Производство керамических изделий реферат

Обновлено: 05.07.2024

Керамика возникла еще в глубокой древности. Вероятно, это был первый материал, изобретенный первобытными людьми. Позднее старинный промысел расширился до появления майолики, фаянса, каменной массы, фарфора.

Под керамикой принято понимать обожженную глину, являющуюся основным компонентом производственного процесса. Создание керамического изделия начинают с подготовки сырья. Для этого к природной глине добавляют полевой шпат, кварц или известь. Ингредиенты смешивают до образования массы, из которой вылепливают руками нужный предмет. Чтобы поделка из глины обрела прочность, ее обжигают в особой гончарной печи при высокой температуре. После этого готовое изделие можно разрисовать красками и придать блеск, покрыв глазурью.

Глина является натуральным осадочным материалом, набухающим при попадании в воду. При смешивании воды и глины получается пластичная масса. В природе встречаются различные виды глины, пригодные для изготовления керамики:

Белая. Является наиболее распространенной. Имеет серый окрас, но после запекания приобретает нежный бежевый оттенок;

Красная. Богата оксидом железа, который добавляет материалу зелени. Сырая глина обычно бывает коричневатой, но после закаливания в печи делается красной;

Фарфоровая. Бывает серой до обработки и белой после обжига;

Черная. Для этой самой твердой керамической массы характерно преображение в печи до цвета слоновой кости.

Изначально керамическое производство обозначало лишь обжигание натуральной глины. В современном мире это понятие расширилось, объединив различные неорганические и неметаллические компоненты. Керамику теперь делают даже из прозрачных материалов и стекла.

Первыми изделиями из керамики были глиняные горшки. Теперь же этот материал стал промышленным сырьем. Керамика востребована в приборостроении, медицине, авиастроении. На основе керамических материалов работает полупроводниковая индустрия.

Сегодня керамика многолика. Грубой керамикой является строительный материал: кирпич, облицовочные плиты, черепица, санитарные изделия.

Для массового производства современной керамики сырье готовят из различных пород камней, глины и ее соединений. После тщательного дробления, полученный порошок разводят водой до состояния упругой массы. При обжиге камни и глина спекутся вместе, образовав твердый материал, из которого делают многие керамические изделия.

Вариант 2

С начала Древних веков люди использовали только камень, древесину и глину для создания построек, посуды, оружия и других изделий. Со временем удавалось получить новые вещества, а значит, и новые материалы для создания нужных в быту вещей. Все изделия делятся на конкретные группы. Одна из таких групп несет название керамика. Что она в себя включает? Из чего изготавливают данные изделия? И где керамику применяют?

Основные данные о керамических изделиях.

Главные компоненты изделий – это неорганика. Глина, в основном. Еще изделие может представлять соединение неорганических и минеральных веществ. Но одно условие неизменно: делают керамику под высокой температурой, а затем дают ей остыть. Еще керамикой называют те материалы, которые способны отлично проводить большую температуру.

Применение керамических изделий в прошлом и в настоящее время.

Первая керамика была создана из – за потребности в посуде. В сейчас же керамика находит применение в строительстве, изготовлении разных машин и приборов, а также обширно используется во врачевании и искусстве. Стоит отметить, что в 20 веке ученым удалось получить новый вид керамики, используемый как полупроводники.

Главные виды керамических изделий.

Различают 2 основных вида. Каждый из них включает в себя определенное количество представителей, каждый из которых как важен сейчас, так и был нужен в прошлых веках. Первый вид – это тонкая керамика:

Имеет форму черепка с белым оттенком, который долго пекли. Получается, в основном, из песка, но еще его можно сделать из каолина. Очень маленькое поглощение жидкостей. Если по фарфору стучать, то можно услышать весьма приятный звук.

Форма фаянса схожа с фарфором. Тот же черепок, но в данном случае более пористый. Цвет – смесь белого и желтого. Применение фаянс находит в создании посуды. Состав фаянса – соединение глины и мела или кварцевого песка.

• Полуфарфор – среднее между первыми двумя представителями.

Тот же пористый черепок. Поглощение воды не такое слабое, как у фарфора. В отличие от остальных представителей, блестит и гладкий, а еще может украшаться различными декорациями. Еще одно отличие – при получении данного материала требуется литье. Компоненты – глины, мел, песок и плавни.

Второй вид керамики - грубый. Имеет всего одного представителя – гончарная керамика. Черепок, имеющий красный и коричневый оттенки. Хорошее водопоглощение и пористость.

Керамика

Интересные ответы

Центральная улица Петербурга – Невский проспект. Он длится от Дворцовой площади до площади Восстания. При этом продолжается и дальше, до самой Александро-Невской лавры, только ту часть называют Староневским

Золотые Горы - природный комплекс, который разделяет Азию и Сибирь . Главными Природными достопримечательностями этой земли принято считать Чистые озера, Склоны усеянные деревьями, прекрасные водопады

1770 год — в городе Бонне в семье музыканта родился Людвиг ван Бетховен. Его отец и дед были певцами. Первые уроки музыки Людвигу давал его отец. К восьми годам мальчик играл на скрипке, органе и клавесине.

Уникальность полуострова Камчатка не вызывает сомнений. Расположенный в северо-восточной части России, он представляет собой горный массив. Два океана омывают берега полуострова :с восточной части - Тихим, с северной стороны – Охотским.

Изучение технологии изготовления керамики - материалов, получаемых из глинистых веществ с минеральными или органическими добавками или без них путем формования и последующего обжига. Этапы производства: формовка изделия, нанесение декора, сушка, обжиг.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	03.02.2011
Размер файла	21,2 K

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

Вступление

Сырьевыми материалами для производства керамических изделий являются каолины и глины. Применяются в чистом виде, а чаще - в смеси с добавками (отощающими, порообразующими, плавнями, пластификаторами). Под каолинами и глинами понимают природные водные алюмосиликаты с различными примесями, способные при замешивании с водой образовывать пластичное тесто, которое после обжига необратимо переходит в камнеподобное состояние.

Основа любого керамического изделия - глина. По цвету она делится на два основных вида: красножгущуюся, которая после обжига становится красной, и беложгущуюся, которая после обжига становится белой. Чтобы определить, с какой глиной имеете дело, нужно сделать пробу: обжечь небольшой кусок глины. Даже некоторые черные глины после обжига становятся белыми.

Глина - один из самых распространенных природных материалов, освоенных человеком еще в глубокой древности. Высокая пластичность материала позволяла изготавливать из него множество необходимых в быту предметов - главным образом посуду, украшения и всевозможные культовые фигурки.

