Из чего делают керамику состав. Керамика

В узком смысле слово керамика обозначает глину , прошедшую обжиг .

Самая ранняя керамика использовалась как посуда из глины или из смесей её с другими материалами. В настоящее время керамика применяется как материал в промышленности (машиностроение, приборостроение, авиационная промышленность и др.), строительстве, искусстве, широко используется в медицине, науке. В XX столетии были созданы новые керамические материалы для использования в полупроводниковой индустрии и др. областях.

Энциклопедичный YouTube

1 / 2

✪ ТЁПЛАЯ КЕРАМИКА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ДОМА

✪ Керамика за 120 Евро? Для чего она нужна?

Субтитры

Виды керамики

В зависимости от строения различают тонкую керамику (черепок стекловидный или мелкозернистый) и грубую (черепок крупнозернистый). Основные виды тонкой керамики - фарфор , полуфарфор, каменная керамика , фаянс , майолика . Основной вид грубой керамики - гончарная керамика . Кроме того, различают керамику карбидную (карбид вольфрама , карбид кремния), алюмооксидную , циркониевую (на основе ZrO 2), нитридную (на основе AlN) и пр.

Гончарная керамика имеет черепок красно-коричневого цвета (используются красножгущиеся глины), большой пористости, водопоглощение до 18 %. Изделия могут покрываться бесцветными глазурями, расписываются цветными глиняными красками - ангобами .

История

Керамика известна с глубокой древности и является, возможно, первым созданным человеком искусственным материалом. Считалось, что возникновение керамики напрямую связано с переходом человека к оседлому образу жизни, поэтому оно произошло намного позднее, чем корзины . Ещё недавно первые известные нам образцы керамики относились к эпохе верхнего палеолита (граветтская культура) . Древнейший предмет из обожжённой глины датируется 29-25 тысячелетиями до нашей эры. Это вестоницкая Венера , хранящаяся в Моравском музее в Брно .

Найденные в 1993 году горшки из пещеры Сяньжэньдон (англ. ) в провинции Цзянси на юго-востоке КНР были слеплены 20-19 тыс. лет назад . Черепки от остроконечного сосуда, найденные в пещере Юйчаньянь (англ. ) в провинции Хунань на юго-востоке Китая, датируются возрастом 18,3-17,5 тыс. лет назад .

Древнейшая керамическая посуда (12 тыс. л. н.) в России обнаружена в Забайкалье (на археологических памятниках усть-каренгской культуры ) и на Дальнем Востоке (громатухинская, осиповская, селемджинская культуры; см. Сибирский неолит).

Керамика с толстым слоем растительного воска и жирного осадка с ливийских местонахождений в Сахаре (Юан Афуда (Uan Afuda ) и Такартори (Takarkori) датируется периодом 8200-6400 лет до н. э.

Первоначально керамика формовалась вручную. Изобретение гончарного круга в третьем тысячелетии до нашей эры (поздний энеолит - ранний бронзовый век) позволило значительно ускорить и упростить процесс формовки изделия. В доколумбовых культурах Америки индейская керамика изготавливалась без гончарного круга вплоть до прихода европейцев.

Отдельные виды керамики формировались постепенно по мере совершенствования производственных процессов, в зависимости от свойств сырья и получаемых условий обработки.

Древнейшие виды керамики - это разнообразные сосуды, а также пряслица , ткацкие грузики и другие предметы. Эта бытовая керамика разными способами облагораживалась - наносился рельеф штамповкой, прочерчиванием, налепными элементами. Сосуды получали разную окраску в зависимости от способа обжига. Их могли лощить, окрашивать или разрисовывать орнаментом, покрывать ангобом, глянцеватым слоем (греческая керамика и римские Terra sigillata ), цветной глазурью («Гафнеркерамика» Ренессанса).

К концу XVI века в Европе появилась майолика (в зависимости от происхождения, также часто называется фаянсом). Обладая пористым черепком из содержащей железо и известь, но при этом белой фаянсовой массы, она была покрыта двумя глазурями: непрозрачной, с высоким содержанием олова, и прозрачной блестящей свинцовой глазурью.

Каменная керамика также изготовлялась Веджвудом в Англии. Тонкий фаянс как особый сорт керамики с белым пористым черепком, покрытым белой же глазурью, появился в Англии в первой половине XVIII века. Фаянс в зависимости от крепости черепка делится на мягкий тонкий фаянс с высоким содержанием извести, средний - с более низким её содержанием и твёрдый - совсем без извести. Этот последний по составу и крепости черепка часто напоминает каменную керамику или фарфор .

Изготовление гончарных форм с использованием и без использования гончарного круга

История появления керамики на Руси

Археологические находки во многих древнерусских городах свидетельствуют о широком развитии на Руси гончарного ремесла. В Древней Руси применяли большей частью двухъярусные (нижний, топочный ярус зарывали в землю) гончарные горны, но были и одноярусные.

Монголо-татарское нашествие повлияло на развитие древнерусской культуры. История одной из её ветвей - керамики, сместилась из южных регионов в северные и западные пограничные города, в московские земли, поэтому не случайно возрождение изразцового искусства в Древней Руси было уничтожено множеством произведений русских гончаров IX-XII веков. Например, исчезли двуручные корчаги-амфоры, вертикальные светильники, искусство перегородчатой эмали, глазурь (самая простая - жёлтая, уцелела только в Новгороде), более простым стал орнамент.

Отдельное направление русской, а затем и современной российской керамики, составляет гжель (по имени города). Эти изделия исполняются в бело-синем стиле.

Прозрачная керамика

Исходные керамические материалы непрозрачны из-за особенностей их структуры. Однако спекание частиц нанометровых размеров позволило создать прозрачные керамические материалы, обладающие свойствами (диапазоном рабочих длин волн излучения, дисперсией, показателем преломления), лежащими за пределами стандартного диапазона значений для оптических стёкол .

Нанокерамика

Технология производства керамических изделий

Технологическая схема производства керамической плитки включает следующие основные фазы:

1. Приготовление шликера ;
2. Формовка изделия;
3. Сушка;
4. Приготовление глазури и глазуровка (эмалировка);

Сырьё для керамических масс подразделяется на пластичное (глины и каолины) и непластичное. Добавки шамота и кварца уменьшают усадку изделий и вероятность растрескивания на стадии формования. В качестве стеклообразователей используют свинцовый сурик , буру .

Приготовление шликера

Приготовление шликера идёт в три фазы:

1. Первая фаза: помол полевого шпата и песка (помол ведётся от 10 до 12 часов);
2. В первую фазу добавляется глина;
3. Во вторую фазу добавляется каолин . Готовый шликер сливается в ёмкости и выдерживается.

Транспортировка из сырьевого склада производится при помощи погрузчика в приёмные бункера. Откуда по конвейеру отправляется либо в шаровую мельницу (для помола), либо в турборастворители (для роспуска глины и каолина)

Участок по приготовлению глазури

Глазури - глянцевидные сплавы, расплавляющиеся на керамическом черепке слоем толщиной 0,12 - 0,40 мм. Глазурь наносится, чтобы покрыть черепок изделия плотным и гладким слоем, а также для придания изделию с плотным черепком повышенной прочности и привлекательного внешнего вида, для гарантии диэлектрических свойств и защиты декора от механических и химических воздействий.

В состав глазури входит тонко измельчённый циркон , мел , белила . В одну из определяемых технологом ёмкостей загружается готовая глазурь. Её пропускают несколько раз через вибросита и магнитноуловители для извлечения металлических примесей, наличие которых в глазури может повлечь за собой образование дефектов в ходе производства. В состав добавляется клей, и глазурь отправляется на линию.

Формование

Перед формовкой шликер загружается в одну из ёмкостей. Три ёмкости используются поочерёдно (меняясь примерно раз в сутки) для определённого стенда. Форму предварительно очищают от остатков шликера после предыдущей формовки, обрабатывают шликерной водой и просушивают.

