракота (состав, t обжига,основные свойства, применение) 10

14. Фарфор (виды, состав, t обжига,основные свойства, применение) 11

15. Фаянс (состав, t обжига,основные свойства, применение) 14

16. Майолика (состав, t обжига,основные свойства, применение) 14

17. Виды глазури и их классификация (весь параграф) 15

18. Глазури, ангобы, эмали и лаки для керамических изделий (процесс глазурования и приготовления глазури, основные отличия и применение) 18

19. Керамические краски (Виды, преимущества и недостатки, приготовление и нанесение) 19

20. Виды декорирования керамических изделий (Живописный, скульптурный технологический), (Описание, сущность, преимущества и недостатки, оборудование) 20

21. Дефекты при декорировании и изготовлении керамических изделий (Виды, причины, устранение) 21

22. Тонкокаменные изделия 21

Тонкокаменные изделия характеризуются белым или цветным спёкшимся черепком. Производство осуществляется по фарфоровой или фаянсовой технологии, возможен однократный обжиг. Температура обжига — 1160–1280 °C. Тонкокаменные изделия в зависимости от применяемого сырья, степени спекания и цвета черепка, особенностей технологии носят различные названия: полуфарфор, низкотемпературный фарфор, «каменный товар» и др. Эта группа керамических производств получает в наше время преимущественное развитие. Такие массы позволяют производить одноэтапный обжиг. 21

1. Классификация керамических изделий по свойствам (перечислить, знать основные отличия)

По свойствам керамические изделия разделяют в зависимости от степени спекания и пористости. Пористость и степень спекания изделий зависят в основном от состава сырья и режима обжига, а также от способов обработки.
Это терракота, майолика, фаянс, фарфор, каменные массы

2. Классификация керамических изделий по производственно-отраслевому признаку

По производственно-отраслевому признаку керамические изделия подразделяют на следующие виды: архитектурно-строительная, электротехническая, химически стойкая, бытовая, архитектурно- художественная, огнеупорная керамика.

К архитектурно-строительной керамике относят: (кирпич, стеновые камни, черепица, плитка, облицовочные части)
стеновые материалы (кирпич, стеновые камни и др.), кровельные (черепица), фасадно-облицовочные (плитки, лицевой кирпич), плитки для полов, облицовочные плитки для интерьера зданий, санитарно-технические изделия, клинкерный кирпич, канализационные трубы, дренажные трубы, кислотоупорный кирпич и др.

К электротехнической керамике — высоковольтные и низковольтные изоляторы, фарфоровую электроарматуру и другие изделия. Изделия связанные с током и электропроводностью.

Химически стойкая керамика (так называемая каменная масса) — кирпич, плитки для футеровки (огнеупорной облицовки) химической аппаратуры и строительных целей и др. Используют для отделки печи (защита от термических, механических воздействий, химических и физических)

Изделия бытовой керамики — хозяйственный фаянс, фарфор (различную посуду: чайную, столовую, кухонную), а также художественно-декоративные изделия (вазы, скульптура малых форм, сувениры).
Архитектурно-художественная керамика — это панно, вставки, рельефы, камины, садово-парковая керамика (крупные вазы, скульптура, объёмные композиции, фонтаны).

К огнеупорной керамике относят материалы для футеровки печей, приготовления капселей и др., печей-котлов, при взрыве изделия защищает спирали от повреждений.

3. Материалы для производства керамических изделий (пластичные материалы, флюсующие материалы, отощающие материалы). Примеры и влияние на свойства массы для формования керамических изделий

К основным группам сырьевых материалов, применяемых в керамической промышленности, относят пластичные, отощающие материалы и плавни

Пластичные материалы — глины, каолины, будучи замешаны с водой, под влиянием внешнего воздействия принимают нужную форму, сохраняя ее при последующей сушке и обжиге. Глиняные частицы способны включать воду не только в свою химическую структуру (химически связанная вода), но и удерживать её вокруг частиц в виде тонких прослоек (физически связанная вода). Это качество определило способность глины, затворённой водой, обладать свойством пластичности. 78 Пластичность — способность изменять свою форму под воздействием нагрузки без разрушения и удерживать форму после прекращения действия нагруз-ки. На пластичности глинистых минералов основан метод пластического формования глиносодержащих масс. Наряду с глинами в качестве пластичных материалов используют каолины — разновидности глинистых пород, содержащие глинообразующий минерал каолинит, который отличается белым цветом и высокой огнеупорностью. Каолин — непреложный компонент традиционных составов сырья для производства фарфора и фаянса.

Отощающие материалы — добавки к пластичным материалам (шамот, песок). Введённые в глину, они, с одной стороны, уменьшают пластичность массы, затрудняя формование, но с другой — способствуют успешной сушке изделия, уменьшая возможность образования трещин и деформации, облегчая удаление воды из полуфабриката.
Плавни или флюсы, флюсующие материалы — вещества, дающие в смеси с глинистым веществом при прокаливании более легкоплавкие соединения (полевые шпаты, тальк, пегматит). Плавни не только снижают температуру спекания и огнеупорность глинистых материалов, но и участвуют в образовании структуры фарфора, повышая его просвечиваемость. Плавни в сырой массе действуют как отощающие добавки.