Самые ранние изделия были хрупкими, боялись влаги, и в глиняных сосудах можно было хранить лишь сухие продукты. Но, разгребая золу угасшего костра, человек не раз замечал, что глинистая почва в том месте, где горел костер, становится твердой как камень. Эти наблюдения, видимо, и навели человека на мысль обжигать для прочности глиняные изделия.

Вещи из обожженной глины принято называть керамикой.

Современное керамическое производство имеет сложное техническое оборудование, применяет более совершенную технологию и новые материалы. Но создавать керамические изделия можно и дома, используя вполне доступные материалы и оборудование, применяя сравнительно несложную технологию.

Технология производства керамических изделий

Изготовление керамических изделий включает несколько этапов: приготовление тестообразной массы, формовка изделия, нанесение декора, сушка, обжиг в печи.

1) Глиняное тесто должно быть однородно по структуре, без слоистости и воздушных пузырей, равномерно перемешано с добавками, увлажнено до необходимой пластичности, способно принимать ту или иную форму при небольшом давлении. Кондиционная глина не прилипает к рукам, ее отдельные куски легко соединяются. Есть несколько способов приготовления глиняного теста. Один из них заключается в следующем: подсушенную и раздробленную глину заливают большим количеством воды, размешивают до текучего состояния, пропускают через сито в чистую емкость. Глина оседает на дно. Затем избыток воды удаляют путем испарения или при помощи насоса. Летом вода легко испаряется в широкой емкости.

Перед формованием глиняная масса подвергается дополнительной обработке: из нее удаляют пузырьки воздуха, переминая, придают ей однородную структуру.

Добытая глина обычно смешана с песком, мелкими камнями, остатками сгнивших растений и другими инородными веществами, которые должны быть полностью удалены, чтобы глина стала годной к употреблению.

Очищенная глина до ее использования хранится во влажном состоянии в закрытых помещениях. Выдержка глины в течение нескольких месяцев значительно улучшает ее рабочие качества, позволяя глине сохранять форму в процессе создания изделия, оставаясь податливой и пластичной. Свежую глину часто соединяют со старой, из предшествующей смешанной партии; это усиливает бактериальную активность и улучшает качество материала.

2) Формование керамических изделий осуществляют различными способами: пластическим формованием, литьем (с использованием гипсовых форм), прессованием, горячим литьем под давлением.

Наиболее часто применяются способы пластического формования: ручное -- "от руки" (при производстве тонких художественных изделий -- цветов, украшений и т. д.); формовка "полосками"; в гипсовых формах лепкой; в гипсовых формах с помощью шаблона; на гончарном круге.

Гончарный круг позволяет создавать симметричные, равномерно расширяющиеся или сужающиеся сосуды разнообразной формы. Он состоит из железного вертикального стержня, прикрепленного к рабочему столу и двух деревянных кругов -- большого, нижнего (диаметр -- 95--105 см), и малого, верхнего (диаметр -- 30--40 см). Гончарный круг приводится в движение вращением ногой нижнего круга. Верхний круг является непосредственно рабочим местом, на котором формуют изделие. При этом необходимы некоторые инструменты: деревянный резан, кусок плоской резины, грецкая губка, металлическая клюшка, кусочки кожи и оргстекла.

Работа на гончарном круге требует виртуозного мастерства. Сырую глину, брошенную на гончарный круг, мокрыми руками вытягивают в конус. Нажимая на него сверху рукой, гончар опускает массу вниз. Это повторяется несколько раз (для выравнивания текстуры глиняной массы). Вытянутый ком в результате нажима большим пальцем превращают в полый цилиндр. Пропуская стенки цилиндра между двумя пальцами, вытачивают корпус и шейку изделия. С помощью деревянного резака массе придают необходимую форму. Во время формования руки следует периодически смачивать водой, чтобы усилить скольжение пальцев. Придав изделию законченную форму, его заглаживают мокрой губкой и кусочком резины, после чего тонкой проволокой или шпагатом срезают с гончарного круга и ставят для сушки -- чаще всего на воздухе. Высохшее до 19--20 % влажности изделие устанавливают на центр верхнего круга, прикрепив кусочком глины, и подправляют соответствующими инструментами; вытачивают металлическим крючком, заглаживают мокрой губкой, полируют оргстеклом. Если изделие состоит из нескольких деталей, их склеивают. Далее идет декорирование.

Литье в гипсовых формах основано на способности гипса впитывать влагу. Разжиженную глиняную массу, так называемый шликер, заливают в гипсовую форму, влага впитывается и через некоторое время у стенок формы образуется ровный слой глины. Масса постепенно затвердевает, размеры формуемого изделия сокращаются и получаемый полуфабрикат легко отделяется от формы. Такие изделия отличаются рыхлостью и дают большую усадку.

3) Следующим этапом в производстве керамики является сушка. В свежеформованном или вылитом изделии содержится от 22 до 30 % влаги -- в зависимости от способа формования. Изделие надо высушить до содержания влаги не более 5 % во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге. Сушку сырца проводят в тоннельных и камерных сушилках.

Процесс сушки при разном составе массы проходит неодинаково: чем жирнее глина, тем дольше она сушится. При неодинаковой плотности черепка усушка проходит неравномерно, что ведет к появлению трещин и деформации. Форма изделия также имеет значение: чем больше его площадь, тем быстрее оно сохнет. Во время сушки не должно быть сквозняков. Вначале изделие проходит предварительную сушку, при 19 % влагосодержания -- декорируется, а затем уже идет окончательная сушка.

Основное назначение сушки изделия-сырца - снижение его влажности, приобретение прочности, достаточной для транспортирования в печь и последующего бездефектного обжига при минимальных энергозатратах.

Плоские изделия обычно сушат в формах. Изделия, изготовленные методом литья, сначала подвяливают в формах до придания изделиям необходимой прочности, а затем извлекают из форм и досушивают до влажности 1. 2,5%.

Для сушки массовых изделий используют конвейерные сушилки с направленными потоками горячего воздуха. В этих сушилках процесс сушки совмещается с операцией транспортирования изделий в направлении технологического потока. Отдельные художественные изделия сушат в камерных сушилках периодического действия, где полуфабрикаты высушиваются на полках или вагонетках. Для особо сложных изделий применяют естественную сушку на многоярусных стеллажах, расположенных у рабочих мест. Длительность искусственной сушки зависит от типа применяемых сушилок, методов сушки и других факторов и колеблется в пределах от 0,25 до 3 ч.

