Керамика

Примерный состав массы: глинистые вещества 43-44%, кварца 33-34%, полевого шпата 20%, талька 2%. Для глазирования изделий из низкотемпературного фарфора применяют легкоплавкие, полностью фриттованные глазури, либо сырые глазури, смешанные с фриттой. Глазурь нередко бывает заглушенной.

Утильный обжиг низкотемпературного фарфора может вестись при температуре более низкой, чем политой, или наоборот - при температуре более высокой, чем политой, т.е. соответственно по схеме производства фарфора и фаянса. Для изготовления низкотемпературного фарфора применяют однократный обжиг при температуре 1160-1180°С, который находит широкое применение на автоматизированных линиях. Так, например, на Бориславском фарфоровом заводе тарелки из низкотемпературного фарфора (для общепита) изготовляют на поточных автоматизированных линиях.

МАЙОЛИКА

Майолика - это пористый материал с гладкой или рельефной поверхностью, покрытой глазурями. Как уже упоминалось раньше, для получения майолики (так называемого «простого фаянса») употребляли окрашенные глины (красящим веществом служили обычно соединения железа), содержащие известь.

К этим глинам добавляли белые кварцевые пески, а для маскировки окраски применяли белые глухие глазури с большим содержанием олова. Одним из наиболее существенных отличий современного фаянса от майолики является применение при производстве современного фаянса беложгущихся огнеупорных и тугоплавких глин, а вместо эмалей - прозрачных глазурей. В настоящее время изготовляют окрашенные и белые (фаянсовые) майолики.

Цветная майолика отличается от цветного фаянса преимущественно тем, что ее окраска обусловлена присутствием естественно окрашенных исходных глин, в то время как окраска фаянса обусловлена специальным введением в его состав пигментов.

Если окраска получилась неудачной, ее маскируют ангобированием или эмалированием. Майолика отличается от твердого фаянса обычно немного большей пористостью материала, меньшей механической прочностью, химической стойкостью и др., но зато более высокой декоративностью вследствие более низкой температуры политого обжига. Палитра цветных глазурей (представляющих по сути подглазурные керамические краски) для майолики намного большая, чем палитра подглазурных красок для фаянса.

Исходными материалами для получения окрашенной майолики служат местные легкоплавкие глины, отличающиеся однородностью и обладающие достаточной пластичностью. Они обычно содержат сравнительно небольшое количество песка (примерно до 25%), соединения железа и углекислую известь (около 25-30% СаСО3).

Массы, применяемые для изготовления небольших изделий, составляют преимущественно из одной или нескольких местных глин. Для получения изделий крупных размеров к глинам иногда добавляют отощающие материалы в виде песка или шамота во избежание деформации.

Для получения белой майолики в качестве основных материалов используют каолины, огнеупорные пластичные беложгущиеся глины, кварцевый песок, капсельный бой.

Технология производства майолики соответствует технологии производства фаянса с некоторыми упрощениями, как, например, шликер, изготовляемый в шаровых мельницах мокрого помола, направляется налитье, минуя фильтры-прессы (беспрессовьтй способ). Кроме литья, при изготовлении майолики особенно широко используют пластическую формовку, а именно на гончарных кругах и посредствам шаблона на формовочных станках.

Второй (политой) обжиг майолики ведут при температуре более низкой, чем температура соответствующего обжига фаянса. В связи с этим для производства майолики находят применения еще более легкоплавкие глазури, чем для фаянса, что дает возможность использовать широкую палитру цветных глазурей, которые в данном случае выполняют роль также керамических красок.

Глазури, применяемые в производстве майолики, фриттованные. Они обычно богаты окислами олова и свинца. Однако для майоликовых изделий утилитарного назначения свинцовые глазури заменяют другими.

Таким образом, фактически майолику можно считать разновидностью фаянса, а именно фаянсом, отличающимся от твердого более низкими техническими качествами, но зато обладающего более высокими декоративными свойствами. Применяют майолику для изготовления хозяйственных и художественных изделий, как, например, кружек, кувшинов, молочных наборов, ваз для цветов, сувениров, статуэток и др., а также для изготовления строительных изделий - облицовочных плиток и др.

ТЕРРАКОТА

Терракота представляет собой однотонный, большей частью неглазурованный, пористый (водопоглощение 8-10%) керамический материал.

Обычные цвета терракоты кремовые, красные и коричневые. Кроме того, этот материал обладает большим разнообразием оттенков. При восстановительном обжиге терракоты может иметь темно-серый цвет. Благородный и мягкий цвет терракоты во многом определяет художественный эффект, производимый изготовленными из нее изделиями.

Терракотовые массы должны быть свободными от содержания растворимых солей, так как последние после обжига дают выцветы. Кроме того, терракота должна обладать небольшой усадкой, что делает возможным применение этого материала для украшения всевозможных нагревательных устройств, фасадов зданий и т.п., где имеют место резкие колебания температур.