Шликер заливают в просушенные формы. Формы рассчитаны на 80 заливок. При формовании используется наливной способ. Форма впитывает в себя часть воды, и объём шликера уменьшается. В форму доливают шликер для поддержания требуемого объема.

После затвердевания изделия просушиваются, производится первичная отбраковка изделий (трещины, деформации).

Ручная обработка изделий

После формования изделия поступают в цех ручной обработки.

После нанесения глазури изделие отправляется на обжиг в печь. Печь укомплектована модулем предварительной сушки, камерами обеспыливания и обдува. Термическая обработка ведётся при температуре 1230 градусов, длина печи составляет порядка 89 метров. Цикл от погрузки до разгрузки вагонетки составляет около полутора суток. Обжиг изделий в печи проходит в продолжение суток.

После обжига проводят сортировку: разделение на группы подобных изделий, выявление дефектов. Если дефекты устранимы, то они отправляются на доработку и удаляются вручную на участке реставрации. В противном случае изделие считается бракованным.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Кераммика (др. греч. кЭсбмпт -- глина) -- изделия из неорганических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготавливаемые под воздействием высокой температуры с последующим охлаждением.

В узком смысле слово керамика обозначает глину, прошедшую обжиг.

Самая ранняя керамика использовалась как посуда из глины или из смесей её с другими материалами. В настоящее время керамика применяется как материал в промышленности (машиностроение, приборостроение, авиационная промышленность и др.), строительстве, искусстве, широко используется в медицине, науке. В XX столетии были созданы новые керамические материалы для использования в полупроводниковой индустрии и др. областях.

Современные высокотемпературные сверхпроводящие материалы также являются керамикой.

1. Виды керамики

В зависимости от строения различают тонкую керамику (черепок стекловидный или мелкозернистый) и грубую (черепок крупнозернистый). Основные виды тонкой керамики фарфор, полуфарфор, каменная керамика, фаянс, майолика. Основной вид грубой керамики -- гончарная керамика Кроме того, различают керамику карбидную, алюмооксидную, циркониевую, нитридную

Фарфор имеет плотный спёкшийся черепок белого цвета (иногда с голубоватым оттенком) с низким водопоглощением (до 0,2 %), при постукивании издаёт высокий мелодичный звук, в тонких слоях может просвечивать. Глазурь не покрывает край борта или основание изделия из фарфора. Сырьё для фарфора -- каолин,песок, полевой шпати другие добавки. Фаянс имеет пористый белый черепок с желтоватым оттенком, пористость черепка 9 -- 12 %. Из-за высокой пористости изделия из фаянса полностью покрываются бесцветной глазурью невысокой термостойкости. Фаянс применяется для производства столовой посуды повседневного использования. Сырьё для производства фаянса -- беложгущиеся глины с добавлением мела и кварцевого песка.

Полуфарфор по свойствам занимает промежуточное положение между фарфором и фаянсом, черепок белый, водопоглощение 3 -- 5 %, используется в производстве посуды.

Майолика имеет пористый черепок, водопоглощение около 15 %, изделия имеют гладкую поверхность, блеск, малую толщину стенок, покрываются цветными глазурями и могут иметь декоративные рельефные украшения. Для изготовления майолики применяется литьё. Сырьё -- беложгущиеся глины (фаянсовая майолика) или красножгущиеся глины (гончарная майолика), плавни, мел, кварцевый песок

Гончарная керамика имеет черепок красно-коричневого цвета (используются красножгущиеся глины), большой пористости, водопоглощение до 18 %. Изделия могут покрываться бесцветными глазурями, расписываются цветными глиняными красками - ангобами.

2. Исторический обзор

керамика промышленность медицина высокотемпературный

Глина преданно служила человечеству на всем пути его долгой истории. На первый взгляд совсем непривлекательная, она была незаменимой во многих областях трудовой деятельности человека. Пластичность глины, ее способность после обжига превращаться в прочный и водостойкий материал, привлекли к ней внимание человека еще в эпоху мезолита, 10--16 тысяч лет до н. э.

Археологические раскопки, проводимые на территории многих стран Европы, Африки, Азии, Америки подтверждают повсеместное развитие керамического ремесла. В дошедших до нас памятниках материальной культуры можно встретить замечательные по красоте изделия бытового назначения: посуду, украшения, всевозможные фигурки животных, птиц и многие другие предметы.

Первые изделия из глины были хрупкими и очень боялись влаги, поэтому хранить в них можно было только зерно и другие сухие продукты. Но однажды, удаляя золу погасшего костра, человек заметил, что глинистая земля, которую он всегда брал для изготовления изделий домашнего обихода, под действием тепла стала прочной как камень. С тех пор человек стал обжигать глиняные изделия для придания им прочности. Чудесное превращение глины получило название “керамика”, что в переводе с греческого обозначает “глина”.

Открытие обжига сделало глиняную посуду древнего человека практичной. Керамические изделия тогда выполняли способами налепа, ленточным, спирально-жгутовым -- укладывали один на другой по спирали. В период позднего неолита, примерно 4 тысячи лет до н. э., керамические сосуды начинали украшать орнаментом, в котором преобладали мотивы круга и спирали, обозначавшие солнце, луну, молнию и другие магические силы, и покрывать многоцветными узорами. Такие изделия были найдены на юго-западе нашей страны (трипольская культура), странах Средней Азии, Ближнего Востока, Средиземноморья и других районах мира.

Примером керамического мастерства того периода являются кувшины с узким горлом, разнообразные сдвоенные сосуды, напоминающие очертаниями современный бинокль, глубокие миски, расписанные черной, красной и белой глинами. Уже в тот период керамика достигла большой художественной выразительности. И только с изобретением гончарного круга (4 -- начало 3-го тысячелетия до н. э.) резко упростился процесс изготовления керамических изделий, повысилась производительность труда.

Гончарный круг явился величайшим достижением, позволившим создавать симметричные, равномерно расширяющиеся или, наоборот, сужающиеся изделия разнообразной формы. Из влажной, хорошо вымешанной глины опытный гончар мог за несколько минут сделать горшок, чашку или другую нужную вещь. Кусок глины в его руках сплющивался, вытягивался, стенки сосуда поднимались, становились тоньше и приобретали задуманную форму. После этого изделия обжигали в вырытых в земле ямах или кирпичных печах. Мягкая, пластичная глина превращалась в твердый черепок.

Мастера гончарного дела постепенно открывали секреты глины: разобрались в ее видах, научились составлять рецепты глинистых масс, изобрели глазурь, придумали новые, более экономичные формы изделий. Применяя простые приемы обработки глины, несложное оборудование, они с большим вкусом и виртуозностью создавали подлинные произведения искусства.

Современное керамическое производство оснащено сложным оборудованием, использует новые красители и методы отделки. Конечно, в домашних условиях невозможно да и нет необходимости копировать его. Но создать изделия, несложные по технологии изготовления, можно. Они сохранят тепло ваших рук, вашу любовь к этому древнему, но вечно молодому виду творчества.

Керамика известна с глубокой древности и является, возможно, первым созданным человеком материалом. Считалось, что возникновение керамики напрямую связано с переходом человека к оседлому образу жизни, поэтому оно произошло намного позднее, чем корзины. Ещё недавно первые известные нам образцы керамики относились к эпохе верхнего палеолита (граветтская культура). Древнейший предмет из обожжённой глины датируется 29-25 тысячелетиями до нашей эры. Это Вестоницкая Венера, хранящаяся в моравском музее в Брно.

Найденные в 1993 году горшки из пещеры Саньженьдонь(англ. ) в провинции Цзянси на юго-востоке КНР были слеплены 20--19 тыс. лет назад. Черепки от остроконечного сосуда, найденные в пещере Юйчаньянь (англ. ) в провинции Хунань на юго-востоке Китая, датируются возрастом 18,3--17,5 тыс. лет назад.