4) Декорирование. Приемы художественной обработки керамических изделий в большой мере обусловлены особенностями материала, свойством глины. Таковыми являются роспись ручным способом, гравировка, сграффито, фляндровка, “мрамор”, лепка, лощение, резерваж и другие.

Роспись -- наиболее широко применяемый способ художественной обработки. Расписывают ангобом -- тонкорастертой жидкой глиной, белой или с примесью красителей. Рисунок ангобом наносят только на сырой черепок (19--20 % влажности). Пересушенное изделие расписывать нельзя, так как ангоб при сушке и обжиге опадает

Для лепки необходимы обычные скульптурные стеки -- металлические и деревянные. Кроме этого, при работе необходима грецкая губка (мягкая тряпка, резиновая губка) для удаления ангоба.

Глазирование -- широко применяемый художественно-технический прием обработки керамических изделий. Покрытие глазурью -- стекловидной массой -- изделия преследует не только эстетическую цель. Глазурь предохраняет его от проникновения влаги, делает более прочным. Глазури могут быть прозрачными (бесцветными и цветными) и непрозрачными. Прозрачные бесцветные глазури хорошо выявляют натуральный цвет глины, из которой сделано изделие.

Изделие после первого, утильного, обжига очищают от пыли специальными щетками. Приготовленную в емкости глазурь размешивают до эмульсионного состояния. Изделие окунают в глазурь или обливают ею, затем сушат.

Основой глазури является кварц, полевой шпат, каолин. В состав глазури вводят также окислы металлов, чем достигается термостойкость и другие качества.

Очень красивыми делают керамические изделия глазури восстановительного огня: при обжиге на поверхности образуется металлический блеск. Чем это достигается? Вначале обжиг идет обычным путем, но при температуре печи около 600 °С, когда глазурь на черепке уже неподвижна, доступ воздуха в печь перекрывается, в топку вводят восстановители в виде лучины, нефти, ветоши. В печи создается восстановительная среда, огонь удаляет кислород и окиси металла. Если начать восстановление, когда глазурь еще находится в жидком состоянии, то углерод может вплавиться в глазурь, в результате чего она станет матовой, серо-черной. Если же восстановительный огонь образовать после затвердения глазури, то восстановление не произойдет, изделие только покроется копотью. Процесс восстановления длится от двух до шести часов. Изделия вынимают из печи только после их остывания, иначе металлизация может прекратиться. Глазури, которые дают металлический блеск на керамических изделиях, всегда легкоплавкие -- в их состав входят соединения свинца, легко восстанавливающегося.

Покрытую глазурью керамику называют майоликой. Глазурь, или полива, тонким стекловидным слоем покрывает керамическое изделие, делая краски и ангобы яркими и сочными, полностью предохраняя их от влаги. Известен народный способ приготовления глазури. Разогревают на огне бутылочное стекло и бросают его в холодную воду. Стекло покрывается мельчайшими трещинами и легко рассыпается. В ступке стекло перетирают в порошок, похожий на муку. Порошок разводят водой и добавляют в него клейстер. Изделия поливают этим составом и дают просохнуть, после чего снова загружают в печь, где выдерживают около трех часов. В некоторых случаях глазурь на керамических изделиях можно имитировать.

5) Обжиг изделий. Обжиг завершает изготовление керамических изделий. В процессе обжига формируется их структура, определяющая технические свойства изделия.

Полностью художественный образ выявляется лишь после того, когда основательно "спекся", затвердел черепок, застыли расплавленные глазури. Сформованное изделие, подсушенное, подправленное, декорированное ангобом, солями, снова подсушенное, помещают в печь. Это первый, утильный, обжиг. Затем изделие расписывают глазурями. При повторном обжиге расплавляют глазури. Последовательность повторного обжига та же. Главное при этом -- медленное, постепенное повышение температуры. Обжиг можно разделить на периоды:

В первом периоде (при температуре 150 °С) из изделия уходит механически связанная вода. При резком повышении температуры, прежде всего, испарится вода с поверхности черепка и образуется пленка, которая задержит влагу, находящуюся в середине. Для ее удаления придется повысить температуру, что приведет к парообразованию и разрушению.

Второй период -- температура 150--500 °С. В это время удаляется химически связанная вода, изделие краснеет.

Температуру обжига можно определить по цвету накала. Когда изделие начинает краснеть -- это 550--600 °С; становится тёмно-красным -- 600--700; вишнево-красным с переходом в светло-вишневый -- 800--900; ярко-вишневым -- 900--1000; темно-оранжевым -- 1100; начинается белое каление -- 1300; становится белым -- 1400 °С.

Печь выключают, а когда она остынет до 200 °С, дверцы печи приоткрывают. Изделие вынимают после полного остывания печи.

Обжиг керамических изделий осуществляется в туннельных печах с автоматическим управлением. Туннельная печь представляет собой длинный канал, выложенный внутри огнеупорной футеровкой. Вагонетки с изделиями, составляющие сплошной поезд, перемещаются в печи и постепенно проходят зоны подогрева, обжига и охлаждения. Максимальная температура обжига кирпича и других стеновых керамических изделий (950 - 1000°С) необходима для спекания керамической массы. Спекание происходит вследствие цементирующего действия расплава эвтектик (жидкостное спекание), реакций в твердой фазе и кристаллизации новообразований.

Обжигать глину удобно в муфельной печи. В печь загружают изделия, предварительно просушенные в течение пяти - шести дней при комнатной температуре. В печи под действием высокой температуры глина теряет связанную с ней химически воду и становится влагоустойчивой и прочной. Обжигают глину примерно около трех часов. Обожженную, но не покрытую глазурью глину называют терракотой. По окончании обжига печь выключают, и изделия остывают прямо в печи.

Выводы

Керамическими называют материалы, получаемые из глинистых веществ с минеральными или органическими добавками или без них путем формования и последующего обжига.

Основным компонентом сырьевой массы для производства керамики являются глины и каолины, которые при смешивании с водой способны образовывать пластичное тесто, переходящее после обжига в водостойкое и прочное камневидное тело.

Важнейшими свойствами глин, определяющими их пригодность для производства керамики, являются пластичность, связность, связующая способность, воздушная и огневая усадка, огнеупорность и наличие примесей. Вредными примесями являются окислы железа и марганца, углекислые и сернокислые соли, понижающие огнеупорность глин, приводящие к образованию в процессах обжига трещин и вздутий (дутик), белых налетов (высолов), придающих изделиям красно-бурую окраску.