Исходными глинистыми материалами будут гончарные, черепичные или кирпичные глин, дающие однородный, красиво окрашенный материал. для получения терракоты часто применяют отмученные и разломанные глины. Лучшими исходными материалами для терракоты являются естественно окрашенные тугоплавкие глины, свободные от растворимых солей, дающие после обжига пористый, равномерно окрашенный материал, обладающий незначительной усадкой (терракотовые глины). Глины, пригодные для получения терракоты, хотя имеют довольно большое распространение, однако их залежи не всегда располагаются непосредственно возле завода, поэтому часто приходится к местной глине добавлять 20-30% привозной качественной, а для получения терракотовой поверхности прибегать к ангобированию.

Отощающими материалами для производства терракоты служит тонкомолотый шамот, вводимый в глину только в случае ее большой усадки. Плавни в массу для приготовления терракоты не вводят во избежание спекания материал (достаточное количество плавней, необходимых для получения качественного обжига, содержится в исходных глинах). Бывают случаи, когда в терракотовую глиняную массу приходится вводить для придания ей желаемой окраски пигменты в виде красящих окислов; последними могут служить охра, окись хрома, пиролюдит и т.д. Желаемую окраску для терракоты можно также получить путем покрытия поверхности материала соответствующими керамическими красками. Пигменты добавляют в терракотовую массу в случае отсутствия качественных, естественно окрашенных глин.

Терракоту формируют преимущественно пластическим методом в гипсовых формах. Температура обжига до 1000°С. Терракота относится к сравнительно дешевым керамическим материалам. Степень окраски терракоты усиливается с повышением температуры обжига. На окончательный цвет терракоты значительно влияет газовая среда печи, температура обжига, а также направление газовых потоков относительно обжигаемого материала.

Для каждого цвета терракоты должен выдерживаться определенный режим обжига во избежание получения нежелательного оттенка. Терракотовые изделия защищают от непосредственного соприкосновения с пламенем для сохранения чистоты окраски. Обычно терракоту не глазуруют. Причем неглазурованные терракотовые изделия обжигаются один раз, а глазурованные - два. Крупные терракотовые изделия изготовляют пустотелыми, чтобы уменьшить массу изделия и облегчить процесс сушки и обжига. Терракота находит широкое применение в изделиях бытового, строительного и художественного назначения, как, например, вазы для цветов, фасадные плитки, изразцы, фигурные части архитектурной отделки, садово-парковая скульптура и т.д.

ГОНЧАРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ И ГОНЧАРНАЯ КЕРАМИКА

К гончарным изделиям относят керамические изделия, обладающие в неглазурованном виде пористостью и сравнительной мягкостью (легко царапаются ножом). Имеют естественную кирпичного цвета окраску с различными оттенками от желтого и бледно-красного до ярко и темно красного. Красные оттенки придает примесь соединений трехвалентного железа. Темно-серую окраску гончарная посуда приобретает за счет дыма во время обжига. Пористость гончарной керамики составляет 15-18%. Не боятся воздействия огня, и поэтому используются для приготовления пищи на открытом огне. Гончарную посуду подразделяют на следующие группы: 1 группа - изделия, подверженные подогреву в огневых печах, за исключением газовых, при максимальной температуре 400-500°С. Сюда относят сосуды для подогрева и варки жидкой пищи - крынки, кухонные горшки. 2 группа - изделия, в которых кратковременно хранится пища при температуре, не превышающей 100°С; 3 группа - изделия, предназначенные для хранения сухих и сыпучих продуктов — сюда относят кувшины, крынки, миски, солонки, банки для хранения продуктов и т.д. К изделиям, относящимся к 1 группе, естественно не предъявляются высокие требования. Такие изделия не имеют внешней отделки и их часто не глазуруют снаружи. Но и к ним предъявляют высокие требования технического порядка: высокая термическая стойкость, химическая стойкость против разрушения глазурного покрытия в местах, где идет соприкосновение изделий с пищей и т.д. Наибольший интерес вызывает декоративная гончарная керамика: декоративные сосуды, настенные блюда, вазы для цветов, принадлежности для письменного стола, фигурки людей, зверей, птиц и д.р.

Художественная керамика, относящаяся к группе гончарных изделий, в отличие от обычных гончарных изделий в обиходе часто называется просто керамикой. Сюда главным образом относят изделия народных промыслов, отличающиеся изяществом и оригинальностью. Эти изделия отражают национальные особенности того района, откуда они являются родом, например Скопинская художественная керамика, Гжельская керамика.