Виды основных групп сырьевых материалов, составляющих керамическую массу, в значительной степени определяют типы керамики: фарфор, фаянс, майолику, терракоту и др.

Керамические материалы весьма разнообразны в силу различного химического и минералогического составов основных групп сырьевых материалов, а также различных добавок, вносимых для придания им сугубо индивидуальных свойств.

4. Оборудование для производства керамических изделий

мяу

5. Подготовка сырья для производства керамических изделий(получение формовочной массы)

мяу

6. Виды формования керамических изделий (перечислить, знать отличия, преимущества и недостатки)

мяу

7. Порошковое формование керамических изделий (полусухое и изостатическое прессование) (Описание методов, оборудование, преимущества и недостатки)

мяу

8. Пластическое формование керамических изделий (виды (лепка, набивка, раскатка, выдавливание), описание методов пластического формования, преимущества и недостатки, оборудование)

мяу

9. Обжиг керамических изделий (Виды обжига, этапы обжига)

Обжиг изделий проводят в печах различной конструкции: в муфелях с рабочим пространством, защищенным от нагревателей огнеупорным коробом, в горнах — печах с рабочим пространством в виде шахты, в туннельных печах с рабочим пространством в виде туннеля и других. Печи различаются также по виду топлива. Широко распространены печи электросопротивления со спиральными нагревателями из металлических сплавов или с нагревателями из керамических стержней различной формы (карбидкремниевых, хромитлантановых и других), а также печи с газовыми горелками.

Изделия, помещаемые в печь, ставят на особые подставки лещадки, плиты. Их изготавливают из огнеупорных и термостойких материалов, выдерживающих высокие температуры и их резкие перепады. В качестве таких материалов используют смеси огнеупорных глин с шамотом — порошком обожженной глины, порошками карбида кремния (SiC), оксида алюминия (α-Al2O3) и других тугоплавких материалов, а также кордиерит (2MgO ·2Al2O3 ·5SiO2) или карбид кремния. Для выравнивания температур в разных концах обжигаемого изделия, особенно если есть вероятность местного перегрева частей или одного из изделий из-за близости нагревателя (факела горелки), изделия помещают в огнеупорные короба — капсели прямоугольного или круглого сечения.

Обжиг разделяют на 3 периода: подъема температуры — нагревания, выдержки при постоянной температуре и снижения температуры — охлаждения. В зависимости от материала, особенностей печи и садки, обжиг проводят по определенному режиму, под которым понимают скорость подъема и снижения температуры, температуру и время выдержки. Большую роль для некоторых керамических материалов играет среда обжига. Окислительную среду создают, обеспечивая свободный доступ воздуха, восстановительную — недостатком воздуха в печи (в случае газовой печи) и нейтральную, если доступ воздуха минимален. Среда оказывает большое влияние на химические процессы, происходящие в обжигаемом изделии, меняет его цвет и другие свойства. Особое значение в придании фарфору белизны играет период обжига в восстановительной среде, при котором происходит переход рыжего оксида железа (III) Fe2O3 в синий (II) FeO. Большинство керамических изделий обжигают в условиях свободного доступа воздуха, т. е. в окислительной среде.

Физический смысл стадии обжига керамики заключается в процессе спекания — образования из отдельных дисперсных частиц, связанных в отформованном изделии прослойками технологической связки, монолитного плотного поликристаллического тела. После обжига изделие приобретает свои основные свойства: механическую прочность, твердость, необходимый цвет; форму изделия уже нельзя изменить, не разрушая его.

Первая стадия обжига — нагрев изделия до температуры выдержки — наиболее ответственная. Именно в течение этой стадии из изделия удаляется оставшаяся после сушки вода и начинается физико-химические превращения материала, в первую очередь — удаление химически связанной, т. е. включенной в структуру соединений, воды.

Большинство керамических изделий изготавливают из традиционных сырьевых материалов, прежде всего глин. В составе глин находится много воды, которая при нагревании будет удаляться из материала в виде паров. Процесс удаления воды называют дегидратацией. Он происходит и при сушке, но тогда удаляется свободная (механически связанная) и физически связанная с частицами глины вода, т. е. не входящая в их химическую структуру. Дегидратация глин проходит при их нагревании до температур 600–800 °С, в этом диапазоне температур в процессе обжига удаляется химически связанная вода. До температуры 800 °С происходят наиболее резкие изменения объема глинистых частиц и модификационные превращения кварца.

До температуры 900 °С с выделением газообразных продуктов идет разложение карбонатов, часто содержащихся в глинах, и окисление примесей органического происхождения (остатков растений, угля и т. п.). Поэтому процесс нагрева изделий ведут достаточно медленно, не превышая 100 град/ч и нередко делая промежуточные выдержки.

Конечная температура обжига и время выдержки при этой температуре в основном определяются температурой спекания материала, из которого изготовлено керамическое изделие. Обычно полноту спекания определяют по объему открытых, т. е. сообщающихся с поверхностью, пор. Чем меньше таких пор осталось в изделии после обжига, тем лучше спекся материал.