Сырьевые материалы, используемые для изготовления керамических изделий, можно подразделить на пластичные глинистые (каолины и глины) и отощающие (шамот, кварц, шлаки, выгорающие добавки). Для понижения температуры спекания в глину иногда добавляют плавни. Каолин и глины объединяют общим названием - глинистые материалы.

По конструктивному назначению различают следующие группы керамических строительных материалов и изделий:

- стеновые изделия -- кирпич, керамические камни и панели из них;

- фасадные изделия -- лицевой кирпич, различного рода плитки; архитектура-художественные детали, наборные панно;

- изделия для внутренней облицовки стен -- глазурованные плитки и фасонные детали к ним (карнизы, уголки, пояски);

- плитки для облицовки пола;

- изделия для перекрытий (балки, панели, специальные камни);

- кровельные изделия -- черепица;

- санитарно-строительные изделия -- умывальные столы, унитазы, ванны;

- дорожные изделия -- клинкерный кирпич;

- изделия для подземных коммуникаций -- канализационные и дренажные трубы;

- теплоизоляционные изделия (керамзитокерамические панели, ячеистая керамика, диатомитовые и шамотные легковесные изделия);

- заполнители бетонов (керамзит, аглопорит).

Подобные документы

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 [134,7 K], добавлен 06.06.2014

Химический состав сырья для изготовления керамических изделий, характеристика глинистых и добавочных материалов. Выбор технологического оборудования и схемы производства. Сравнение пластического и полусухого методов формования керамического кирпича.

курсовая работа [559,3 K], добавлен 22.03.2012

Исторические сведения о возникновении керамических материалов, область их применения. Основные физико-химические свойства керамики, применяемые сырьевые материалы. Общая схема технологических этапов производства керамических материалов, ее характеристика.

курсовая работа [74,2 K], добавлен 02.03.2011

Подготовка стальных труб к нанесению стеклоэмали. Технологический процесс получения эмали. Обжиг стеклоэмалевого покрытия. Сырье для производства шамотных огнеупоров. Технология изготовления шамота. Декорирование керамических изделий по методу деколи.

отчет по практике [1,5 M], добавлен 11.07.2015

Технологическая схема производства керамического кирпича, ассортимент и характеристика выпускаемой продукции, химический состав сырьевых материалов, шихты. Перечень оборудования, необходимого для технологических процессов цеха формования, сушки и обжига.

курсовая работа [873,5 K], добавлен 09.06.2015

Исследование особенностей гончарного производства. Анализ состава массы, употребляемой для выделки керамических изделий. Обзор процесса подготовки глины. Характеристика конструкции и принципа работы гончарного круга. Обжиг и сушка керамических изделий.

презентация [8,4 M], добавлен 23.03.2016

Понятие и способы изготовления стеклянных изделий, их классификация и типы, применяемые методы и материалы. История керамики и общее описание изготавливаемого изделия, оборудование. Особенности применения стеклянных и керамических изделий в оформлении.

1. Введение…………………………………………………………………3
2. Керамические материалы……………………………………………. 4
3. Сырье для производства керамики……………………………………5
4. Основы технологии керамики………………………………………. 9
5. Стеновые и кровельные керамические материалы………………. 17
6. Список литературы…………………………………………………. 23

Работа содержит 1 файл

Материаловедение.docx

Введение………………………………………………………… ………3
Керамические материалы……………………………………………. 4
Сырье для производства керамики……………………………………5
Основы технологии керамики………………………………………. 9
Стеновые и кровельные керамические материалы………………. 17
Список литературы…………………………………………………. . 23

Керамика известна с глубокой древности и является, возможно, первым созданным человеком материалом. Время появления керамики относят к эпохе мезолита и неолита.

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

Исторически керамические изделия были твёрдыми, пористыми и хрупкими.

Первоначально керамика формовалась вручную. Изобретение гончарного круга в третьем тысячелетии до нашей эры позволило изготовлять посуду с более тонкими стенками.

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.

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 твердой и практически не пористой. В Голландии производили красную каменную керамику по образцу Китайской керамики, и ту же особенность обнаруживает керамика Бёттгера.

Россия в области керамики занимает ведущее место в мире. На примере появления чёрной керамики археологически доказано, что уже в 3-ем тысячелетии до н.э. чёрная лощёная керамика использовалась в ритуальных и обрядовых целях. Среди уникальных русских предметов быта из керамики — так называемые квасники (сосуды для кислых щей, браги, пива, дрожжевых или фруктовых квасов).

Археологические находки во многих древнерусских городах свидетельствуют о широком развитии на Руси гончарного ремесла.

В XIII—XIV столетиях в Пскове получила распространение муравленная черепица, применяемая для головного убора православных храмов. Она, вероятно, породила простые облицовочные плитки, а затем изразцы с узором и румпой для крепления в кладке стен.

На территории Псково-Печерского Свято-Успенского монастыря сохранились уникальные памятники глазурованной керамики — более ста древних надгробных монашеских плит (керамид), вмурованных в стены подземных галерей. Достигающие в среднем высоты 45-60 см и имеющие ширину 30-40 см, они выполнены из обожженной глины с темно-зеленой поливой. Количество и высокое художественное качество изделий свидетельствует о том, что в монастыре издревле процветало керамическое производство. Керамиды впервые на Руси начали изготавливать именно на Псковщине в XVI веке.

В своем реферате я рассказываю о современных керамических изделиях, применяемых для строительства и отделки помещений, технологии их производства, положительных и отрицательных свойствах.

Керамические материалы.

Материал, из которого состоят керамические изделия после обжига, называют керамическим черепком.

В зависимости от структуры черепка керамические материалы разделяются на две основные группы: пористые и плотные.

Пористыми условно считают изделия, у которых водопоглощение черепка более 5 % по массе (в среднем 8. 20 %). К ним относятся все виды кирпича и стеновых камней, черепица, облицовочные плитки.

Плотными считают изделия, водопоглощение черепка которых менее 5 % (обычно 2. 4 %); эти изделия практически водонепроницаемы. К ним относятся плитки для полов, санитарный фарфор и т. п.

Cырье для производства керамики.

Сырьевая масса для изготовления керамических материалов состоит из пластичных материалов (глин) и непластичных (отощающих и выгорающих добавок, плавней и др.). Глины обеспечивают получение удобоформуемой связной массы и после обжига прочного и водостойкого черепка. Непластичные добавки улучшают технологические свойства сырьевой массы (облегчают сушку, уменьшают усадку и снижают температуру обжига) и придают материалу желаемые свойства (пористость, теплопроводность и т. п.).