В мезолитических культурах керамика используется нерегулярно и, как правило, на позднем этапе; наиболее совершенные образцы мезолитической керамики известны в культуре дзёмон на территории Японии. В неолите керамика становится неотъемлемым атрибутом практически всех археологических культур (исключение -- период древнейших аграрных сообществ докерамического неолита на ближнем Востоке, когда переход к оседлому образу жизни произошёл раньше многих других технологических инноваций).

Первоначально керамика формовалась вручную. Изобретение гончарного круга в третьем тысячелетии до нашей эры (поздний энеолит-- ранний бронзовый векк) позволило значительно ускорить и упростить процесс формовки изделия. В доколумбовых культурах Америки индейская керамика изготавливалась без гончарного круга вплоть до прихода европейцев.

Отдельные виды керамики формировались постепенно по мере совершенствования производственных процессов, в зависимости от свойств сырья и получаемых условий обработки.

Древнейшие виды керамики -- это разнообразные сосуды, а также пряслица, ткацкие грузики и другие предметы. Эта бытовая керамика разными способами облагораживалась -- наносился рельеф штамповкой, прочерчиванием, налепными элементами. Сосуды получали разную окраску в зависимости от способа обжига. Их могли лощить, окрашивать или разрисовывать орнаментом, покрывать ангобом, глянцеватым слоем (греческая керамика и римские Terra sigillata), цветной глазурью («Гафнеркерамика» Ренессанса).

К концу XVI века в Европе появилась майолика(в зависимости от происхождения, также часто называется фаянсом). Обладая пористым черепком из содержащей железо и известь, но при этом белой фаянсовой массы, она была покрыта двумя глазурями: непрозрачной, с высоким содержанием олова, и прозрачной блестящей свинцовой глазурью.

Декор писали на майолике по сырой глазури, прежде чем обжечь изделие при температуре порядка 1000 °C. Краски для росписи брались того же химического состава, что и глазурь, однако их существенной частью были окислы металлов, которые выдерживали большую температуру (так называемые огнеупорные краски -- синяя, зелёная, жёлтая и фиолетовая). Начиная с XVIII века стали применять так называемые муфельные краски, которые наносились на уже обожжённую глазурь. Они используются и для росписи фарфора.

В XVI веке в Германии распространилось производство каменной керамической посуды. Белый (например, в Зигбурге) или окрашенный (например, в Ререне), весьма плотный черепок состоял из глины, смешанной с полевым шпатом и другими веществами. После обжига при температуре 1200--1280 °C каменная керамика становилась твёрдой и практически не пористой. В Голландии производили красную каменную керамику по образцу Китайской керамики, и ту же особенность обнаруживает керамика Бёттгера

Каменная керамика также изготовлялась Веджвудом в Англии. Тонкий фаянс как особый сорт керамики с белым пористым черепком, покрытым белой же глазурью, появился в Англии в первой половине XVIII века. Фаянс в зависимости от крепости черепка делится на мягкий тонкий фаянс с высоким содержанием извести, средний -- с более низким её содержанием и твёрдый -- совсем без извести. Этот последний по составу и крепости черепка часто напоминает каменную керамику или фарфор.

Гончарные изделия можно разделить на две группы: неглазированная и глазированная керамика. В первую группу входят терракота и гончарная керамика -- наиболее древние из всех видов керамики. Терракота -- по-итальянски “обожженная земля”. Она представляет собой не политую глазурью обожженную глину. Раньше из нее делали скульптуры, бусы, рельефы. В наше время этот вид керамики применяется редко.

Гончарная керамика требует дополнительной обработки. Для придания ей водонепроницаемости ее заглаживают перед обжигом любым гладким предметом (“лощат”), уплотняя наружный слой глины до появления своеобразного блеска. “Морение” заключается в длительной выдержке глиняных изделий в дыму медленно остывающей печи. Очень древний способ обработки -- “запарка”, или “обварка”: вынутое из печи изделие опускают в воду с мукой. При этом на его поверхности образуются красивые подпалины, посуда становится водонепроницаемой. В настоящее время гончарная керамика получила очень широкое распространение. Из нее делают горшки, чашки, кувшины и другие предметы домашнего обихода. И ценятся они не меньше, чем фарфоровые, стеклянные.

Ко второй группе относится глазированная (или поливная) керамика. Ее покрывают слоем глазури, эмали и вторично обжигают. Глазурь сделала изделия водонепроницаемыми и позволила гончарам декорировать их: матовая, бархатистая поверхность чередуется с наплывами блестящей глазури. Под глазурью хорошо смотрится роспись ангобами -- окрашенными в разные цвета жидкими глинами. Ангобирование -- старинный вид обработки глиняных поверхностей, однако до настоящего времени находит широкое применение.

Ближайшей родственницей гончарной керамики является майолика. Это слово произошло от названия средиземноморского острова Мальорка, где зародился этот вид керамики. Майоликой называют изделия из гончарных глин, покрытые цветными глазурями -- эмалями.

Фаянс . Основа его -- белая глина. Фаянсовый кувшин от майоликового отличить легко, стоит только обратить внимание донышко: у гончарной керамики выступs на нем -- темные, а у фаянсовой - белые. То, что отличает фаянс от майолики, сближает его с фарфором, но фаянс не обладает белизной и прозрачностью фарфора, его черепок порист и менее прочен. Изделия фаянса имеют толстые, непрозрачные стенки мягких, обтекаемых форм. Особенно красиво, когда сквозь прозрачную зеленую, лиловую или коричневую глазурь просвечивается кремоватый черепок.

В России фаянсовое производство достигло высокого развития в XVIII веке. Талантливые и самобытные народные мастера Гжели и других центров керамических промыслов заняли почетное место в истории русского декоративного и прикладного искусств.

Родиной фарфора является Китай. Благодаря высокой прочности, абсолютной белизне черепка, богатству красок, химической стойкости он значительно превзошел всю европейскую керамику. Для создания фарфора необходима очень высокая температура об жига -- до 1400 °С и сложная по составу глиняная масса, включающая каолин, песок полевой шпат и другие добавки. Фарфор ценился очень дорого и керамисты европейских стран бились над разгадкой так называемого “китайского секрета”, но все их попытки кончались безрезультатно. И вот в 1709 гор в Мейсене (Саксония) получен плотный, полупрозрачный, абсолютно белый фарфоровый черепок. К концу XVIII века изготовление фарфора было освоено на всем европейском континенте.

В России фарфор изобретен другом М. В. Ломоносова ученым-химиком Д. И. Виноградовым.

Во время поисков секрета изготовления фарфора во многих странах были созданы свои разновидности фарфоровой керамики: в Германии -- красная огнеупорная масса, в Англии -- каменная масса, получившая название “веджвудский фарфор” (по имени изобретателя и хозяина завода Д. Веджвуда), во Франции -- мягкий фриттовый фарфор.

Следующий и последний вид керамики -- шамот . Он представляет собой керамический бой, замешанный на глине. Шамот имеет грубозернистый состав, глазурь на его поверхности растекается пятнами, не покрывая ее полностью, что придает изделию из шамота особую оригинальность. Он очень ценится художниками, которые ввели его в область декоративно-прикладного искусства.

3. Керамика в России

Древнейшая керамическая посуда (12 тыс. л. н.) в России обнаружена в Забайкалье и на Дальнем Востоке(см Сибирский Неолит)

Прозрачная керамика

Исторически керамические материалы непрозрачны из-за особенностей их структуры. Однако спекание частиц нанометровых размеров позволило создать прозрачные керамические материалы, обладающие свойствами (диапазоном рабочих длин волн излучения, дисперсией, показателем преломления), лежащими за пределами стандартного диапазона значений для оптических стекол.