Охлаждение изделия после выдержки при максимальной температуре в зависимости от материала и габаритов обжигаемого изделия ведут либо по особому режиму, постепенно снижая температуру и делая остановки — выдержки при температурах модификационных превращений, образовавшихся в процессе обжига фаз, либо охлаждая изделия вместе с печью. Так, например, переход кварца из α-формы в β-форму происходит при 575 °С и сопровождается значительным изменением объема, в результате чего может быть разрушено изделие.

Термопара представляет собой металлическую проволоку из особых сплавов, две жилы которой спаяны, и спай помещен в контролируемую зону печи. Свободные концы проволоки выведены за пределы нагреваемой зоны и соединены с прибором, показывающим преобразованный сигнал, поступающий от спая термопары. Термопара, находящаяся в печи, спрятана в огнеупорный чехол, защищающий ее от агрессивной среды печи.

Используются также пирометры — приборы, позволяющие по излучению, исходящему от нагретого изделия, определить его температуру. Пирометры устанавливают напротив небольших окошек — «гляделок» в корпусе или дверце печи. Если термопарой или пирометром можно определить температуру непосредственно во время обжига изделия, то пироскопами (конусами Зегера) — небольшими конусами, отформованными из масс определенных составов, можно определить максимальную температуру, достигнутую в обжиге, рассматривая после обжига степень деформации пироскопа. Каждый конус, согласно своему номеру, при определенной температуре деформируется, касаясь своей вершиной подставки. С помощью пироскопов удобно измерять температурное поле в рабочем пространстве печи и определять места, где нежелательно ставить изделия из-за их возможного пережога или недожога.

10. Шликерное литье керамических изделий (Виды, описание метода литья, преимущества и недостатки, оборудование)

мяу

11. Сушка керамических изделий (описание, виды, процессы, происходящие при сушке)

Сушка керамических изделий может проходить как в естественных условиях — на стеллажах в мастерской, так и в принудительных — в сушильных шкафах и сушилах. Скорость сушки, т. е. скорость удаления влаги из отформованного изделия, зависит от температуры, влажности окружающей среды и воздухообмена. Кроме того, скорость сушки зависит от формы и габаритов высушиваемого изделия. В процессе сушки механически и физически связанная вода, равномерно распределенная в изделии, перемещается по тонким каналам — капиллярам, образуемым свободным пространством между частицами пластичных материалов — глин и каолинов. Перемещаясь из глубины изделия к поверхности, вода освобождает занятые ранее полости, в результате чего частицы материала сближаются друг с другом. Такое изменение размеров изделия делает его меньше и называется усадкой. Так как вода начинает испаряться с поверхности, то первыми усадку испытывают внешние слои материала. Поверхность изделия, отформованного из массы, имеющей большую усадку, т. е. высокочувствительной к сушке, может покрыться трещинами уже на первых стадиях сушки. Если скорость сушки велика, то даже малочувствительные к сушке массы в толстостенных изделиях могут образовывать трещины из-за того, что внутренние, еще сырые слои материала, не дадут возможность усесть внешним слоям без разрыва поверхности, т. е. без трещин. Следовательно, для успешной бездефектной сушки необходимо ограничивать скорость сушки и тем сильнее, чем сложнее и массивнее изделие. Ограничивать скорость сушки можно, не только снижая температуру окружающего воздуха, но и увлажняя его (при этом замедлится влагоудаление).

Наконец, массивные изделия можно сушить продолжительное время под тканью, задерживающей влагу. При сушке керамических изделий недопустимо резкое повышение температуры, особенно в первый период, до температур 70– 80 °С. Необходимо прогреть изделие по всей глубине и уже затем, поднимая температуру до 100–120 °С, окончательно высушить его. В заводских условиях при отлаженной технологии сушку ведут в сушилах различного типа до температур 300 °С. Окончательная влажность изделия после сушки, т. е. перед обжигом, не должна превышать 5 % (для крупногабаритных изделий — не более 2 %).

Усадка при сушке называется воздушной усадкой и является серьезной проблемой на пути получения бездефектного изделия. Чтобы уменьшить трещинообразование, помимо регулирования скорости сушки можно регулировать состав массы, вводя в нее непластичные — отощающие компоненты. Однако следует учесть, что при этом нельзя выходить за пределы пластического состояния массы, необходимого для ее формования. Введенные отощающие компоненты снизят усадку всей массы вследствие того, что сами не теряют воду и не испытывают усадки. Помимо этого их введение в массу приводит к образованию при сушке изделия более крупных пор, облегчающих удаление влаги.

Исключить неравномерную усадку изделия, являющуюся причиной образования трещин, можно, предъявляя к его форме определенные требования. Форма керамического изделия не должна содержать мест, которые могут служить концентраторами напряжений при сушке. Такими местами могут быть резкие переходы толщины изделия, острые края, углы, отверстия с острыми краями. Добиваться нужной формы можно, слегка закругляя кромки углов, краев, отверстий и сглаживая переходы, а также увеличивая толщину изделия в опасных местах, выравнивая таким образом скорость усадки в разных местах изделия и упрочняя их. Необходимо помнить, что при сушке отформованное изделие ведет себя как единое целое и нельзя допустить, чтобы подставка, на которой находится изделие во время сушки, прилипала к изделию и мешала его усадке. Для этого иногда изделия сушат на бомзах — специальных подставках, изготовленных в то же время из того же материала и, соответственно, имеющих такую же усадку. После сушки изделия подвергают оправке, зачищая края, заглаживая поверхности и устраняя мелкие дефекты.