Глины — основной сырьевой компонент керамики — осадочные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов — водных алюмосиликатов различного состава (каолинит А12О3 • 2SiO2 • 2Н2О, монтмориллонит А12О3 • 4SiO2 • Н2О и др.). Размер частиц глинистых материалов не превышает 0,005 мм; преобладающая форма частиц - пластинчатая. Благодаря своей гидрофильности и огромной площади поверхности глинистые частицы активно поглощают и удерживают воду. Именно глинистые минералы придают глине ее характерные свойства: пластичность при увлажнении, прочность при высыхании и способность к спеканию при обжиге.

Кроме глинистых минералов в глине содержатся более крупные частицы: пыль (0,005. 0,16 мм) и песок (0,16. 5 мм). Они состоят из кварца, карбонатов кальция и магния и других минералов. Эти компоненты глин также влияют на ее технологические свойства и качество готовых изделий.

Глины, как сырье для керамики, оценивают комплексом свойств: пластичностью, связующей способностью, отношением к сушке и к действию высоких температур.

Пластичность — способность глиняного теста деформироваться под действием внешних механических нагрузок без нарушения сплошности и сохранять полученную форму после прекращения воздействий. Пластичность глин объясняется тем, что при увлажнении глины на поверхности глиняных частиц появляются тончайшие слои адсорбированной воды. Эти слои, с одной стороны, обеспечивают возможность скольжения частиц друг относительно друга, а с другой, связывают эти частицы силами поверхностного натяжения, что обеспечивает сохранение формы изделий после формования. Превалирование того или иного эффекта зависит от количества адсорбированной воды.

Пластичность оценивается количеством воды, необходимой для получения из глины удобоформуемой массы. Высокопластичные глины имеют высокую водопотребность и, как следствие, большую усадку при сушке.

Таким образом, для получения требуемой сырьевой массы для керамики нужно выполнить два противоречивых друг другу условия: смесь должна хорошо формоваться и легко сушиться.

Смеси с оптимальным соотношением глинистых и песчаных частиц получают, добавляя в жирную глину отощающие добавки. Кроме песка для этих целей используют золы ТЭС, шлаки и другие материалы.

Спекаемость — способность глины при обжиге переходить в камневидное состояние, в котором она совершенно не размокает в воде, объясняется следующим. При нагреве до 900. 1200°С в глине последовательно начинают протекать химические и физико-химические процессы, приводящие к полному и необратимому изменению ее структуры:

1. удаление химически связанной воды (500. 600° С);

2. разложение обезвоженной глины на оксиды А12О3 и SiO2

3. образование новых водостойких и тугоплавких минералов (силлиманита А12О3 • SiO2 и муллита ЗА12О3 • 2SiO2 (1000. 1200° С);

4. образование некоторого количества расплава из легкоплавких материалов глины (900. 1200° С).

Образование прочного черепка происходит за счет эффекта склеивания твердых частиц глины образовавшимся расплавом. При этом за счет сил поверхностного натяжения этого расплава происходит уменьшение объема материала, называемое огневой усадкой. В зависимости от вида глин огневая усадка составляет 2. 6 %.

Полной усадкой называют сумму воздушной и огневой усадки; она обычно находится в пределах 6. 18 %. Полную усадку необходимо учитывать при формовании сырцовых заготовок для получения изделий с заданными размерами.

Огнеупорность — свойство материалов, в том числе и глин, выдерживать действие высоких температур без деформаций.

Различные глины требуют определенных температур обжига и соответственно изделия из них имеют различную огнеупорность. По этому признаку глины делят на легкоплавкие, тугоплавкие и огнеупорные.

Легкоплавкие глины, содержащие большое количество примесей, плавятся при температуре ниже 1350° С. Из таких глин, называемых кирпичными, изготовляют кирпич, стеновые камни и черепицу.

Тугоплавкие глины, содержащие незначительное количество примесей, плавятся при температуре 1350. 1580° С. Применяют их для изготовления облицовочных керамических изделий, лицевого кирпича, канализационных труб.

Огнеупорные глины, почти не содержащие примесей, плавятся при температуре выше 1580° С. Их применяют для производства огнеупорных материалов.

Отощающие материалы вводят в состав керамической массы для снижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. Они улучшают сушильные свойства глин. В качестве отощающих добавок используют песок, шамот, дегидратированную глину, золы ТЭС, гранулированные шлаки.

Шамот — зернистый (0,14. 2 мм) материал, получаемый измельчением предварительно обожженной до температуры спекания глины. Его можно заменить измельченным браком керамических изделий. Шамот из огнеупорных глин используют для изготовления огнеупоров.

Дегидратированную глину получают нагревом до 650. 750° С. При удалении кристаллизационной химически связанной воды глина необратимо теряет свойство пластичности.

Гранилурованный доменный шлак и золы ТЭС — отощители глин, используемые при производстве кирпича и другой грубой керамики. Это эффективный путь утилизации промышленных отходов.

Порообразующие добавки вводят в смесь для снижения плотности и, соответственно, теплопроводности керамических изделий. Для этого используют вещества, которые при обжиге:

1. диссоциируют с выделением газа, например, СО2 (молотый мел,

2. выгорают (древесные опилки, угольный порошок и т. п.).

Такие добавки одновременно являются и отощающими.

Пластифицирующие добавки — высокопластичные глины, а также поверхностно-активные вещества — пластификаторы СДБ, ЛСТ и др.

Плавни добавляют в глины в тех случаях, когда желательно понизить температуру ее спекания. В этом качестве используют полевые шпаты, железную руду, тальк и т. п.

Глазури и ангобы — отделочные слои на облицовочных керамических изделиях.

Глазури — стеклообразные лицевые покрытия различного цвета, прозрачные или глухие. Их получают нанесением на поверхность готовых изделий порошка из стекольной шихты и закреплением обжигом до плавления.

Ангобы — лицевые покрытия, выполненные из цветных глин, нанесенных на поверхность сырцовых изделий. В отличие от глазури ангоб не дает при обжиге расплава, а образует матовое керамическое покрытие.

Кера́мика (др.-греч. κέραμος — 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.

Вложенные файлы: 1 файл

производство керамики.docx

ГОУ СПО ЯО Ярославский промышленно-экономический колледж

Что такое керамика?

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 высокотемпературны е сверхпроводящие материалы также являются керамикой.

В зависимости от строения различают тонкую керамику (черепок стекловидный или мелкозернистый) и грубую (черепок крупнозернистый). Основные виды тонкой керамики — фарфор, полуфарфор, фаянс, майолика. Основной вид грубой керамики — гончарная керамика. Кроме того, различают керамику карбидную (карбид вольфрама, карбид кремния), алюмооксидную, циркониевую (на основе ZrO2), нитридную (на основе AlN) и пр.