4. Нанокерамика

Керамический наноструктурный материал (англ. nanoceramics) -- компактный материал на основе оксидов, карбидов, нитридов, боридов и других неорганических соединений, состоящий из кристаллитов (зёрен) со средним размером до 100 нм. Нанокерамика применяется для производства бронекерамики, генераторных ламп СВЧ-диапазона, подложки для полупроводниковых приборов, изоляторов для вакуумных дугогасительных камер, силовых полупроводниковых приборов и электроннооптических преобразователей в приборах ночного видения.

Технология производства керамических изделий

1. Приготовление шликераа;

2. Формовка изделия;

4. Приготовление глазури и глазуровка (эмалировка)

Сырьё для керамических масс подразделяется на пластичное (глиныи каолины) и непластичное. Добавки шамота и кварца уменьшают усадку изделий и вероятность растрескивания на стадии формования. В качестве стеклообразователей используют свинцовый сурикк, буру.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Основные виды керамики: майолика, фаянс, каменная масса и фарфор. Производство санитарно-технических и бытовых изделий из тонкой керамики. Технология производства технической керамики. Способы декорирования полуфарфора, фарфоровых и фаянсовых изделий.

реферат , добавлен 18.01.2012


Высокопрочные керамики на основе оксидов - перспективные материалы конструкционного и инструментального назначения. Свойства оксидов цинка и меди. Допированные керамики. Основы порошковой металлургии. Технология спекания. Характеристика оборудования.

курсовая работа , добавлен 19.09.2012


Исторические сведения о возникновении керамики, область ее применения. Современные технологии керамических материалов. Производство керамических материалов, изделий в Казахстане, СНГ и за рубежом. Производство и применение стеновых и облицовочных изделий.

курсовая работа , добавлен 06.06.2014


Керамика: изделия и материалы, получаемые спеканием. Распространение оксидной керамики на основе природных минералов и синтетических оксидов металлов. Виды, состав и свойства стекла. Применение силикатного стекла в быту и различных областях техники.

презентация , добавлен 04.03.2010


Классификация и производство керамических изделий и материалов, основные технологические виды: терракота, майолика, фаянс, каменная масса и фарфор. История развития и образование международной Академии гончарного искусства в Женеве. Биеннале керамики.

реферат , добавлен 23.12.2010


Методы производства композиционных ультрадисперсных порошков: способы формования, реализуемые при спекании механизмы. Получение и применение корундовой керамики, модифицированной допированным хромом, оксидом алюминия, а также ее технологические свойства.

дипломная работа , добавлен 27.05.2013


Процессы изготовления керамических материалов. Методы получения порошков. Корундовые керамики модифицированные соединениями хрома. Содержание порошка в образцах керамики на основе глинозема, термограмма. Особенности измерения микротвердости образцов.

курсовая работа , добавлен 30.05.2013


Технология различных видов корундовой керамики. Влияние внешнего давления и добавок на температуру спекания керамики. Физико-механические и физические свойства керамики на основе диоксида циркония. Состав полимерной глины Premo Sculpey, ее запекание.

курсовая работа , добавлен 27.05.2015


История гончарной керамики. Технология производства керамических изделий. Сырьё для керамических масс. Прозрачные керамические материалы, особенности их структуры. Производство каменной керамической посуды в XVI в. Виды современных глиняных изделий.

презентация , добавлен 11.02.2011


Образовательные учебные программы и планы при кредитной технологии обучения. Методика и техника подготовки и проведения занятий и лекций в вузе. Физические основы магнетронных распылительных систем. Металлизация керамики ВеО магнетронным напылением.

Керамические вазы, горшки, чайные наборы, подсвечники, тарелки, свистки и даже музыкальные инструменты – все это можно создавать самостоятельно.

Чтобы научиться делать керамику своими руками, главное – желание. Перед тем как стать керамистом, попробуйте слепить из глины простейшую безделушку, и вы поймете, стоит ли тратить деньги на покупку оборудования для работы. Если что-то не получилось – не беда, размочите брак и сделайте из него новую фигуру, до запекания изделие можно видоизменять бесконечно.

Из чего делают керамику и где взять материалы для работы

Керамика – это обожженная глина, которая и является главным материалом в работе керамиста. В отличие от , натуральная имеет природное происхождение, ее добывают из недр земли, не подвергая химической и другим видам обработки.

Опытные мастера в целях экономии добывают и готовят сырье самостоятельно. Этот процесс включает несколько этапов и вряд ли заслуживает внимания, если вы только начинаете свой путь и живете в городе.

Глина для изготовления керамики должна быть жирной и без вкраплений камешков и прочего мусора, иначе поделка растрескается в процессе запекания. Готовую массу хранят при определенных условия влажности.

Натуральная глина бывает разных видов :

• Белая – наиболее распространенная, изначально имеет сероватый оттенок, а после термической обработки обретает приятный оттенок слоновой кости.
• Красная – содержит оксид железа, придающий сырью зеленоватый тон. Основной цвет сырца – коричневый, после обжига изделия становятся красными. Хорошо поддается лепке, не крошится, идеальна для скульптур и крупных изделий.
• Фарфоровая – серая в сыром виде и белая после запекания.
• Голубая – чаще используется в косметологии и народной медицине.
• Черная или темно-коричневая керамическая масса – самая твердая глина, приобретающая оттенок слоновой кости после обработки в печи.

Также глины для керамики классифицируют по температуре обработки на легкоплавкие, среднеплавкие, тугоплавкие.

Удобнее всего покупать готовую гончарную глину, ориентируясь на размер фракции, цвет после обжига при разных температурах и другие характеристики и качественные показатели. Стоимость зависит от производителя, фасовки, фактуры. Есть уже готовые массы с добавками для облечения разных задач – лепки, формовки, гончарного круга.

Помимо глины, нужны глазури и эмали для покрытия изделий, пигменты для придания сделанной своими руками керамике нужного оттенка, специальные добавки для улучшения свойств и температурной обработки.

Для склеивания деталей используют шликерную массу – своеобразный клей из разведенной глины. Если просто соединить элементы, они могут отвалиться при нагреве. Все это продается в специализированных магазинах для керамистов.

Способы изготовления керамических изделий

Существует несколько способов превращения глиняной массы в красивое керамическое изделие.

Лепка – самый доступный способ изготовления изделий из керамики своими руками в домашних условиях. Сувениры, скульптуры, посуду, игрушки или другие поделки лепят руками, словно из пластилина, помогая себе специальными стеками или подручными приспособлениями.

Гончарное дело требует наличия вращающегося круга. С помощью этого древнего ремесла и сегодня создают вазы, кувшины, горшки, тарелки, чашки.

Отминка – наиболее простой вариант изготовления керамики для начинающих. В работе используют гипсовую форму, в которую выкладывают мягкую глину, а после застывания извлекают фигурное изделие. Гипсовые формы привлекательны тем, что впитывают излишнюю влагу, помогая глиняному изделию отвердеть и просохнуть.

Литье – здесь тоже используют формы, но другого плана. Разведенную глину разливают по формам, высушивают заготовки, извлекают и раскрашивают.

Глиняная поделка обретает прочность только после обжига – обработки в гончарных печах при температуре от 900 до 1300 градусов. Готовые сувениры покрывают акриловыми красками или специальной стекловидной глазурью для керамики. В случае с глазурью требуется еще один обжиг после окрашивания.

Если хочется получить естественный оттенок, используют молочение – покрывают неокрашенную запеченную керамическую фигурку молоком в несколько слоев и еще раз запекают при более низких температурах.

Гончарная печь – виды и предпочтения

Раньше печи для обжига керамики представляли собой вырытые в земле горны и разогревались исключительно дровами. Современные гончарные печи бывают газовыми, электрическими и дровяными. Последние, как правило, изготавливаются собственноручно, они подходят для эксплуатации в частных домовладениях. В условия квартиры удобнее всего работать с электропечами, для больших объемов можно подобрать газовую.