12. Глина. Классификация глин для керамических изделий

Основным сырьем для производства керамических изделий являются глины.

Цвет сырых глин в зависимости от характера примесей очень разнообразен: он бывает белым, жёлтым, зелёным, красным, коричневым, синим, чёрным и т. д. Этот цвет сообщается глине органическими примесями, которые при обжиге выгорают.

С технологической точки зрения глины разделяют на жирные и тощие.

Жирные глины отличаются от тощих более высокой пластичностью. При сушке и обжиге они дают больше усадки. Эти глины нежны на ощупь, при трении ногтем легко полируются, и полученный блеск сохраняется после обжига. В изломе жирные глины блестящи, иногда окрашены в темные тона, обычно вследствие содержания органических примесей.

Тощие глины обладают невысокой пластичностью и при сушке и обжиге дают небольшие усадки. Эти глины содержат сравнительно много примесей и, как правило, отличаются невысокой огнеупорностью. На ощупь они шероховаты, а в изломе — матовы. Тощие глины окрашены в желтоватые, красноватые и сероватые тона (в зависимости от вида примесей). Следует отметить, что в производстве керамики приходится повышать или понижать пластичность в зависимости от рода изделий и характера самой керамической массы.

По пластичности глины разделяют на 5 групп — от высокопластичных до непластичных.

По чувствительности к сушке — возможности принудительной сушки изделия без образования трещин — глины делят на 3 категории — от высокочувствительных до малочувствительных.

По спекаемости — объёму открытых, т. е. сообщающихся с поверхностью пор в отформованном и обожжённом образце — глины разделяют на 3 категории — от сильноспекающихся до неспекающихся.

13. Терракота (состав, t обжига,основные свойства, применение)

Терракота (например, красные цветочные горшки) — это керамическое изделие, не покрытое глазурью, имеет пористую структуру и цвет от бледно-бежевого до насыщенного кирпичнокрасного, цвет черепка зависит от количества примесей железа. Обжиг до 950–1100 °C.

Лучшими исходными материалами для терракоты являются естественно

окрашенные тугоплавкие глины, свободные от растворимых солей, дающие после обжига пористый, равномерно окрашенный материал, обладающий незначительной усадкой. Большую роль при обжиге терракоты играет газовая среда печи, где ведётся обжиг, а именно при наличии слабовосстановительной газовойсреды материал приобретает серый цвет, резко выраженной — чёрный, при наличии окислительной газовой среды глина, содержащая соединения железа, придаёт материалу после обжига красный цвет. Степень окраски терракотового материала усиливается с повышением температуры обжига.

14. Фарфор (виды, состав, t обжига,основные свойства, применение)

(л) Основные свойства: белизна, просвечиваемость, механическая прочность, твёрдость, термическая и химическая стойкость.

Основные компоненты: каолин, кварц, полевой шпат.

Фарфоровые массы не особо пластичны, поэтому вводят мягкие глины.

1. 
   Твёрдый фарфор используют для производства высококачественной посуды (обжиг от 1320-1450 С)
   
2. 
   Мягкий фарфор имеет большую просвечиваемость, белизну, блеск и широкую палитру красок. Используют для иготовления художественных изделий. В составе флюс, полевой шпат. Температура спекания 1250-1280 С
   
3. 
   Костяной фарфор , один из видов мягкого, (1й 1280, 2й 1160 С)Имеет низкие технические свойства, но отличается декоративно-высоко-эстетическими свойствами.
   

Фарфор представляет собой высшее достижение керамической технологии; его основные свойства — белизна, просвечиваемость, механическая прочность, твёрдость, термическая и химическая стойкость — определили обширные области его применения: от изготовления посуды и изделий технического назначения до создания уникальных произведений искусства.

Основными видами сырья для фарфора являются каолин, кварц и полевой шпат; для повышения пластичности в фарфоровые массы вводится небольшое количество высокопластичной глины. В настоящее время освоено производство самых разнообразных видов фарфора.

Твёрдый фарфор используется для изготовления высококачественной посуды. Этот фарфор имеет высокую белизну, твёрдость, термическую и химическую стойкость. Обжигается при температуре 1320–1450 °C.

Мягкий фарфор имеет высокую просвечиваемость, блеск и широкую палитру красок. Используется для изготовления различных художественных изделий, но его термическая и химическая стойкость и механическая прочность значительно хуже, чем у твёрдого фарфора. Благодаря высокому содержанию флюса — полевого шпата — масса мягкого фарфора спекается при температуре 1250– 1280 °C, т. е. значительно раньше по сравнению с твёрдым фарфором.