Фарфор имеет плотный спекшийся черепок белого цвета (иногда с голубоватым оттенком) с низким водопоглощением (до 0,2 %), при постукивании издает высокий мелодичный звук, в тонких слоях может просвечивать. Глазурь не покрывает край борта или основание изделия из фарфора. Сырье для фарфора — каолин, песок,полево й шпат и 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. Сырье 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. Сырье — 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.

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). Однако, найденные в 1993 году горшки из Сяньжэньдон слеплены 20 тысяч лет назад. Древнейший предмет из обожженной глины датируется 29-25 тысячелетиями до нашей эры. Это вестоницкая Венера, хранящаяся в Моравском музее в Брно.

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 век) позволило значительно ускорить и упростить процесс формовки изделия. В доколумбовых культурах Америки индейская керамика изготавливалась без гончарного круга вплоть до прихода европейцев.

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, зеленая, 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.

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 ее содержанием и твердый — совсем без извести. Этот последний по составу и крепости черепка часто напоминает каменную керамику или фарфор.

Керамические изделия и материалы классифицируют по назначению и свойствам, по основному используемому сырью или фазовому составу сᴨȇкшейся керамики. В зависимости от состава сырья и темᴨȇратуры обжига керамические изделия подразделяют на 2 класса: полностью сᴨȇкшиеся, плотные, блестящие в изломе изделия с водопоглощением не выше 0,5% и пористые, частично сᴨȇкшиеся изделия с водопоглощением до 15%. Различают грубую керамику, имеющую крупнозерʜᴎϲтую, неоднородную в изломе структуру (например, строительный и шамотный кирпич), и тонкую керамику с однородным, мелкозерʜᴎϲтым в изломе и равномерно окрашенным черепком (например, фарфор, фаянс). Основным сырьём в керамической промышленности являются глины и каолины вследствие их широкого распространения и ценных технологических свойств. Важнейшим компонентом исходной массы при производстве тонкой керамики являются полевые шпаты (главным образом микролин) и кварц. Полевые шпаты, особенно чистых сортов, и их сростки с кварцем добываются из ᴨȇгматитов. Во все возрастающих количествах кварцево-полевошпатовое сырье добывается из разнообразных горных пород путем обогащения и очистки от вредных минеральных примесей. Однако повышенные и резко дифференцированные требования, предъявляемые к керамике металлургией, электротехникой и приборостроением, обусловили развитие производства огнеупоров и других видов технической керамики на основе чистых окислов, карбидов и др. соединений. Свойства некотоҏыҳ видов технической керамики резко отличаются от свойств изделий, изготовляемых из глин и каолинов, и потому объединяющими признаками керамических изделий и материалов остаются их получение сᴨȇканием при высоких темᴨȇратурах, а также использование в производстве родственных технологических методов, к которым относятся: обработка сырья и приготовление керамической массы, изготовление (формование), сушка и обжиг изделий.

Выбор метода формования керамики определяется в основном формой изделий. Изделия простой формы - огнеупорный кирпич, облицовочные плитки - прессуются из порошкообразных масс в стальных пресс-формах на механических и гидравлических пресс-автоматах. Стеновые стройматериалы - кирпич, пустотелые и облицовочные блоки, черепица, канализационные и дренажные трубы и др. - формуются из пластичных масс в шнековых вакуумных прессах выдавливанием бруса через профильные мундштуки. Изделия или заготовки заданной длины отрезают от бруса автоматами, синхронизированными с работой прессов. Хозяйственный фарфор и фаянс формуются преимущественно из пластичных масс в гипсовых формах на полуавтоматах и автоматах. Санитарно-строительная керамика сложной конфигурации отливается в гипсовых формах из керамического шликера на механизированных конвейерных линиях. Радио- и пьезо- керамика, керметы и др. виды технической керамики в зависимости от их размеров и формы изготовляются главным образом прессованием из порошкообразных масс или отливкой из парафинового шликера в стальных пресс-формах.Заформованные тем или иным способом изделия подвергаются сушке в камерных, туннельных или конвейерных сушилках.

Обжиг керамики является самым важным технологическим процессом, обесᴨȇчивающим заданную стеᴨȇнь сᴨȇкания. Точным соблюдением режима обжига обесᴨȇчиваются необходимый фазовый состав и все важнейшие свойства керамики. За редким исключением сᴨȇкание кристаллических фаз протекает с участием жидких фаз, образующихся из эвтектических расплавов. В зависимости от состава керамической массы и темᴨȇратуры обжига в фарфоровых, стеатитовых и др. плотно сᴨȇкшихся изделиях содержание жидкой фазы в процессе сᴨȇкания достигает 40-50% по массе и более. Силами поверхностного натяжения, возникающими на границе жидкой и твёрдой фаз, зёрна кристаллических фаз (например, кварца в фарфоре) сближаются, а газы, распределённые между ними, вытесняются из капилляров. В результате сᴨȇкания размеры изделий уменьшаются, возрастают их механическая прочность и плотность. Сᴨȇкание некотоҏыҳ видов технической керамики (например, корундовой, бериллиевой, циркониевой) осуществляется без участия жидкой фазы в результате объемной диффузии и пластического течения, сопровождающихся ростом кристаллов. Сᴨȇкание в твердых фазах происходит при использовании весьма чистых материалов и при более высоких темᴨȇратурах, чем сᴨȇкание с участием жидкой фазы, и потому получило распространение лишь в производстве технической керамики на основе чистых окислов и тому подобных материалов. В соответствии с комплексом предъявляемых требований стеᴨȇнь сᴨȇкания разных видов керамики колеблется в широких пределах. Изделия из электрофарфора, фарфора, фаянса и других видов тонкой керамики покрываются ᴨȇред обжигом глазурью, которая при высоких темᴨȇратурах обжига (1000-1400 0C), плавится, образуя стекловидный водо- и газонепроницаемый слой. Глазурированием повышают технические и декоративно-художественные свойства керамики. Массивные изделия глазуруются после сушки и обжигаются в один прием. Тонкостенные изделия ᴨȇред глазуровкой во избежание размокания в глазурной сусᴨȇнзии подвергают предварительному обжигу. В некотоҏыҳ керамических производствах неглазурованная поверхность обожжённых изделий шлифуется абразивными порошками или абразивным инструментом. Изделия хозяйственной керамики украшаются керамическими красками, декалькоманией и золотом.