В металлическом корпусе таких печей скрывается огнеупорный кирпич или другой материал, удерживающий тепло и не боящийся нагрева. Для отвода влаги предусмотрены вентиляционные отверстия, управление процессом обжига керамики осуществляется программным регулятором. Электрические гончарные печи – недешевое удовольствие. Цена зависит от производителя, объема, мощности.

В продаже есть модели с вертикальной и горизонтальной загрузкой и колпаковые. По типу расположения нагревательного элемента гончарные печи подразделяют на муфельные и камерные. В муфельных он находится вокруг емкости из огнеупорного материала (муфеля). В камерных нагреватель расположен внутри, что сокращает потери тепла и делает оборудование более экономичным.

Если немного постараться, можно сделать печь для обжига керамики в домашних условиях своими руками, взяв за основу огнеупорный кирпич и что-то для корпуса, например, старую стиральную машину.

Запекание – самый важный процесс, который не прощает ошибок. Иногда даже опытные мастера видят вместо ожидаемого шедевра негодный брак. Изделия никогда не достают сразу, они должны остыть в печи.

Как выбрать гончарный круг

Гончарные круги нужны для лепки круглых предметов, поэтому этот инструмент необязательно покупать сразу же. Если вы только осваиваете керамику, начинайте с лепки или отминки. Круги бывают с ручным, ножным и электрическим управлением.

Насколько разнообразна керамика, трудно себе даже представить. Попробуем перечислить только самые главные виды керамики. По назначению обычно керамику подразделяют на строительную, бытовую и техническую.

Строительная керамика: кирпич, черепица, трубы, облицовочные плитки разных видов для наружных и внутренних отделки стен зданий, плитки и плиты для полов, санитарно-технические изделия (раковины, ванны, унитазы, бачки к ним и т.п.).

Бытовая керамика: посуда, художественные изделия.

Техническая керамика: самые разнообразные изделия для машиностроения, ракетостроения, радиоэлектроники, электротехники и других отраслей промышленности.

Однако при всем многообразии различают плотную и пористую . При этом неважно, из какого сырья изготовлено изделие, какого цвета его черепок, как отделана поверхность. К плотной керамике относят: фарфор неглазурованный («фарфоровый бисквит»), а также глазурованный; фаянс . Представителями пористой керамики являются: майолика, терракота, шамот .

Однако самодельщиков интересует главным образом та технология изготовления керамики, изделия из которой они могут изготавливать сами . Это майолика и терракота. Вот о них-то и пойдет разговор ниже.

Лепка, отминка, литье...

Горшок формируют из глины разными способами. Древние горшечники брали мешок с мокрым песком, придавали мешку форму будущего горшка, а потом облепляли его со всех сторон влажной пластичной глиной, выравнивали поверхность и иногда наносили на мягкую глину деревянной палочкой узор в виде полос и спиралей. Когда глина высыхала, высыхал и песок в мешке. Тогда песок высыпали, легко вынимали освободившийся мешок, а глиняный горшок обжигали на костре...

Потом придумали гончарный круг. Изготовленные на нем керамические изделия имеют обязательную форму тел вращения, по крайней мере, изначально. Лепили из глины и изображения животных, людей. Эти статуэтки не были столь симметричными, как гончарные изделия.

Но крупные лепные изделия не получались. Дело в том, что их не умели делать полыми, и потому они неизбежно оказывались «толстостенными», в результате обычно растрескивались или сильно деформировались при сушке и обжиге.

Неизвестно, кто первый заметил, что если сильно разведенную водой глину в виде сметанообразной массы (шликера ) вылить в сосуд с пористыми впитывающими воду стенками, то на стенках сосуда образуется корочка из глины. Чем дольше шликер находится в таком сосуде, тем более толстая образуется корка. Если затем лишний шликер вылить, а образовавшейся корке дать подсохнуть, то ее можно из сосуда извлечь. И получится отливка, внешняя поверхность которой будет копией внутренней поверхности сосуда.

Это наблюдение и легло в основу так называемого сливного способа формирования керамических изделий сложной формы, например, статуэток, ваз, изразцов, унитазов, раковин. Многие уникальные произведения искусства получены именно сливным способом.

Ниже мы подробно познакомимся именно с таким способом изготовления майолики, то есть изделий из цветной обожженной глины с крупнопористым черепком, покрытых эмалью.

Последовательность операций при сливном способе формирования керамических изделий следующая:

Подготавливают все твердые компоненты сырьевой смеси, причем лучше всего их измельчить, чтобы облегчить последующий помол; осуществляют мокрый помол, это очень ответственная операция, от которой зависит качество будущих изделий (в мельницу при подобном помоле кроме глины и всех добавок заливают еще и воду);

Полученный шликер заливают в заранее подготовленные гипсовые разъемные формы и выдерживают в них до тех пор, пока не будет достигнута нужная толщина стенок изделий;

Из форм сливают «лишний» шликер, а формы с изделиями оставляют для первичной просушки - подвяливания;

Осторожно разнимают формы и извлекают из них изделия;

Изделия и формы высушивают (последние после сушки используют для формования повторно);

Сухие изделия покрывают слоем глазури;

Глазурованные изделия обжигают в печи и охлаждают.

В приведенной здесь общей схеме получения майолики сливным способом нет подробностей. Но именно в этих подробностях заключены те самые секреты и хитрости, которые называют тайной гончарного мастерства. Но о секретах чуть позднее. Тех же, кто решит попробовать свои силы в этом замечательном ремесле, хочу сразу предупредить, что без мельницы и печи им никак не обойтись. Учтите это, пожалуйста.

Глина глине рознь

Глины бывают разные. Геологи и технологи различают множество разновидностей глин. Для нас же важна информация о глинах, с которыми нам предстоит работать.

Просто глины - осадочные горные породы, состоящие преимущественно из глинистых минералов (каолинита, монтмориллонита, галлуазита и др.) и некоторого количества примесей, обладающие способностью размокать и набухать в воде с образованием при этом пластичной массы. Эти породы обычно имеют красновато-бурую или желто-бурую окраску.

Каолины - осадочные горные породы из глинистых минералов, состоящих главным образом из каолинита или его разновидностей. (Каолинит - минерал подкласса слоистых силикатов, Al 4 (OH) 8 - Прим. ред.)

Бентониты - осадочные породы, но состоят они из минералов группы монтмориллонита. Эти минералы имеют слоистую кристаллическую структуру как у графита или талька, то есть состоят из тончайших чешуек, способных при механическом воздействии на них скользить друг по другу. Поэтому эти минералы наощупь кажутся жирными. К тому же между чешуйками имеются полости, в которые легко проникают молекулы воды. Благодаря этому бентонитовые глины сильно набухают в воде и образуют пластичное тесто.

При всем разнообразии глинистых минералов у них есть общая особенность: они образовались при химическом разрушении других минералов и потому размеры их кристалликов очень малы - всего 1...5 мкм в поперечнике.

Кроме глинистых минералов все глины содержат то или иное количество примесей, которые сильно влияют на свойства глин, а потому состав и количество примесей необходимо учитывать при работе с глиной. Познакомимся с основными примесями, содержащимися в глинах.

Кварц - один из самых распространенных на Земле минералов, состоящий из одной лишь двуокиси кремния - кремнезема (Si0 2).

Полевой шпат - довольно обычный минерал, в котором наряду с кремнеземом обязательно присутствует глинозем - окись алюминия (Аl 2 0 3), а также окись одного из металлов типа натрия, калия, кальция (чаще всего именно этих трех).

Слюда - знакомый всем минерал, характерный тем, что очень легко расщепляется на тончайшие прозрачные пластинки. Слюда содержит кремнезем, глинозем и (часто) соединения железа, натрия, магния.

Чаще всего эти минералы-примеси и составляют присутствующий в глине песок. Реже в глине встречаются зерна известняка, гипса, других пород и минералов.