Исходные материалы гончарной керамики: глинистые материалы естественно окрашенные кирпичные глины, легкоплавкие глины различного состава, гончарные глины. Плавни отдельно не вводят в шихту для приготовления гончарной массы, так как они в достаточном количестве имеются в составе исходных глин. Такой сырьевой состав предотвращает возможность возникновения большой воздушной и огневой усадки, что обеспечивается содержанием в массе необходимого количества отощающих добавок, преимущественно кварцевого песка. Гончарные изделия художественного назначения изготовляют преимущественно на предприятиях народных промыслов. Гончарные изделия формуют пластическим способом, обычно в гипсовых формах с шаблоном. Расписывают гончарные изделия барботином, керамическими красками и глазурями.

Гончарные изделия бывают неглазурованные, глазурованные с внутренней стороны или с обеих сторон. Сплошное глазурование изделий повышает их гигиенические свойства. Обжиг гончарных изделий может быть как однократный, так и двукратный. Лучшие результаты в отношении качества изделий дает двукратный обжиг. Гончарные изделия обжигают ещё до настоящего времени в горнах, а иногда даже в примитивных горнах-ямах. Температура обжига 300-950°С.

Факторы, формирующие качество керамики и влияющие на ее потребительские свойства

Сырьё для производства керамики

Сырьевые материалы, используемые в производстве керамических изделий, разделяют на основные и вспомогательные. Основные сырьевые материалы, в свою очередь, делят на пластичные (глинистые) и непластичные. Глинистыми материалами являются каолины, огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие глины, в том числе и пластифицирующие добавки — бетониты. Непластичные материалы в зависимости от характера действия разделяют на отощающие - шамот, кварцевый песок, бой обожженных изделий и др., плавни - полевой шпат или его заменители - пегматит, нефелиновый сиенит, тальк, доломит, мел и другие.

ГЛИНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Глинистые материалы - это горные породы полиминерального состава, землистого вида, образующие с водой пластичное тесто, способное сохранять придаваемую ему форму и принимать после обжига твердость камня.

Глинистые материалы - продукты разрушения (выветривания) изверженных горных пород под воздействием сложного комплекса процессов: механических (воды, ветра, ледников), физических (нагревание, охлаждение), химических (воздействие влаги, кислорода и углекислоты воздуха), бактериологических (гниение органических примесей).

Все глинистые материалы подразделяют на четыре основных класса: каолины, глины, сухари, сланцевые глины (глинистые сланцы).

Каолин - это глинистая порода, состоящая преимущественно из каолинита, а также минералов каолинитовой группы накрита, дикита, галлуазита и незначительных количеств примесей других минералов. Каолины имеют ясно выраженное строение.

Глины отличаются от каолинов большим разнообразием минералогического и химического состава и свойств.

Состав глинистых материалов

Свойства глинистых материалов определяются их минералогическим, гранулометрическим и химическим составом. Состав глинистых материалов влияет на технологические свойства сырья - пластичность, связность и связующую способность, воздушную и огневую усадку, огнеупорность, температуру и интервал спекания и другие - и в значительной мере предопределяет области возможного использования сырья (тонкая, грубая керамика и т.д.).

1) Минералогический состав характеризуется наличием в глинистом сырье каолинита, монтмориллонита, гидрослюды и реже других минералов. В зависимости от минералогического состава глин их делят на мономинеральные и полиминеральные. В качестве примесей в глинах присутствуют кварц, полевой шпат, галлуазит, бейделит и др. Эти примеси не являются вредными и учитываются при расчете масс. Вредные примеси в глинистом сырье - карбонаты кальция и магния, рутил, гематит, магматит, пирит, гипс и другие железо и серосодержащие материалы.

2) Химический состав колеблется в широких пределах. Глины всегда содержат SiO2, Al2O3 и H2O, а также незначительные количества примесей в виде соединений Fe, Ca, Mg, Ti, K, Na. Обычно в состав глин и каолинов входят органические примеси. Влияние каждой составляющей химического состава глинистых материалов определяется не только количеством, но и главным образом видом минерала и физическим состоянием этой составляющей. Высокое процентное содержание Al2O3 обуславливает огнеупорность глин, а низкое - при повышенном содержании K2O и Na2O - указывает на их легкоплавкость. Чем больше глины содержат Al2O3 и щелочей, тем раньше они спекаются, сохраняя огнеупорность. Соединения железа понижают огнеупорность глин, придают им окраску от светло-кремовой до вишнево-красной, что особенно нежелательно в производстве тонкокерамических изделий белого цвета. Соли щелочноземельных металлов в виде карбонатов или сульфатов также являются вредной примесью, так как понижают огнеупорность глин, уменьшают интервал спекания и увеличивают усадку, повышают пористость обожженных изделий, понижают прочность и морозостойкость изделий.

3) Гранулометрический состав глин и каолинов оказывает большое влияние на их технологические свойства - пластичность, прочность в высушенном состоянии, температуру спекания и т.д.