Лекции

Лабораторные

Справочники

Эссе

Вопросы

Стандарты

Программы

Дипломные

Курсовые

Помогалки

Графические

Доступные файлы (1):

Московский Государственный Университет

Приборостроения и Информатики

Реферат на тему:

Выполнил: Анашкин В.М.

студент 3 курса заочного отделения

факультета ТИ-4, специальности 261001

Глава 1. Месторождения глин.

Глава 2. Влияние химического состава глины на её свойства.

Глава 3. Классификация глин.

Глава 4. Свойства глин.

Глава 6. Производство керамики.

^ Глава 7. Литьё изделий из шликера.

Глава 8. Другие способы производства керамических изделий.

Глава 9. Сушка и обжиг керамических изделий.

Глава 10. Глазури и эмали.

^ Глава 11. Ангобы.

Список литературы.

Глина сопутствует человеческой цивилизации от самого зарождения и по сегодняшний день, и умение изготавливать изделия из неё ценились во все времена. Когда-то это было жизненно необходимо, а теперь изделия гончаров и художников-керамистов доставляют людям эстетическое наслаждение.

Керамические изделия – самые распространённые находки археологов, ведь, в отличие от дерева, глина не горит, не окисляется, подобно металлам. Многочисленные предметы дошли до нас в первозданном виде: посуда, светильники, детские игрушки, культовые статуэтки, литейные формы, рыболовные грузила, катушки для ниток, пряслица для веретён, бусы, пуговицы и др.

Сильно утрамбованная глина не пропускает воду, поэтому из неё делали не только стены, но и полы с крышами. Чтобы повысить прочность глинобитного пола, его время от времени поливали водой.

Греческие пифосы – сосуды для воды и вина, достигавшие высоты до 2 метров – поражали высоким техническим мастерством. Сделаны они были жгутовым способом, так как сосуды таких размеров, да ещё и с заострённым дном, на круге выкрутить невозможно.

По археологическим данным, производство керамики ведёт начало с древних времён.

Около 5 000 г. до н. э. люди уже обжигали посуду для хозяйственных нужд: приготовления и хранения пищи, ношения и хранения воды. Вначале её делали из плетёных корзин, обмазанных глиной. Прутья давали прочность, а глина не пропускала воду. При попытке приготовить в такой посуде пищу на костре прутья сгорали, но прочность оставалась и даже возрастала.

Издавна керамические изделия мастера стремились украсить: наносили рисунки острым предметом, штампиками, делали накладки.

С развитием ремесла появился первый механизм для изготовления изделий из глины – гончарный круг. Сначала он был ручной, затем ножной.

Для обжига глины использовался костёр, затем – печь, позже – горн.

По мере развития гончарного дела появляются новые виды керамики: фаянс, фарфор, майолика и др.

В наше время утрачены многие секреты древних мастеров. Например, современные керамисты не смогли разгадать тайну глазури, покрывающей две большие вазы, обнаруженные при раскопках китайскими археологами. Когда в них налили воду, глазурь тут же потемнела и изменила цвет, стоило вылить воду – сосуды вновь приобрели первоначальную белизну.

Съедобной глиной не брезгуют и европейцы, приготовляющие из неё лакомство наподобие конфет.

В Древней Японии красавицы тех времён с помощью глины укладывали себе волосы, возводя на голове сложнейшие сооружения – тогда были в моде именно такие причёски. Используя тот же материал (местные сорта красной глины) они окрашивали свои волосы.

Глина может использоваться также и в медицине в качестве лекарства, и в косметологии как очищающая маска.

У глины есть ещё множество других полезных свойств, но сейчас она интересует нас как материал, пригодный для изготовления керамических изделий.

Месторождения глин.

Глины широко распространены на земной поверхности. Они являются продуктом разложения горных пород.

Как известно, горные породы разрушаются под воздействием внешних условий (разница температур, ветер, осадки) и распадаются на составные части: кварц, слюду и полевой шпат ( K O Al O 6Si O ).

Полевой шпат, в свою очередь, под воздействием углекислоты, воздуха и воды преобразуются в каолин ( Al O 2Si O 2H O ).

Процесс разложения горных пород редко заканчивается полностью, поэтому каолины обычно содержат мелкие камешки.

Если каолин остаётся на месте образования, то месторождение называется первичным или остаточным.

При перемещении частички трутся друг о друга и о естественные преграды и измельчаются, поэтому частички глины во вторичных месторождениях более тонко дисперсны (мелкие частички вещества равномерно рассеяны в содержащей среде), чем в каолинах.

По сравнению со вторичной, первичная глина менее пластична и имеет более высокую температуру обжига.

Влияние химического состава глины на её свойства.

Цвет глины как в сыром, так и в обожжённом виде зависит от содержания в ней примесей. Чем больше в глине органических веществ, тем темнее её цвет.

Содержание в глине соединений железа ( Fe ) обуславливает её окраску от сине-зелёных до коричнево-красных тонов. Цвет черепка после обжига также колеблется от белого и кремового до коричневого цвета.

По цвету черепка (черепком называется неглазурованное керамическое изделие) глины делятся на беложгущиеся (к ним относится каолин – сырьё для изготовления фарфора и фаянса), светложгущиеся (приобретают после обжига светло-серый, светло-жёлтый и светло-розовый цвета) и красножгущиеся (после обжига становятся красными, коричневыми, фиолетово-коричневыми).

Чистый каолин плавится при температуре 1770ºС. Примеси понижают температуру плавления и изменяют другие технические свойства.

Соединения железа и серы – пирит (дисульфид железа) в глине встречается в виде бурых или зеленовато-бурых кристаллов с металлическим блеском. При обжиге он образует на изделии выплавки и чёрные точки.

Вследствие большой поглотительной способности глина впитывает и удерживает растворённые в воде соли, из которых наиболее распространены гипс (сульфат кальция Ca SO 2H O), хлорид натрия (Na Cl) и сульфиты щелочных металлов.

Эти соли при сушке изделия отлагаются на поверхности черепка, образуя после обжига белый налёт (что портит цвет готовой керамики, особенно терракоты).

Классификация глин.

В схеме классификации глинистое сырьё делится на:

б) сухари – огнеупорные, камнеподобные глины

в) сланцевые – плохо размокающие в воде глины.

Они подразделяются на подгруппы:

1)по содержанию окиси алюминия в прокалённом состоянии: более 40 % - высокоосновные от 30 до 40 % - основные от 15 до 30% - полукислые менее 15% - кислые.