Разные минералы по-разному влияют на свойства глины. Так, кварц снижает ее пластичность, но повышает прочность черепка после обжига. Полевые шпаты снижают температуру спекания. А вот зерна известняка могут быть и полезными, и вредными, что зависит от их размера. Если эти зерна крупные (до 2 мм в поперечнике), то они для керамики вредны. Дело в том, что при обжиге известняк превращается в окись кальция (СаО), то есть в ту самую известь, которую мы называем кипелкой. Зерна извести в уже готовом черепке обязательно «натянут» пары воды из воздуха. При этом известь начнет «гаситься», сильно увеличиваясь в объеме. В конце концов, такое расширение песчинки приведет к разрушению изделия, которое обязательно растрескается. Если те же самые примеси находятся в глине в виде тонкого порошка, да еще равномерно в ней распределены, вреда от них не будет. Иногда даже наоборот полезно добавить в глину некоторое количество тонкоизмельченного известняка. Зачем? Об этом разговор будет позже.

Примеси в глинах встречаются не только в виде зерен. Некоторые минеральные вещества, растворимые в воде, как бы пропитывают глину. Это соединения железа, марганца, серы и целого ряда других элементов. Именно они чаще всего придают глине ее цвет. Чтобы убедиться в этом, проделайте простой опыт. Поместите в стакан щепотку обычной бурой глины и залейте ее уксусом. Содержимое размешайте, а потом осторожно промойте водой, чтобы не слить осадок. Вы увидите, что в стакане остался осадок белого или светло-серого цвета, а вся бурая окраска перешла к воде. Это произошло потому, что окрашивающие глину примеси растворились в кислоте и «отмылись» водой.

Что вам надо знать о глине

Свойства глин весьма разнообразны и многочисленны. Поэтому остановимся только на свойствах, особенно важных для гончаров, чтобы они могли правильно выбрать глину, а главное - подготовить ее к работе.

Среди свойств глины несколько выделяют ее запесоченность , которая характеризует содержание в глине песчаных частиц. Чтобы определить запесоченность глины, понадобится сито с размером ячеек 0,14 мм. Берут 100 г высушенной глины и замачивают ее в большом количестве воды до полного размокания. Затем полученную влажную массу выкладывают на сито и промывают водой до полного исчезновения мути в сливе (до «чистой воды»). После этого оставшуюся на сите субстанцию, а это и будет песок, содержащийся в глине, перекладывают на металлическую тарелку и сушат на плите или в духовке. Далее песок взвешивают с точностью до 0,1 г. Масса песка в граммах и будет равна запесоченности глины.

Остальные свойства глины, знание которых необходимо гончару, обычно подразделяют на водные и огневые.

Водные свойства

Пластичность - количество воды, которое необходимо добавить к глине, чтобы получить пластичное тесто. Это количество воды определяют опытным путем.

Берут 100 г сухой глины, растертой в ступке до состояния тонкого порошка, и добавляют к ней 5 г воды. Замешивают тесто, скатывают из него шарик, укладывают последний на ровную поверхность, например, на стол, и ладонью раскатывают в цилиндр-«колбаску» (рис. 1). Если «колбаска» через некоторое время начинает распадаться - воды мало. Тогда повторяют опыт, добавляя в глину большее количество воды, например, 10 г. Только нельзя добавлять воду к уже приготовленному тесту, придется тесто замешивать заново. Если и в этот раз цилиндр развалится, значит, воды все еще мало. Тогда надо еще на 5 г увеличить количество воды. Словом, повторяют эту процедуру до тех пор, пока глиняная «колбаска» или не перестанет растрескиваться (значит, достигнут предел раскатывания), или начнет просто размазываться по поверхности, что свидетельствует о достижении предела текучести.

Разность между влажностью глины в состоянии предела текучести влажностью той же глины в состоянии предела раскатывания называют числом пластичности. По значению этого числа судят о пластичности глины. Напомню еще, что относительная влажность характеризуется отношением массы жидкости, содержащейся во влажном веществе, к массе этого влажного вещества. Выражается влажность в процентах. Итак, малопластичной считают глину, число пластичности которой меньше 7%, у пластичной глины это число - 7...15%, у высокопластичной - более 15 %. Знание пластичности глины очень важно при составлении рецептуры керамической массы, а также для назначения режима сушки изделий.

Пластичность глины можно в некоторой степени изменять введением добавок.

Воздушная усадка - уменьшение объема глины при ее высыхании. При удалении из глины воды частицы минералов, составляющие глину, сближаются между собой, что и вызывает усадку. Это также очень важная характеристика, которая понадобится, например, чтобы определить размеры изделия-сырца. Определяют воздушную усадку так. Приготовив и промесив как следует некоторое количество глиняного теста, влажность которого соответствует пределу пластичности, его заворачивают во слегка увлажненный кусок холщовой материи и кладут на ровную доску. Далее деревянным молотком-киянкой «простукивают» тесто. Этот прием, называемый выколачиванием, позволяет получить тесто без воздушных пузырьков и пустот. Затем, не доставая глину из холстины, придают ей форму ровного пласта толщиной 10 мм. После этого острым ножом разрезают глину (без холстины, конечно) на квадраты со стороной 50 мм. При этом пользуются линейкой, чтобы линии разреза были прямыми и ровными. Потребуется изготовить не меньше пяти штук таких глиняных плиточек.

Затем заостренной палочкой на поверхности плиточек тоже по линейке наносят диагонали. Не глубоко, но так, чтобы они были хорошо заметны. Осталось с помощью циркуля-измерителя, раскрыв его ровно на 50 мм, нанести его концами риски поперек обеих диагоналей (рис. 2). Для сушки плитки укладывают в укромное место, например, на полку или на сухой подоконник. Конечно, на плитки не должны попадать прямые солнечные лучи, причем нельзя их располагать близко к отопительным приборам. При комнатной температуре плитки просохнут за неделю, после чего можно приступать к определению воздушной усадки. Для этого, взяв штангенциркуль, измеряют с точностью до 0,1 мм расстояния между рисками на диагоналях. Не забудьте во время измерения осмотреть образцы, отметить изменения формы, наличие трещин, прогибов, искривлений и т. д.

Предположим, что после замеров всех 5 плиток получили такие результаты (в мм): 45,0, 45,9, 46,1, 45,6, 47,8, 46,2, 45,4, 45,5, 46,1, 45,8. Вычислим среднее арифметическое этой группы чисел, для чего сумму значений этих чисел разделим на их количество:

459,4: 10 = 45,94 мм.

Теперь определим процент усадки, зная, что расстояние между рисками до сушки было равно 50,0 мм:

[(50,0 - 45,94)/50] х 100 = 8,12%.

Вот это и есть воздушная усадка нашей глины. У разных глин она неодинаковая и колеблется в пределах от 1 до 15%.

Одновременно по состоянию этих же образцов определяем и еще одно свойство нашей глины - чувствительность к сушке . Если после сушки образцы не деформированы и на них отсутствуют трещины, значит глина мало чувствительна к сушке. Наличие слабых искажений формы или небольшого числа мелких усадочных трещин свидетельствует о повышенной чувствительности глины к сушке. Наконец, если образцы сильно деформированы или потрескались - глина высокочувствительна к сушке. Это очень важный показатель, который обязательно учитывают при назначении рецептуры керамической массы из той или иной глины.

Огневые свойства

Спекаемость - способность глины давать при обжиге плотный черепок. Исследователи, занимающиеся керамикой, договорились, что способность глины образовывать черепок необходимо определять при одной и той же температуре, а именно при 1350° С. Ведь разные глины спекаются при «своих» температурах, разброс которых весьма значителен (от 450 до 1450° С), и если определять спекаемость каждой глины при ее температуре, то трудно установить количественную меру спекаемости. Поэтому и выбрали одну температуру.

Степень же спекаемости определяют по водопоглощению обожженного при 1350° С черепка той или иной глины: если водопоглощение меньше 2% - глина сильноспекающаяся; от 2 до 5% - среднеспекающаяся; больше 5% - неспекающаяся. (Водопоглощение - способность материала впитывать воду при погружении в нее.) Спекаемость глин удается регулировать с помощью добавок.

Поскольку мы условились, что будем заниматься изготовлением майолики, то есть пористой керамики, нам не понадобится добиваться сильного спекания глины. Однако чтобы определить температуру спекания той глины, с которой предстоит работать, это свойство глины знать желательно.

Для определения спекаемости нашей глины подойдут те же образцы, которые послужили для определения воздушной усадки. Причем не страшно, что они потрескались при сушке или изменили форму. Если есть доступ к лабораторной муфельной печи, то обжечь высушенные образцы лучше в ней.

Мы хотим установить сейчас, насколько сильно можно спечь в вашей печи черепок из имеющейся глины без введения каких-либо добавок. Поэтому и установим в муфеле соответствующую температуру.

При отсутствии муфеля образцы обжигают в обычной отопительной печи. Для этого в конце протапливания печи, когда в топке накопится достаточно много золы, но топливо еще полностью не прогорело, высушенные образцы укладывают поверх углей, не закапывая в них. Задвижку печи и поддувало прикрывают так, чтобы горение топлива продолжалось со средней интенсивностью. Когда печь протопится, ее просто закрывают. Образцы достают из печи только после полного ее охлаждения, то есть примерно через 10...12 ч. Температура спекания в этом случае будет такая, какую обеспечит печь, где вы собираетесь обжигать свои изделия. Обычно дровяные печи дают температуру 850...950° С. Осина, липа и другие мягкие породы при горении выделяют меньше теплоты, чем хвойные породы. Твердые (дуб, бук, вяз) - больше. Конечно, во многом температура зависит и от тяги в печи.

Вынув образцы из печи, их отряхивают от золы и пыли, после чего взвешивают на аптечных весах с точностью до 0,1 г и помещают их плашмя в посудину с водой, погружая образцы в воду не полностью, а на 2/3 их толщины.

В воде образцы выдерживают одни сутки, после чего вынимают, промокают сухой тряпицей или промокательной бумагой (вода с них капать не должна) и снова взвешивают с той же точностью.

Водопоглощение образцов вычисляют по формуле:

В = [(М в - М с)/М с ] х 100,

где М с - масса сухого образца, г; М в - масса насыщенного водой образца, г; В - водопоглощение,%.

Подвергнуть подобному испытанию необходимо не менее 3 образцов, затем вычисляют среднее арифметическое полученных результатов. Это и будет значение водопоглощения. Если оно окажется менее 2%, то глина легкоспекаемая, при 2...5% - среднеспекаемая, выше 5% - неспекаемая. Если глина легкоспекаемая, никаких мер для улучшения ее спекаемости не требуется. Среднеспекаемую глину, скорее всего также можно оставить в покое. А вот как повысить спекаемость неспекаемой глины, обсудим позже.

Если после выяснения воздушной усадки образцы окажутся непригодными для определения спекаемости, ну, скажем, они развалились при сушке или оказались сильно деформированными, следует приготовить точно такие же новые образцы. Но сушить их придется осторожнее и медленнее, для чего их лучше поместить в закрытый сосуд, например, в стеклянную банку, и накрыть ее листом бумаги. Сушка в этих условиях продлится не меньше 2 недель.

Огневая усадка - изменение объема глины при обжиге. Степень подобной усадки зависит не только от свойств глины, но и от температуры обжига. Как и в случае со спекаемостью, огневую усадку определяют при 1350° С. Но в нашем случае важна огневая усадка при температуре обжига, то есть при той, которую обеспечит печь. Знание огневой усадки поможет определить, какого размера требуется отливка, чтобы после обжига получить изделие заданных размеров. Естественно, что при этом учитывают и воздушную усадку.

Если образцы, подвергшиеся обжигу для изучения спекаемости, хорошо сохранили форму и нанесенные на них риски отчетливо видны, определить огневую усадку можно с их помощью.

Для этого, применяя штангенциркуль или циркуль-измеритель, вновь измеряют расстояния между рисками на диагоналях образцов. Рассчитывают огневую усадку по той же формуле, что и воздушную усадку. Нужно только сопоставить расстояния между рисками после сушки с расстояниями после обжига. Обычно у большинства глин огневая усадка составляет 6...8%. Как уже говорилось, общая усадка равна сумме воздушной и огневой. Она для обычных глин, как правило, близка к 15%, но наблюдаются и существенные отклонения от этого значения.

Все эти сведения понадобятся, чтобы назначить состав сырьевой смеси, с которой придется работать, а также определить размеры форм и установить режимы сушки и обжига изделий.

Итак, со свойствами пластичной глиняной массы мы разобрались. Давайте познакомимся со специфическими свойствами жидкой литейной глины (шликером), которые понадобятся при изготовлении майолики сливным способом. Но сначала подготовим сито с размером ячейки 0,0053 мм, вискозиметр Энглера и секундомер. Все это вряд ли раздобудешь в небольшом городке, а уж тем более - в деревне. Но и сито, и вискозиметр можно изготовить самостоятельно. Подробно об этом будет в следующем разделе, специально посвященном оборудованию, приборам и устройствам, необходимым для работы с керамикой. А пока скажем, что сито по конструкции ничем не отличается от обычных сит, только вместо традиционных сетки здесь придется натянуть капроновый или нейлоновый чулок, который заменит сетку с размером ячейки 0,0053 мм. Вместо секундомера подойдут любые часы с секундной стрелкой - точности до 1 с вполне достаточно.

Еще понадобится фарфоровая ступка вместимостью не менее 0,5 л с фарфоровым же пестом. Еще лучше было бы приобрести лабораторную фарфоровую мельницу. Имейте в виду, что чугунная или бронзовая ступки в данном случае не подойдут, так как при измельчении компонентов в шликер попадет металл в виде мельчайшей пыли, что может заметно отразиться на свойствах шликера. Но если уж другого выхода нет, применяйте чугунную ступку.

Чтобы определить свойства шликера, последний надо сначала приготовить. Для этого возьмем 0,5 кг высушенной глины и добавим к ней воду, количество которой зависит от пластичности. Так, малопластичные глины разводим в 320 мл воды, глины средней пластичности - в 300 мл, высокопластичные - в 280 мл. (Влажность шликера в этом случае составит примерно 39%, 37,5% и 36% соответственно.)

Итак, глину и воду в нужных количествах помещают в ступку, после чего измельчают глину, растирая ее пестом. Когда под пестом перестанет ощущаться песок, можно первый раз определить тонкость измельчения (помола) шликера. Отвесив 100 г шликера, его выливают в сито с сеткой из чулка и струей воды промывают шликер до чистой воды. Отмытый остаток сушат и взвешивают. Если масса его окажется меньше 2г (в нашем случае меньше 2%), то шликер готов.

Масса остатка на сите 0053 (так обозначается сито с размером ячейки 0,0053 мм) характеризует тонкость помола шликера. Она не должна превышать 2%, иначе шликер станет интенсивно расслаиваться, то есть из него при формировании изделий начнут быстро оседать более крупные частицы, в результате стенки изделия приобретут неодинаковые структуру и плотность на разной высоте. Добавим также, что тонкость помола не должна быть и меньше 1%. В последнем случае шликер слишком быстро загустевает, поэтому плотность стенок изделий окажется разной по толщине. Если тонкость помола окажется недостаточной (остаток на сите превысит 2%), шликер придется дополнительно растирать, чтобы количество остатка вписалось в нужный диапазон.

Подготовив шликер необходимого качества, приступают к определению его текучести. Для этого шликер наливают в вискозиметр с закрытым сливным отверстием. Через 30 с сливное отверстие открывают и одновременно начинают отсчет по секундной стрелке часов. Когда в сосуд под вискозиметром выльется ровно 100 мл шликера, отверстие слива закрывают. Время, за которое из вискозиметра вытечет 100 мл шликера и есть его текучесть. Обычно нормальная текучесть литейного шликера составляет 20 с. При текучести больше 25 с в шликер необходимо вводить разжижающую (пластифицирующую) добавку. Если текучесть меньше 15 с, необходимо уменьшить влажность шликера, то есть добавлять в глину меньше воды. Словом, текучесть шликера, пригодного для литья, лежит в пределах 15...25 с.

Теперь разберемся с загустеваемостью шликера, которая проявляется в том, что текучесть шликера со временем уменьшается, то есть время истечения 100 мл шликера из вискозиметра через какой-то период возрастает. Определяют загустеваемость так. Шликер, оставшийся в вискозиметре после определения текучести, сохраняют в покое в течение 30 минут, не встряхивая и не перемешивая его. Затем снова измеряют время истечения 100 г шликера, как в первый раз. Это время будет, понятно, больше, чем первое. Разделив новое время истечения шликера на предыдущее, получают его степень загустевания. Если данное частное окажется больше 2,2, то шликер не пригоден для формирования. Его текучесть и время загустевания надо регулировать добавками.

Еще одно очень важное свойство шликера, от которого во многом зависят как формовочные свойства шликера, так и качество будущего черепка - плотность. Определяют плотность шликера с помощью ареометра (денсиметра) с интервалом градуировки 1,5...1,8 г/см³. Подобный ареометр раздобыть не всегда удается, но можно заменить его двумя или даже тремя ареометрами, диапазон измерений которых перекрывает названный интервал, например, один - от 1,5 до 1,6, другой - 1,55...1,65, а третий - 1,56...1,85.

При отсутствии ареометра плотность определяют, взвешивая известный объем шликера. Например, предварительно взвешенный с точностью до 0,1 г мерный сосуд емкостью не менее 100 мл наполняют шликером до метки, обозначающей этот объем. Взвесив сосуд со шликером, из получаемой массы вычитают массу пустого сосуда и делят результат (разность) на объем шликера О ш. Частное от деления (с некоторой оговоркой) можно считать плотностью шликера П ш:

П ш = (М ш - М п)/О ш г/см³.

Замечу, что в действительности значение плотности, вычисленное таким способом, будет несколько отличаться от значения, которое покажет ареометр. Полученный в первом случае удельный вес шликера, с плотностью по ареометру может и не совпасть.

Керамика как поликристаллическое твердое тело состоит в общем случае из трех основных фаз:

• кристаллическая, состоящая из зерен,
• стекловидная (аморфная) – в виде прослоек, располагающихся между зернами,
• газовая – в виде пор между зернами, окруженными прослойками аморфной фазы.

Фарфор
Фаянс
Тонкокаменные изделия
Майолика
Терракота
Гончарная керамика
Шамотная керамика

Основное различие керамических материалов заключается в различном составе и соотношении между собой трех фаз, определяющих свойства керамических изделий. Структура, т.е. строение керамического тела, зависит от состава сырья и технологии данного материала. По дисперсности (размерам) элементов структуры керамические материалы бывают тонкокерамическими и грубокерамическими. Если керамика состоит из мелкодисперсных зерен, ее излом однороден и частицы малоразличимы, то такой материал относится к тонкокерамическим (прежде всего фарфор, фаянс, майолика и др.). Если же в структуре керамики наблюдаются крупные зерна, сама структура неоднородна, то перед нами грубокерамическое изделие (шамотные изделия, гончарная керамика, терракота). Гончарные изделия и терракоту, изготовленные из качественных глин без примеси крупных частиц, можно причислить также к тонкокерамическим изделиям, что говорит об условности такого деления.

Основные виды керамических материалов: фарфор, фаянс, тонкокаменные изделия, майолика, терракота, гончарная керамика, шамотная керамика.

Фарфор – вид керамики белого цвета с плотным раковистым изломом, высшее достижение керамической технологии. Для изготовления фарфора используют огнеупорные беложгущиеся глины и каолины, кварц и полевые шпаты (соотношение пластичных и отощающих материалов 1:1). Различают мягкий и твердый фарфор. Отличительными признаками фарфора являются: белизна, просвечиваемость, механическая прочность, твердость, термическая и химическая стойкость. Область применения: от изготовления посуды и изделий технического назначения до создания уникальных произведений искусства.

Фаянс (от названия итальянского города Фаэнца) – вид керамики белого цвета с мелкопористым изломом. Для изготовления фаянса используют огнеупорные беложгущиеся глины, кварц и различные добавки. В отличие от фарфора имеет непрозрачный пористый черепок, температура утильного обжига превышает температуру политого. Различают мягкий и твердый фаянс. Область применения: изготовление посуды, изделий технического назначения, декоративных изделий, строительной керамики.

Тонкокаменные изделия – вид керамики, характеризующийся белым или цветным спекшимся черепком, с однородным раковистым изломом. Для изготовления тонкокаменных изделий используют огнеупорные и тугоплавкие глины, химический состав которых колеблется в довольно широких пределах.Отличают тонкокаменные изделия низкотемпературного и высокотемпературного спекания. В зависимости от применяемого сырья, степени спекания и цвета черепка, особенностей технологии тонкокаменные изделия носят различные названия: полуфарфор, низкотемпературный фарфор, «каменный товар» и др. Тонкокаменные изделия отличаются низким водопоглощением (0,5…5,0%). Область их применения: изготовление посуды, декоративной и интерьерной керамики.

Майолика (от названия острова Мальорка) – вид керамики с пористым, естественно окрашенным черепком от светло-кремового до красного (кирпичного) цвета, покрытые прозрачной или глухой (непрозрачной) глазурью. Для изготовления майолики используют легкоплавкие глины в чистом виде или с вводом отощающих и флюсующих добавок. Часто майоликовые изделия покрывают слоем белой глины, ангобом, скрывающим натуральный цвет черепка. Низкая температура глазурного обжига майолики (960–1050? С) позволяет использовать для декорирования широкую палитру цветных глазурей и эмалей. Область применения: изготовление посуды, облицовочной плитки, декоративной керамики.

Терракота (terra (итал.) – земля, cotta – обожженная) – вид керамики, неглазурованные керамические изделия с пористым черепком. Для изготовления терракоты используют качественные малоусадочные глины, имеющие равномерную окраску и относительно высокую температуру плавления. Иногда терракоту покрывают ангобом. Область применения: изготовление скульптуры, изразцов, плитки и т.п.

Гончарная керамика – керамические изделия с естественным цветом обожженной глины, относительно высокой пористостью, мелкозернистые, обычно неглазурованные. Для изготовления этого вида керамики используют местные легкоплавкие гончарные глины без применения каких-либо других компонентов за исключением небольших добавок кварцевого песка. Иногда изделия покрывают слоем ангоба или глазури. Область применения: изготовление посуды, украшений, сувениров.

Шамотная керамика – вид грубокерамических изделий, имеющий пористый, грубозернистый, чаще светлый черепок. Шамот представляет собой обожженную перемолотую глину. Для связывания зерен шамота в шамотных изделиях используют глины, замешивая их до образования пластичной массы. Из шамотированных масс изготавливают скульптуру малых форм, напольные вазы, кирпичи и некоторые другие разновидности архитектурной керамики.

Все вышеперечисленные керамические материалы , как бы ни различались они по составу сырья и, следовательно, по конечному химическому составу и свойствам изделий, объединяет технология, определяющая последовательность операций.

Принципиальная технологическая схема получения керамики

1. Заготовка сырья (глина, шамот, песок и т.п.)
2. Подготовка формовочной массы
3. Формование
4. Сушка
5. Обжиг