Один из видов мягкого фарфора — костяной. Его родиной является Англия, где в середине XVIII в. известным керамистом Д. Веджвудом была разработана технология и организовано изготовление изделий из керамической массы с использованием в качестве плавня костяной золы. Обжиг костей животных производится в печах до температуры около 1000 °C. Затем зола размалывается, выстаивается в течение 20 суток, очищается и высушивается. Состав костяного фарфора: каолин — 20 %, глина огнеупорная — 10 %, полевой шпат — 20 %, костяная мука — 50 %. Первый обжиг фарфора — 1280 °C, второй — 1160 °C. Костяной фарфор имеет низкие эксплуатационные свойства: он нетермостоек, механическая прочность его низка. Но этот фарфор отличается высокой декоративностью, имеет специфический «тёплый» цвет черепка, просвечиваемость, блеск; всё это объясняет существование и дальнейшее развитие этого довольно сложного в производстве вида керамики. На основе технологии костяного фарфора разработана масса «париан», используемая для изготовления скульптуры; неглазурованная поверхность изделий из париана напоминает мрамор благодаря мягкому матовому блеску. Существует вид мягкого фарфора — «каррара», с высокой просвечиваемостью и блеском, производство которого ещё сохранилось во Франции
Фарфоровые массы являются наиболее сложными в приготовлении, поскольку для них должны использоваться наиболее качественные и очищенные компоненты. Существуют два вида фарфоровых масс: мягкий фарфор (просвечиваюший, глянцевый черепок) и твердый фарфор (молочно-белый, малопросвечивающий, очень крепкий черепок).

Фарфоровые массы представляют собой смесь высококачественного очищенного каолина с кварцевыми отощителями и полевошпатными плавнями, а также с небольшим количеством пластифицирующей добавки в виде высокопластичной беложгущейся глины.

Мягкие фарфоровые массы отличаются большим содержанием плавней, благодаря чему температура спекания такого фарфора на 100–150 °С ниже, чем твердого: 32 % — полевых шпатов, 28 % — кварца, 24 % — каолина, 16 % — пластичной беложгущейся глины. В качестве дополнительных плавней, увеличивающих спекаемость мягкого фарфора, в указанную смесь могут добавляться мел и оксид цинка в небольших количествах.

Приготовление жидких фарфоровых масс связано с рядом технологических трудностей, поскольку имеющиеся в их составе компоненты не образуют устойчивые водные суспензии. Поэтому для жидких фарфоровых масс были разработаны специальные фриттованные составы, содержащие растворимые в воде вещества, связывающие нерастворимые частицы фарфоровой массы и тем самым обеспечивающие устойчивость суспензии.

Фриттованный мягкий фарфор состоит из 30–50 % каолина, 25–35 % кварца и 25–35 % фритты. Последняя состоит из 35 % полевого шпата, 25 % углекислого бария, 20 % кварца и 20 % пегматита. Для получения твердого фарфора готовится смесь из 50 % каолина, 25 % — полевого шпата и 25 % — кварца. Пластифицирующая добавка вводится в каолин в количестве 5–7 % от его массы.

В хранении глина является крайне неприхотливым и удобным материалом. Для долговременного (более 9–12 месяцев) хранения исходное сырье может быть высушено до образования глиняной россыпи или порошка, что позволяет сэкономить немало складского места. Если оставить на долгое время сырую глину, то различные микроорганизмы могут ухудшить ее технологические и физические свойства. Одновременно с глиняной россыпью в сухом состоянии хранятся отощители, шамот, плавни и другие обогащающие материалы, используемые в производстве керамики. Гигроскопичные материалы следует, по возможности, хранить в сухих отапливаемых помещениях в течение не более 6 месяцев, а материалы, являющиеся химическими реактивами (соли, оксиды), — в соответствии с условиями хранения этих веществ.

15. Фаянс (состав, t обжига,основные свойства, применение)

Фаянс представляет собой тонкокерамические изделия из только беложгущихся глин. Имеет пористую мелкозернистую структуру, не просвечивает, в неглазурованном виде впитывает и пропускает воду. Обжиг двукратный: 1-й — при температуре 1250–1280 °C, 2-й — 1100–1140 °C. Пористость твёрдого фаянса 9–12 % является причиной поглощения им влаги из воздуха, что приводит к небольшому объёмному увеличению фаянсового черепка и, как следствие, к растрескиванию глазурного слоя — цеку. Поэтому наблюдается тенденция к сокращению фаянсового производства и увеличению выпуска керамики со спекшимся черепком. В зависимости от своего состава и температуры обжига фаянс может быть твёрдым, мягким, шамотным, глинистым, известковым.

Исходным материалом для фаянсовых керамических масс является смесь (примерно в равных частях) высококачественного каолина и беложгущейся огнеупорной глины, содержащей значительное количество глинозема. Карбонатные плавни для приготовления фаянсового сырья не используются, вместо них в массу добавляются кварц и для глин, бедных полевошпатными породами, полевые шпаты, например альбит, анортит, ортоклаз и нефелин-сиениты [13]. Примерный состав фаянсовой керамической массы следующий: по 25–35 % каолина и огнеупорной беложгущейся глины, 25–30 % кварцевого отощителя, до 5 % полевошпатных минералов.

16. Майолика (состав, t обжига,основные свойства, применение)

(у) Майолика — изделия из гончарной глины, покрытые цветными глазурями или эмалями. Для изготовления майолики используют легкоплавкие глины в чистом виде или с вводом отощающих и флюсующих добавок. Наиболее часто в состав майоликовых масс вводится кварцевый песок, мел или известняк, так как SiO₂ и CaO способствуют образованию прочной связи майоликового черепка с глазурью, кроме того, снижается усадка изделий. Часто майоликовые изделия покрывают слоем белой глины — ангоба, скрывающего натуральный цвет черепка. Обжигается глиняная майолика дважды: 1-й обжиг проходит при температуре 800–850 °C, 2-й, глазурный, — при 960–1050 °C. Низкая температура глазурного обжига майолики позволяет использовать для декорирования широкую палитру цветных глазурей и эмалей. С целью обеспечить постоянные технологические свойства майоликовым массам и высокое качество изделий, изготовляемых из нестабильного по составу местного глинистого сырья, некоторые заводы вводят в массы 5–6 и более разновидностей глин

(л) Отощающий материал - добавки, уменьшающие пластичность (труднее пенить(?), но меньше усадка при обжиге).

В состав входит SiO₂ , известняк, кварцевый песок, мел, образуется характерное сцепление между глазурью и черепком изделия. Чисто майоликовые изделия покрывают белой глиной.

Майоликовые массы приготавливаются из смеси местных легкоплавких глин с небольшими добавками очищенного каолина, кварцевого песка в качестве отощающего материала и мела или известняка в качестве плавней

17. Виды глазури и их классификация (весь параграф)

Глазури — это тонкий стекловидный слой (0,1–0,3 мм), образующийся на керамических изделиях в результате нанесения специальных веществ, закрепленный путём обжига. Глазурь предохраняет изделие от загрязнения, действия кислот, делает водонепроницаемым, улучшает другие свойства. Используется для декоративных целей. Глазурь по физическим и химическим свойствам можно рассматривать как силикатное стекло.

Глазури отличаются большим разнообразием состава и свойств. Есть легкоплавкие и тугоплавкие.

Легкоплавкие (до 1100 °С) используют для подавляющего большинства художественных керамических материалов: фаянса, 80 майолики, гончарных изделий.

Тугоплавкие глазури используют для фарфора, каменного товара.
Глазури для керамических изделий — тонкий, толщиной 0,1–0,2 мм, слой силикатного стекла. Глазурь придает влагонепроницаемость изделию, предохраняет череп от загрязнений, улучшает внешний вид изделия, повышает прочность, сохраняет подглазурную отделку красками и усиливает их яркость.

Глазури закрепляют на поверхности изделий с помощью обжига. При обжиге структура глазурей непрерывно изменяется. Исходные составляющие глазури разлагаются и плавятся, образующиеся при этом пузыри выходят на поверхность, и происходит взаимодействие глазури с подглазурным слоем. Поверхность раздела между глазурью и глазуруемым материалом имеет шероховатую фактуру, так как отдельные участки на поверхности материала имеют различную растворимость в глазури. В подглазурном слое фарфоровых изделий при высоких температурах образуются кристаллы муллита. Стекловидная фаза в прозрачных блестящих глазурях не содержит никаких включений или пор, и такие глазури имеют совершенно гладкую, идеальную поверхность. Сырьевые материалы для производства глазурей приведены ниже. Неглазурованное изделие называют бисквитом.

Необходимость нанесения глазури обусловлена такими потребностями, как:

− декорирование изделий;

− придание изделиям определенных санитарно-гигиенических свойств;

− повышение механической прочности изделий;

− достижение специальных целей;

− маркировка изделий.

Тугоплавкие глазури с температурой разлива выше 1300 °C, как правило, наносят на изделия из фарфора. Состав их практически не отличается от состава самого фарфора. В состав тугоплавких глазурей входят 6 оксидов: SiO2, Al2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, в качестве сырьевых компонентов применяют полевой шпат, кварцевый песок, доломит, глина, каолин, бой фарфоровых изде- 81 лий. Содержание оксидов Fe2O3 не должно превышать 0,28 % и TiO2 – 0,12 %. В классические легкоплавкие глазури добавляют, кроме перечисленных, еще и оксиды PbO, B2O3, BaO, ZnO, SrO, ZrO2. Свинцовые глазури особо токсичны.

Для приготовления тугоплавких сырых глазурей исходные сырьевые компоненты дозируют по массе, производят мокрый тонкий помол (около 20), ситовую и магнитную очистку. У полученного глазурного шликера определяют тонкость помола на сите 006, влажность, плотность, показатель упругости.

Для фаянсовых изделий и различных видов керамических плиток применяют фриттованные (предварительно сплавленные) глазури. Необходимость получения фриттованных глазурей обусловлена несколькими факторами: переводом растворимых в воде сырьевых компонентов в нерастворимые силикаты или бораты, усилением процесса глушения глазурей, переводом токсичных компонентов в нетоксичные.

Процесс сплавления шихты в специальной печи до стекловидного состояния производят при температурах не ниже 1250 °C с последующим быстрым охлаждением расплава сливом на воду (для облегчения помола) — фриттованием. Технология приготовления легкоплавких глазурей включает следующие переделы: сырьевые компоненты → весовое дозирование → смешивание → подача шихты во фриттоварочную печь → варка фритты → гранулирование фритты на воду → составление глазури (мельничные добавки: глина, каолин) → мокрый тонкий помол → слив глазурного шликера (ситовая, магнитная сепарация). Температура разлива легкоплавких глазурей составляет 800–1200 °C. Глушеные глазури обеспечивают эффект отсутствия прямой видимости. Их использование расширяет сырьевую базу керамического производства. В качестве глушителей используются вещества с показателем преломления, сильно отличающимся от показателя преломления силикатного стекла глазури.

Глушение обусловлено распределением твердых частиц глушителя в стекле. Степень глушения зависит от размера таких частиц. Чем меньше частицы глушителя, тем равномернее они распределены в стекле, тем полнее глушение. Падающий на глазурованную поверхность свет рассеивается и отражается от этой поверхно- 82 сти. Наибольшее отражение света достигается при размере частиц глушителя 0,2–0,3 мкм (получается при фриттовании).

Механизм глушения разнообразен. Глушение может быть достигнуто посредством механического распределения в стеклофазе глазури тонкодисперсного глушителя еще во время составления и размола шихты для фриттования; перекристаллизацией из расплава, например, циркона в виде мелких кристаллов после растворения исходного циркона; в результате протекания реакции с образованием в расплаве кристаллической фазы.

Для окрашивания глазури нужно ввести хромофор концентрации от 0,5 до 3 %. Важен вид красителя и его валентно-координационное состояние. При обжиге окрашенной глазури следует поддерживать окислительную или нейтральную среду, так как в восстановительной среде красители могут частично восстанавливаться до металлического состояния.

«Задымленные» глазури выглядит как металлическое покрытие: в состав входит CuO и оксиды других переходных 3d-элементов. При обжиге создают восстановительную среду, для этого в печь бросают кусочки канифоли.

По способу изготовления различают сырые и фриттованные глазури,
по составу — полевошпатовые, борные, борно-щелочные, борно-свинцовые, борно-свинцово-щелочные, солевые и др.

Кроме того, глазури могут быть прозрачные и непрозрачные (глухие), цветные и бесцветные, матовые, кракле, с металлическим отливом, восстановительного пламени (металлические отблески), самосветящиеся, потечные.

18. Глазури, ангобы, эмали и лаки для керамических изделий (процесс глазурования и приготовления глазури, основные отличия и применение)

Ангобом называют матовое, белое или цветное покрытие, состоящее из глиняной массы, наносимой в сметанообразном состоянии на поверхность изделия сплошным или несплошным слоем. Ангобы наносят на изделие для получения более гладкой поверхности, для маскировки нежелательной окраски, создания рельефного рисунка и т. п. Ангоб, как правило, наносят на сырые, слегка подвяленные изделия, например на майоликовые, для которых характерна такая отделка. Ангобы разделяют на глинисто-песчанистые и флюсные. Первые применяют на майоликовых и гончарных изделиях художественно бытового или хозяйственного назначения. Флюсные ангобы применяются преимущественно в архитектурно-художественной керамике. 84 Рецепт белого ангоба: глина беложгущаяся — 80 %; кварцевый песок (молотый) — 20 %; вода — влажность 60 %. Цветные ангобы получают на основе белого введением красящих окислов металлов или пигментов (окислы меди, хрома, железа) в количестве от 3 до 15 %. На изделие ангоб наносится окунанием, поливанием, пульверизацией, кистью, рожком, пипеткой.

Лак — вид ангобного покрытия из блестящих глинистых пленок.

Эмаль — разновидность глазури. Это непрозрачная глухая глазурь. Эмаль применяется для цветных керамических материалов в качестве грунта, на котором пишут красками, и для росписи изделий из цветного материала.

Как грунт в основном применяют белую эмаль, наносимую на изделие методом поливания. После того, как эмаль подсохнет, по ней пишут с помощью кисти керамическими красками. После обжига создаётся впечатление, будто краски слегка тонут в эмали, давая нежные и глубокие контуры рисунков. Роспись по сырой эмали требует от исполнителя свободного владения кистью, уверенного мазка и большого навыка. Она представляет собой самую сложную технику живописи для майолики.

Для росписи изделий из красножгущихся глин применяют широкую палитру цветных эмалей. Роспись ведут техникой резерважа. Для этого эмали, предназначенные для нанесения живописного одноцветного или многоцветного рисунка, смешивают с раствором воска, скипидара и глицерина, а затем кистью пишут на предварительно очищенном от пыли изделии, используя полученную жировую эмульсию. После выполнения рисунка изделие окунают в чан с глазурным шликером. Шликер пристаёт к свободным пористым участкам, не покрытым глазурью. В процессе обжига жировой состав выгорает, а рисунок, нанесённый глазурью, остаётся.

Необычный художественный эффект достигается при украшении художественных изделий так называемыми перегородчатыми эмалями. На изделии выполняются перегородки высотой от 1 до 2 мм, разделяющие контуры цветовых пятен, которые будут в дальнейшем нанесены на изделие. В процессе глазурованного обжига эмали расплываются и закрепляются на изделии, при этом контуры цветовых пятен будут четко проявляться. Этот способ широко применяют для производства архитектурно-художественной керамики (майоликовые вставки, панно).

19. Керамические краски (Виды, преимущества и недостатки, приготовление и нанесение)

Керамические краски подразделяют на надглазурные и подглазурные. Надглазурные наносят на глазурованное изделие и закрепляют декоративным обжигом. Надглазурные отличаются меньшим блеском и стираются при продолжительной службе. Надглазурные краски — это смесь пигментов с флюсами. Флюсами для надглазурных красок служат специальные легкоплавкие стёкла. Для надглазурных росписей применяют люстры и препараты золота.

Люстр — раствор солей металлов в органическом растворителе (канифоль в скипидаре, лавандовое масло).

Бесцветный (ирризирующий) люстр изготавливается на основе окиси висмута. После обжига остаётся плёнка (бензин на поверхности воды). Окись висмута припаивает тонким слоем, в противном случае остается пепел — температура обжига 720–750 °С.

Люстры разных цветов смешиваются друг с другом.

Препарат золота — 10–12 %-й — раствор соли золота в органических растворителях; температура обжига до 790 °С. Органические соединения выгорают, остаётся тонкая молекулярная плёнка чистого золота.

Подглазурные наносят на неглазурованное изделие, которое после росписи покрывают глазурью и обжигают. Будучи защищёнными слоем глазури, являются очень долговечными. Подглазурные краски — это смесь пигментов с глазурью.

В качестве керамических красителей используются также растворы солей металлов (кобальта, хрома, железа и пр.). При нанесении на сухое или утильное изделие они впитываются в черепок и становятся незаметными, но после обжига проявляются. Рисунок солями не имеет четкого контура, он мягок и акварелен.

20. Виды декорирования керамических изделий (Живописный, скульптурный технологический), (Описание, сущность, преимущества и недостатки, оборудование)

мяу

21. Дефекты при декорировании и изготовлении керамических изделий (Виды, причины, устранение)

Дефекты глазури. Часть дефектов связана с неправильным подбором состава глазури к материалу, из которого сделано изделие: это цек — сеть мелких волосяных трещин на глазури, а также отслаивание глазури. Другая группа дефектов связана с неправильно выбранной температурой обжига изделий. При завышенной температуре обжига наблюдается сухость глазури — снижение блеска и шероховатость; матовость — при заниженной или завышенной температуре; плохой разлив, волнистость, слабый блеск — при недожоге, т. е. заниженной температуре обжига. При неправильном нанесении глазурного шликера могут возникать натёки — утолщения глазури в отдельных местах изделия. При плохой очистке глазуруемого изделия от пыли и жира могут возникнуть плешины — отсутствие глазури в отдельных местах. С той же причиной связана сборка — стягивание глазури в капельки и складки. При заниженной температуре утильного обжига могут образоваться наколы — точечные впадины, при слишком быстром нагреве в интервале температур 800–1000 °C — пузыри или прыщи.

22. Тонкокаменные изделия

Тонкокаменные изделия характеризуются белым или цветным спёкшимся черепком. Производство осуществляется по фарфоровой или фаянсовой технологии, возможен однократный обжиг. Температура обжига — 1160–1280 °C. Тонкокаменные изделия в зависимости от применяемого сырья, степени спекания и цвета черепка, особенностей технологии носят различные названия: полуфарфор, низкотемпературный фарфор, «каменный товар» и др. Эта группа керамических производств получает в наше время преимущественное развитие. Такие массы позволяют производить одноэтапный обжиг.
Тонкокаменные и полуфарфоровые керамические массы огнеупорные, тонкодисперсные. Их основой являются тугоплавкие и огнеупорные глины с 42 добавлением значительного количества каолинового сырья. Плавнями и отощителями для приготовления тонкокаменных масс являются кварцы (кварцевый песок), нефелин-сиениты, пегматиты, перлиты. Эти керамические массы различаются по температуре обжига: низкотемпературного спекания (обжиг при температурах 1100–1200 °C) и высокотемпературного спекания (обжиг при температурах свыше 1300 °C).

Низкотемпературная тонкокаменная керамическая масса состоит из 25–30 % огнеупорной глины, 25 % каолина, 15–30 % перлитов, 10–20 % нефелисиенитов, до 10 % кварцевого песка. Иногда для лучшей спекаемости черепка в массу вводится небольшое количество измельченного в порошок боя майоликовой керамики.

Высокотемпературная тонкокаменная масса имеет в своем составе 30 % каолина, 30 % кварцевого песка, 25 % огнеупорной глины, 15 % пегматита. Если отощающий материал — кварцевый песок — заменить обожженным глиноземом или шамотом, то получится масса для жаростойкой тонкокаменной керамики, не боящейся резких перепадов температур. Недостатком такой массы является весьма высокая температура обжига не ниже 1400 °C.