2) по огнеупорности:

огнеупорные – плавящиеся при температуре от 1580ºС и выше

тугоплавкие – от 1350º до 1580º С

легкоплавкие – ниже 1350º С

3) по степени связуемости или пластичности:

Если размять в руках кусочек влажной глины и скатать колбаску толщиной в палец, а затем согнуть из неё колечко, то проверить по нему жирность материала можно таким образом:

- если на глине не образовались трещинки, то такая глина считается жирной; на ощупь она мягкая и очень пластичная. Из неё хорошо лепить мелкие изделия, но для крупных она не годится: при сушке и обжиге изделие покоробится, образуются трещины. Чтобы улучшить эту глину, нужны отощающие добавки, которые делятся на естественные (природные вещества, которые являются постоянными спутниками глин и каолинов и не образуют с ними стекловидные фазы при обжиге до 1560ºС, а именно: кварц, кварцевый песок, кремний) и искусственные (промытый песок, измельчённый бой керамических изделий).

- если на колечке трещин мало, а глина не липнет к рукам и легко лепится – она годится для любых изделий. В ней содержится 10 – 15 % песка. Это глина средней жирности.

Существует классификация глин – оценка их по совокупности некоторых признаков: цвет, внешний вид после обжига, интервал спекания, плавления, прочность изделия при ударе, стойкость при резкой смене температур. Они определяют промышленное назначение и название глин: кирпичные, трубочные, кафельные, горшечные, фаянсовые, беложгущиеся и другие.

В гончарном деле, например, глина должна быть тяжёлой, жирной, упругой (держать форму); по цвету: красной, коричневой, фиолетовой, голубой, зелёной, серой, белой.

Цвет глине придают окиси алюминия (Al), железа (Fe), титана (Ti).

Основные элементы, из которых состоит глина: каолинит (Al O 2SiO 2H O) – приблизительно 40 % оксида алюминия, 46 % кремния, 14 % воды.

^ Химический состав

наиболее часто использующихся в керамике материалов.

Свойства глин.

1) Способность глиняного теста принимать под влиянием внешнего воздействия любую форму без разрывов и трещин, сохранять её после прекращения воздействия и легко склеивать элементы изделия, называется пластичностью. Очень пластичная глина обладает способностью легко впитывать воду, но при её излишке глина теряет пластичность и становится слишком мягкой и липкой.

2) С пластичностью тесно связана вязкость – связующая способность глины. Так называется способность глины при смешивании её с песком и водой образовывать вязкое пластичное тесто, способное при высыхании сохранять приданную ему форму. Благодаря связующей способности глин существует возможность составлять разнообразные массы с применением для этого непластичного материала и тем самым регулировать их рабочие качества.

3) Пластичность и связующая способность зависят от дисперсности. Если каждая частица будет больших размеров, то связь между ними будет слабее, и наоборот. От этого зависит прочность сырых изделий до обжига. Чтобы увеличить связующую способность материала, нужно добавить пластичной глины.

4) Непосредственно с пластичностью тесно связана усушка глины. По мере того, как изделие сохнет, из черепка выделяется водяной пар, частички глинистого вещества уменьшаются и сближаются, и всё изделие уменьшается в объёме. Это называется усушкой. Чем пластичнее глина, тем больше она поглощает воды, и тем сильнее будет усушка. Тощие глины поглощают меньше воды, и усушка у них меньше.

5) При обжиге при температуре выше 400ºС из глины начинает выделяться химически связанная вода. А при более высоких температурах происходит сплавление легкоплавких примесей. Этот процесс связан с уменьшением пор и сближением частиц, а, следовательно, и с уменьшением в объёме. Он называется огневой усадкой. Совместное уменьшение при сушке и обжиге называется общей усадкой.

6) При повышенных температурах обжига начинается уплотнение глиняных масс, то есть спекание. Спекание глины вызывается частичным сплавлением её составных частей и зависит от химического состава и температуры обжига. Чем больше в глине содержится глинозёма, тем выше температура её спекания и плавления; чем больше в ней примесей (полевой шпат, слюды, известь, соединения железа), тем ниже температура спекания и плавления глины. С повышением температуры спекание усиливается по мере того, как увеличивается количество составных частей глины, принимающих участие в плавлении. Плотность изделий увеличивается, а пористость сокращается. Разница между температурами начала спекания и плавления называется интервалом спекания. Чем больше интервал спекания, тем меньше брака при обжиге.

7) Обожжённую плитку взвешивают, помещают в кастрюлю, ставя на рёбра, заливают водой до 1/3 плитки. Через час заливают водой полностью и кипятят два часа. Потом ставят остывать до комнатной температуры, обтирают тряпкой и взвешивают с точностью до 0,01 грамма. Разница в весе до и после кипячения, выраженная в процентах, характеризует открытую пористость черепка.

К плавням относят такие материалы, которые при обжиге изделий вступают во взаимодействие с основными сырьевыми материалами, образуя легкоплавкие соединения. При введении плавней в состав керамической массы, достигается понижение температуры её спекания и огнеупорности, благодаря чему повышается плотность обожжённого черепка, увеличивается предельная прочность на разрыв, сжатие и излом, а также уменьшается водопоглощение. С другой стороны, с повышением содержания плавней механическая прочность при высоких температурах понижается.

Все виды плавней можно разделить на две группы:

1) собственно плавни – вещества, действие которых обуславливается низкой температурой их плавления. Типичными представителями этой группы являются полевые шпаты, пегматиты и т. д.

2) доломит, магнезит и т. п. Причём, почти все материалы второй группы могут быть сырьём в производстве огнеупорных изделий. Полевошпатовые породы плавятся при более низких температурах, чем глинистые материалы, кварц, что обеспечивает уже при температуре 1150º- 1350ºС спекание черепка.

Наиболее качественный керамический черепок, то есть с наименьшей деформацией, хорошим спеканием получается при применении калиевого полевого шпата. Чистый калиевый полевой шпат – ортоклаз (K O Al O 6Si O ) – не имеет определённой температуры плавления. Ценным свойством калиевого полевого шпата является его большая вязкость при высоких температурах.

Натриевый полевой шпат – альбит (Na O Al O 6Si O ) – также, как и калиевый, постоянной температуры плавления не имеет. Он постепенно переходит в расплавленное состояние при нагревании до 1120ºС. Натриевый полевой шпат обладает значительной вязкостью по сравнению с калиевым, более низкой температурой плавления и более коротким температурным интервалом вязкого состояния. Вследствие того, что месторождения чистого калиевого полевого шпата ограничены, в промышленности чаще используют горную породу с достаточным содержанием в составе калия и натрия (полевые шпаты, граниты, пегматиты, нефелиновые сиениты).

Читайте также: