Введение.

Человек изобрел стекло в далекой древности. До XIII в. цент­ром производства стеклоизделий считалась Венеция, свинцовое стекло (хрусталь) начали изготавливать в Англии в XVII в. В Рос­сии стекольное производство начало развиваться в IX-X вв. Большое влияние на развитие стекольного производства в Рос­сии оказали работы М. В. Ломоносова по технологии стекла. Изучению свойств стекол посвятил свою работу «Стекольное производство» Д. И. Менделеев в 1864 г. В России известны сво­ей продукцией стекольные заводы: Гусевский хрустальный завод, Дятьковский стекольный завод (Брянская область) и др.

Производство посуды и хозяйственных изделий из глинистых материалов известно на Руси с X в. Фарфор был изобретен более двух тысяч лет назад в Китае.

Керамические изделия по структуре и свойствам черепка под­разделяют на фарфор, полуфарфор, фаянс, майолику, гончарные изделия.

Сырье и производство.

Основное сырье: кварцевый песок, сульфат натрия, сода, поташ, мел, оксиды свинца, стеклобой и др.

Вспомогательные материалы: осветители; обесцвечиватели; красители (оксид меди, оксиды кобальта и др.); глушители придают стеклу непрозрачность или молочно-белый цвет.

Виды силикатных стекол:

Обыкновенное – (известково-натриевое, известково-калиевое);

Хрустальное – имеет повышенный блеск, сильное лучепреломление, высокую прозрачность.

Свинцовый хрусталь состоит из окислов кремния, калия и свинца. Бариевский хрусталь содержит окись бария.

Жаростойкое стекло выдерживает резкие перепады температур, содержит соединения бора (до 12,5%) отличается высокой термостойкостью, применяется для изготовления кухонной посуды.

Стекла всех видов обладают высокой химической стойкостью к действию всех химических веществ (кроме плавиковой кислоты).

Производство стеклоизделий.

При подготовке сырьевых материалов составляют шихту – смесь материалов по определенной рецептуре. Шихта поступает в печи и варится в течении 10 – 15 часов при температуре 1200°С.

Применяют разные способы формования стеклоизделий: выдувание, прессование, прессовыдувание и др.

В процессе изготовления стеклоизделий в них при охлаждении возникают внутренние напряжения, которые могут вызвать разрушение изделий. Для ослабления напряжений стеклоизделия после выработки отжигают (нагревают до 580°С, а затем медленно охлаждают). Иногда изделия, недостаточно термически обработанные, в результате резких колебаний температур при хранении на складах разрушаются. Изделия из стекла закаливают. Закалку проводят в 2 стадии: сначала изделие нагревают, а затем быстро охлаждают по определенному режиму (зависит от состава стекла и формы изделия).

Украшение (декорирование) стеклянных изделий.

Украшение на стекло может быть нанесено в процессе изготовления изделия (в горячем состоянии) и на готовые изделия (в холодном состоянии).

1. Украшение в горячем состоянии: (цветные стеклоизделия, изделия с на цветом, разделка “Кракле”). При выдувании стеклодув помещает в баночку с холодную воду, она покрывается сеткой трещин. Изделие помещают в печь, трещины оплавляются, затем продолжают выдувание изделия из стекла с рельефами.

2. Украшение в холодном состоянии: механический способ. Абразивными материалами наносят на стеклоизделия матовую ленту, номерную шлифовку, алмазную грань гравировку.

Номерная шлифовка – несложные матовые или прозрачные рисунки, их нумеруют.

Алмазная грань – узоры, образованные двух-, трехгранными прорезями (бороздками) с помощью абразивного круга. Алмазной гранью украшают хрустальные изделия.

Химический способ – украшения наносят путем травления плавиковой кислотой. Существует простое, сложное и глубокое художественное травление.

Украшения наносят красками (живопись), золотом (усик – 1 мм., отводка – до 3 мм., лента – 4 – 10 мм.), декалькомания (с помощью переводных картинок), украшение люстрами (краски на основе солей цветных металлов).

Сырье и производство керамических товаров.

Основными материалами для получения керамики являются глина (белые и красножгущиеся), каолины (глиноподобный материал белого цвета), отощающие материалы (кварцевый песок), плавни (снижают температуру спекания керамической массы).

Производство керамики состоит из следующих операций:

подготовка массы и глазури,

формование изделий,

сушка и предварительный обжиг,

глазурование,

декорирование.

Обжиг бытового фарфора проводят чаще всего в два приема:

Первый обжиг фарфора (900 – 1000°С) – придает изделиям некоторую прочность.

Второй (1350 - 1450°С) создает все свойства, характерные для фарфорового изделия.

Отличительные признаки фарфора и фаянса.

Плотность фарфоровых изделий больше фаянсовых, так как черепок у фарфора спекшийся, а у фаянса – пористый.

Черепок фарфора в тонких слоях просвечивает, черепок фаянса не просвечивается даже в тонких слоях.

Черепок фарфора белого цвета с голубоватым оттенком, у фаянса – белый с желтоватым, сероватым оттенком.

При ударе о край фарфоровые изделия издают продолжительный высокий звук, фаянс – глухой и короткий.

Твердость глазури фарфора выше в 3,5 раза, чем у фаянса.

Термостойкость глазури фарфора выдерживает резкие колебания температуры без растрескивания. Глазурь фаянса имеет более низкие пределы термостойкости, может быть растрескивание глазури при высокой температуре. Глазурь фарфора более химически стойкая к действию щелочей, кислот, чем глазурь фаянса.

Край или ножка у фарфора не заглазурованы, изделия из фаянса полностью заглазурованы. Майоликовые изделия имеют рельефные украшения, часто покрываются одно- или многоцветовой глазурью. Черепок майолики пористый, по составу и свойствам близок к фаянсу.

Декорирование керамических изделий.

Керамические изделия декорируют керамическими красками, люстрами, препаратами золота, серебра.

Керамические краски наносят кистью (живопись) и полумеханизированным способом (трафарет, штамп). Усик, отводка, лента – полосы, которые наносят золотом или краской (усик – 1 мм., отводка – 1 – 3 мм., лента – более 3 мм.).

Живопись – живописные рисунки отличаются от других разделок наличием следов (мазков) кисти.

Крытье – изделие покрывают краской. Крытье бывает сплошное, полукрытье, нисходящее, с прочисткой. Крытье сплошное – все изделие покрывается равномерно краской; полукрытье – поверхность изделия закрашена полоской ширенной до 20 мм. и более. При нисходящем крытье делают постепенный переход от сплошного слоя краски на нет. Крытье с прочисткой – в сплошном крытье оставляют не закрашенные участки различных форм.

Печать – графический, преимущественно однокрасочный рисунок. Печатный рисунок контурный, состоящий из мелких штрихов, черточек.

Трафарет – рисунок наносят с помощью пульверизатора через трафарет. При использовании одного трафарета рисунок одноцветный, несколько трафаретов – многоцветный. Отличительные признаки трафарета: части рисунка одного цвета отделены друг от друга, края рисунка четко очерчены.

Штамп – однокрасочный рисунок, повторяющийся на изделии. Наносят его с помощью резинового штампа краской или золотом.

Декалькомания (деколь) – однокрасочный или многокрасочный рисунок, наносится на изделие с помощью переводных картинок. Отличается от живописных отсутствием следов кисти, а от печати – одноцветным контуром.

Шелкография – широко применяют для украшений. Краску продавливают через сетчатые трафареты. Рисунки яркие, рельефные, разной сложности, хорошо видны штрихи и точки.

Фотокерамика – украшение в виде портретов, пейзажей, перенесенное на изделие с фотопластинок.

Дополнительные виды дорисовок украшений:

Пестрение – частичная разрисовка рисунка краской или золотом для подчеркивания деталей.

Арабеска – узкий бортовой орнамент нанесенный краской или золотом, от руки.

Блики – рельефные мазки бесцветной краской для подчеркивания светлых деталей рисунка.

В зависимости от характера расположения на изделиях рисунки подразделяют на букет, раскидные, бортовые и сплошные. Букет состоит из лепков или рисунков до трех включительно. Раскидные – из лепков или рисунков от пяти и более. Бортовые – чаще всего по борту изделия орнаментальное непрерывное украшение. Все рисунки наносят на изделие как отдельно, так и в различном состоянии. Рисунки на керамике делят на группы в зависимости от сложности. Изделия из фарфора и фаянса без разделок называются “белье”.

Классификация и ассортимент стеклянных изделий.

Ассортимент стеклоизделий подразделяют по составу стекломассы, способу выработки, назначению, видам, фасонам, размерам и способам украшения.

Размер тарелок, блюдец определяют по верхнему диаметру, в мм., стаканов и других полных изделий по вместимости, в см. или в литрах, высоких изделий (вазы) – по высоте в мм.

Столовая посуда (сортовое стекло).

Ассортимент столовой посуды подразделяется по функциональному назначению:

изделия для принятия пищи и напитков; в эту группу входят бокалы, бокальчики, стаканы, рюмки, фужеры, тарелки, чашки и др.

изделия для подачи пищи и напитков – менажницы, блюда, вазы, графины, солонки, сахарницы, селедочницы, салатники, масленки и др.

Менажницы – блюда с секциями (3 – 5) для подачи нескольких видов холодных закусок.

Во вторую группу входит посуда для кратковременного хранения пищи: колпаки для сыра, кувшины, чайницы и др., а также прочие изделия (подносы, пепельницы и др.), приборы и наборы.

Изделия из хрусталя.

Вырабатывают выдуванием и прессованием. К ассортименту хрустальной посуды относят изделия для сервировки стола, вазы, салатники и др. Изделия хрустальные могут быть в металлической оправе из серебра, мельхиора, нейзильбера.

Хозяйственная и кухонная посуда.

К хозяйственной посуде относят банки для консервирования, термосы, колбы для термосов, сифоны бытовые и др. Кухонная посуда предназначенная для приготовления пищи, выполняется из жаростойкого стекла методом прессования с последующей закалкой. В ассортимент кухонной посуды входят кастрюли, жаровни, сковородки и др.

Художественные изделия.

Вырабатывают из высококачественного стекла и из хрусталя. К ним относят скульптуры малых форм, вазы, декоративные блюда, туалетные приборы (латок для туалетных принадлежностей, пудреницы и др.).

Классификация и ассортимент керамических товаров.

Ассортимент керамических товаров подразделяется на следующие группы:

ассортимент фарфоровой посуды (столовая, чайная и кофейная),

ассортимент фаянсовой посуды (столовая и чайная),

ассортимент майоликовой посуды,

ассортимент гончарных изделий,

художественно – декоративные изделия.

Посуду подразделяют по видам, форме, фасонам, видам разделок, по сложности разделок, по размерам.

Размеры изделий плоских и круглых определяется по верхнему диаметру (в мм.). Полных изделий – по вместимости (в смі или в л.). Овальные – по большей длине овала (в мм.). По высоте корпуса (в мм.) обозначаются размеры высоких изделий.

По комплектности различают одиночные и комплектные изделия (наборы, гарнитуры, сервизы). Комплекты выпускают одного фасона, разделки на 4, 6 или 12 персон.

Показатели качества стеклопосуды.

К стеклянной посуде предъявляют технические, функциональные, эргономические и эстетические требования.

Технические требования к качеству стекла, выработки, обработки, размерам должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации (НТД).

Поверхность изделий должна быть гладкой, не допускаются посторонние включения и другие внешние дефекты стекла.

Изделие, поставленное на ровную поверхность, не должно качаться, не допускаются режущие, острые края. Крышки должны свободно входить в изделия, без заметного качания. При проверке качества изделий учитывается качество обработки и украшений, проверяются размеры изделий и объем.

Эстетические требования: оригинальность, соответствие моде, высокое качество обработки. Особенно важно для посуды соответствие эргономическим требованиям: удобство и безопасность в пользовании. Удобство пользования зависит от размеров и конструкции. По стандарту из обыкновенного стекла одного сорта – годная, а изделия из хрусталя делят на 1-й и 2-й сорта.

Показатели качества керамических товаров.

Керамические изделия по качеству должны соответствовать требованиям нормативных документов.

Функциональные требования.

Керамические изделия должны соответствовать функциональному назначению, имеют значение такие показатели качества, как устойчивость изделий на плоскости, показатели водопоглощения и термостойкости.

Керамические изделия должны отвечать требованиям надежности: посуда должна быть прочной, приставные детали (ручка, носик) – прочно закреплены.

Эргономические требования.

Керамические изделия не должны выделять вредных веществ из глазури и керамических красок, должны быть удобные в пользовании; крышки должны быть плотно посажены и не выпадать при наклоне изделий на 70°.

Эстетические требования.

Посуда из фарфора и фаянса должна иметь белый черепок (для фаянсовой посуды допускается желтоватый оттенок). Белизна фарфора нормируется (60 – 65%).

В слоях фарфора толщиной 2 – 2,5 мм. изделия должны просвечиваться. Изделия должны соответствовать требованиям целостности композиции, совершенству форм и декорирования, должны отвечать требованиям новизны и оригинальности фасона, формы, соответствовать моде. В керамических изделиях не допускаются дефекты: трещины сквозные, отколы, не зашлифованные и не заглазурованные, пузыри (вздутия черепка или глазури диаметром 4 мм. и более), цек (растрескивание) глазури, отслоение краски и глазури.

В зависимости от вида, места расположения, размера и количества дефектов фарфоровую и фаянсовую посуду делят на 1, 2 и 3-го сорта. Различают дефекты черепка, формования, декорирования.

На дне фарфоровых, фаянсовых изделий с оборотной стороны несмываемой керамической краской наносят товарный знак предприятия – изготовителя, сорт, группу разделки. Товарный знак обозначают условным символом, буквами или пишут наименование предприятия. Клеймо красного цвета ставят на изделие 1-го сорта, синего – 2-го, зеленого – 3-го сорта.

Стандартами предусмотрен и порядок упаковки керамических изделий.

Упаковка, маркировка и хранение стеклоизделий.

Стеклоизделия маркируют маркой, в которой указывают наименование предприятия – изготовителя, товарный знак, номер стандарта, группу разделки. Артикул, на хрустальных изделиях – содержание оксидов свинца и бария в процентах.

Транспортируют стеклоизделия с надписью “Осторожно, стекло ”, “Вверх ”, “Не кантовать ”.

Стеклянные изделия нельзя хранить длительное время в сырых помещениях, так как частично теряется прозрачность стекла, на поверхности может образоваться белый налет.

Упаковывают стеклопосуду в бумагу, полиэтиленовые пакеты в коробках пересыпают стружкой.

Упаковка, маркировка и хранение керамических товаров.

Керамические изделия упаковывают в пачки, коробки; чашки по 4 или по 6 упаковывают вместе с блюдцами в одну пачку, предварительно перекладывая бумагой или завернув изделия в бумагу через одного.

Несколько пачек с изделиями прокладывают бумагой, стружкой и заворачивают в укрупненный пакет. На пакете маркируют обозначение: наименование изделий, наименование предприятия – изготовителя, его товарный знак, дату упаковки, номер стандарта, номер упаковщика, сорт, группу разделки.

Хранить керамические изделия следует в сухих, отапливаемых помещениях на стеллажах.

Консультация покупателей и помощь в выборе товара.

Продавец должен знать свойства, назначение товаров. Кроме квалифицированной консультации, важно предложить, показать и продать товар. Обслуживание должно сопровождаться внимательным, предупредительным отношением к покупателю. Речь продавца должна быть грамотной, спокойной, убедительной. Спокойствием, ритмичностью, сноровкой должны отличаться рабочие движения продавца. При обслуживании покупателей нужно быть тонким психологом, подбирать к каждому индивидуальный подход, оберегать достоинство и покупателя, и торгового работника.

Используемая литература.

Богданова Е.А., Богданова Г.И. “Легкая и пищевая промышленность”. Москва 2001г.

Киракозова Н.И. “Производство цельномолочных продуктов”. Москва 2000г.

А.Н. Неверов, Т.И. Чалых, Е.Л. Пехташева, Н.В. Ушакова, О.В. Фукина, И.М.Щербакова, Д.А. Сорокина, Г.И. Злобина, С.С. Шипилова, Н.А. Панкина Товароведение и организация торговли непродовольственными товарами. Москва 2001г.

Н.С. Козюлина. “Товароведение непродовольственных товаров” Москва 2002 г.

Е. Кузнецова, С. Вакорин, А. Коломейцев “Современная торговля”. 2007г.

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/

Реферат: Производство керамики

Керамика (греч. keramike - гончарное искусство, от kramos - глина) - изделия и материалы, получаемые спеканием глин и их смесей с минеральными добавками, а также окислов и др. неорганических соединений. Керамика получила широкое распространение во всех областях жизни - в быту (различная посуда), строительстве (кирпич, черепица, трубы, плитки, изразцы, скульптурные детали), в технике, на железнодорожном, водном и воздушном транспорте, в скульптуре и прикладном искусстве. Основными технологическими видами керамики являются терракота, майолика, фаянс, каменная масса и фарфор.

Производство керамики

Керамические изделия и материалы классифицируют по назначению и свойствам, по основному используемому сырью или фазовому составу спекшейся керамики. В зависимости от состава сырья и температуры обжига керамические изделия подразделяют на 2 класса: полностью спекшиеся, плотные, блестящие в изломе изделия с водопоглощением не выше 0,5% и пористые, частично спекшиеся изделия с водопоглощением до 15%. Различают грубую керамику, имеющую крупнозернистую, неоднородную в изломе структуру (например, строительный и шамотный кирпич), и тонкую керамику с однородным, мелкозернистым 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 пегматитов. 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 некоторых видов технической керамики резко отличаются от свойств изделий, изготовляемых из глин и каолинов, и потому объединяющими признаками керамических изделий и материалов остаются их получение спеканием при высоких температурах, а также использование в производстве родственных технологических методов, к которым относятся: обработка сырья и приготовление керамической массы, изготовление (формование), сушка и обжиг изделий.

По способу приготовления керамические массы подразделяют на порошкообразные, пластичные и жидкие. Порошкообразные керамические массы представляют собой увлажнённую или с добавкой органических связок и пластификаторов смесь измельченных и смешанных в сухом состоянии исходных минеральных компонентов. Перемешиванием глин и каолинов с отстающими добавками во влажном состоянии (18-26% воды по массе) получают пластические формовочные массы, которые при дальнейшем увеличении содержания воды и с добавкой электролитов (пептизаторов) превращаются в жидкие керамические массы (суспензии) - литейные шликеры. В производстве фарфора, фаянса и некоторых других видов керамики пластичную формовочную массу получают из шликера частичным обезвоживанием его в фильтр-прессах с последующей гомогенизацией в вакуумных массомялках и шнековых прессах. При изготовлении некоторых видов технической керамики литейный шликер приготовляют без глин и каолинов, добавляя в тонкомолотую смесь исходного сырья термопластические и поверхностно-активные вещества (например, парафин, воск, олеиновую кислоту), которые потом удаляются предварительным низкотемпературным обжигом 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, обеспечивающим заданную степень спекания. Точным соблюдением режима обжига обеспечиваются необходимый фазовый состав и все важнейшие свойства керамики. За редким исключением спекание кристаллических фаз протекает с участием жидких фаз, образующихся из эвтектических расплавов. В зависимости от состава керамической массы и температуры обжига в фарфоровых, стеатитовых и др. плотно спекшихся изделиях содержание жидкой фазы в процессе спекания 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 спекания размеры изделий уменьшаются, возрастают их механическая прочность и плотность. Спекание некоторых видов технической керамики (например, корундовой, бериллиевой, циркониевой) осуществляется без участия жидкой фазы в результате объемной диффузии и пластического течения, сопровождающихся ростом кристаллов. Спекание в твердых фазах происходит при использовании весьма чистых материалов и при более высоких температурах, чем спекание 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 степень спекания разных видов керамики колеблется в широких пределах. Изделия из электрофарфора, фарфора, фаянса и других видов тонкой керамики покрываются перед обжигом глазурью, которая при высоких температурах 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 перед глазуровкой во избежание размокания в глазурной суспензии подвергают предварительному обжигу. В некоторых керамических производствах неглазурованная поверхность обожжённых изделий шлифуется абразивными порошками или абразивным инструментом. Изделия хозяйственной керамики украшаются керамическими красками, декалькоманией и золотом. керамика глина фаянс

История керамики

Древнейшая керамика

Первые фигурки из глины появляются в древнейшие времена палеолита (около 27 тыс. до н. э.). Несколько позднее появляются глиняные сосуды, в которых хранили воду и продукты питания. В это же время были попытки использовать обожженную глину.

Уже в эпоху неолита широко распространяется обжиг. В разных частях Земли создаются похожие изделия, еще неуклюжие, вылепленные со следами пальцев, большей частью открытых форм, с толстыми стенками. Первоначальные сосуды повсеместно имели острое или закругленное дно, их размещали между камнями очага. В позднем палеолите появляются сосуды с плоским дном. Изделия украшаются вылепленным орнаментом. Постепенно керамика разных местностей обретает разнообразие форм и орнаментов. Керамика этого периода является важным археологическим признаком культур, которые нередко и называют по преобладающему типу орнамента.

В 6 тыс. до н. э. в ряде регионов преобладает расписная керамика (самаррская культура в Средней Месопотамии, эгейская керамика). Появляется лощеная керамика прекрасного качества (коричневых и красных, строго черных тонов). Керамические статуэтки в Эгейском мире прекрасно передают изящество девушек-кор. В этот же период керамика используется как строительный материал.

В бронзовом веке в государствах Междуречья и Египта ремесленники стали использовать гончарный круг, изготовление керамики становится наследственной профессией. Благодаря открытию глазури пористые сосуды становились водонепроницаемыми, а разнообразные цвета и украшения, полученные с помощью цветной глазури, превращали керамические изделия в произведения искусства. В Китае благодаря использованию качественной белой глины - каолина уже во 2-1 тыс. до н. э. изготовлялись тонкостенная глазурованная посуда. В Древнем Египте во 2 тыс. до н. э. появляется фаянс.

Прекрасная обожженная керамика используется для отделки зданий (ворота Иштар в Вавилоне). Хараппская цивилизация использует кирпичные плитки для мощения полов.

Античная керамика

Расписная керамика Древней Греции оказала огромное влияние на развитие всего мирового декоративно-прикладного искусства. Широко известны разнообразные типы древнегреческих ваз (амфоры, гидрии, килики, кратеры), украшенные искусными цветочными узорами, которые затем сменяет ковровый, или ориентализирующий, стиль - орнамент с полихромными поясами изображений животных и фантастических существ.

Композиция росписи строилась на выразительности черных силуэтов, очерченных тонкой обобщенной линией. Немного позднее появилась краснофигурная вазопись, сохраняющая натуральный цвет глины в изображениях фигур при заливке фона черным лаком. Эта техника давала мастеру возможность более детально прорисовывать формы, передавая естественность движения фигуры.

Высокого уровня развития достигла и греческая керамическая пластика. Выразительные женские фигурки, выполненные из терракоты в Танагре, воссоздают образы древних гречанок, их повседневные занятия, изысканную моду древней Греции.

Римская керамика не достигла таких высот, как древнегреческая, но оставила свой след в искусстве керамики. Не роспись, а рельеф был излюбленным приемом мастеров Арециума - центра изготовления керамической посуды Древнего Рима. Здесь были широко распространены сосуды с рельефным орнаментом, покрытые прозрачной глазурью. Римские строители широко применяют керамику, из нее выполняют сложные архитектурные детали.

Керамика стран Дальнего Востока

Древнейшие глиняные изделия, найденные в Китае, датируют 3 тыс. до н. э. Уже в 4-5 вв. в Китае изготовлялись фаянсовые изделия. Но Китай прославился в первую очередь изобретением фарфора, который появился в результате совершенствования технологии изготовления керамики в 6 в. С 14 в. одним из основных центров изготовления китайского фарфора стал Цзиндэчжэнь, район залегания каолина, полевого шпата, а также особенно чистого песка. Китайские вазы и посуда отличаются техническим и художественным совершенством, чрезвычайным богатством форм и декора. Они послужили образцом для позднейшей европейской продукции.

В 14 в. достигла расцвета и корейская керамика, украшенная инкрустацией из черной и белой глины, а также фарфоровые изделия с рельефами и растительными узорами. С формированием в Японии во второй половине 14 в. культа чайной церемонии здесь появились пористые сосуды и чаши раку-яки из тяжелой керамической массы. Среди японских керамических центров выделялся Сето, где производили изделия с прозрачными глазурями. Особой тонкостью отличался японский фарфор.

Керамика Среднего и Ближнего Востока

Керамика из Кашана

Толчком к развитию художественной керамики в странах Среднего и Ближнего Востока, вероятнее всего, послужили китайские фарфоровые изделия, завезенные на рубеже 8-9 вв. В Месопотамии, Египте, Турции и особенно Персии создавали превосходную керамическую утварь. Особенно выделялись сосуды росписью люстром, тонко обточенные предметы с бирюзовой глазурью из персидского города Кашана, сложные изделия в стиле "минаи" из древней Раги (ныне Рей в Иране), бело-голубая керамика из турецкого города Изника.

Западноевропейская керамика

В Западной Европе керамика стала интенсивно развиваться в эпоху Возрождения. Большое влияние оказали керамические изделия из арабских стран, в особенности из мавританской части Испании. Под влиянием испанских керамических изделий с оловянной глазурью, известных как испано-мавританские изделия (центр изготовления - Валенсия), в конце 14 в. в Италии (в городах Фаэнца, Урбино, Губбио) стало интенсивно развиваться производство подобной керамики, но уже под названием "майолика". Покрытие изделий белой оловянной глазурью создавало идеальный фон для росписи. В свою очередь, итальянская майолика оказала немалое внимание на развитие майолики Германии 15 в., а также Франции (особенно в Невере) 16-18 вв., где она стала называться "фаянс".

В Нидерландах (в Делфте) изготовляли подобную керамику с середины 16 в. Английская керамика с оловянной глазурью в духе голландских изделий, производившаяся в течение 17-18 вв., получила название "делфтские изделия". Позднее более утилитарные изделия выпускала английская керамическая Ламбетская фабрика - аптекарские кувшины, бутыли для вина, фляжки для воды.

Широкую известность получила и керамика со свинцовой глазурью, легко окрашивающаяся в различные цвета. Своего расцвета она достигла во Франции в 17 в. - знаменитые тончайшие сосуды из Сен-Поршера и "сельские глины" - покрытые поливами декоративные блюда Бернара Палисси.

Другим технологическим видом керамики того времени была каменная масса. Первенство в ее изобретении принадлежит немецким гончарам 14 в. Центрами производства изделий из каменной массы стали Нюрнберг, Хехст, Нимфенбург, Людвигсбург. Немецкая керамика попала в Англию. Стаффордширские мастера усовершенствовали каменную массу и получили более прочный черепок.

Самого большого успеха добился английский керамист Дж. Веджвуд, который на основе каменной массы, изобрел более качественные фаянсовые массы - базальтовый черепок, кремовую массу и "яшмовую массу", из которой изготавливались знаменитые синие вазы с белым рельефом в стиле классицизма.

Подлинным переворотом в истории западноевропейской керамики стало изобретение в начале 18 в. немецким химиком Иоганном Бетгером фарфора. Вскоре в саксонском городке Мейсене была открыта мануфактура, начавшая производить один из самых ценных фарфоров в мире - мейсенский. Фарфор из Мейсена прославился своими изящными сюжетными статуэтками, сервизами, вазами, туалетными приборами.

С середины 18 в. в Европе стал первенствовать севрский фарфор, выпускавшийся во французском городе Севре. Предшественницей севрской мануфактуры стала небольшая фабрика в Венсене близ Парижа, специализировавшаяся на отливке фарфоровых цветов в стиле рококо. В 1756 венсенская фабрика переехала в Севр, где окончательно сложился изысканно-утонченный стиль севрского фарфора. Наряду с расписной позолоченной пластикой создавали фигурки из белого неглазурованного фарфора - бисквита.

Английский высококачественный фарфор также получил всемирное признание. В 18 в. Британия едва ли не первенствовала по числу керамических фабрик: Вустер, Челси, Дерби, Споуд, Коулпорт, Боу, Минтон. Каждую из них отличал свой собственный почерк и стиль.

Российская керамика

После упадка в период татаро-монгольского ига российская керамика в 14-15 вв. возрождается вновь. В 18в. наряду с гончарными ремесленными изделиями стала выпускаться посуда из майолики с росписью по сырой эмали, в частности на московской фабрике А.К. Гребенщикова, основанной в 1724. Было налажено производство изразцов - сначала рельефных, затем гладких с росписью.

Керамика 20 века

Уже с конца 19 в. работы керамистов большинства стран отмечены поисками нового стиля: стремлением обнажить естественную красоту керамической массы или, наоборот, придать ей утонченную урбанистичность. Знаменитым стал фарфор в стиле модерн, изготовлявшийся на заводе в Копенгагене.

В ряде стран проявилась характерная для модерна стилизация народного творчества, возврат к изделиям ручного производства. К керамике обращаются многие художники и скульпторы. В мастерских Абрамцева керамика приобретает новые формы, новый колорит (прежде всего в работах М.А. Врубеля). Свойственное модерну внимание к декоративно-прикладному убранству приводит к широкому использованию керамики в отделке зданий и интерьеров.

Дизайнеры-функционалисты, начиная с 1920-х гг., стремились к новым простым формам, очищенным от излишней декоративности и пригодным для массового производства. Особое внимание придавалось выявлению фактуры материала. Развиваются технологии: появляются новые виды глазури, эмалей. Крупные панно и мелкую пластику из керамики делают практически все крупные художники 20 в. Особенно знамениты панно Ф. Леже. Керамика становится важной частью интерьеров.

Развитие технологии и рост уровня жизни приводит к тому, что керамика становится довольно массовым увлечением; многие имеют свои печи для обжига. В работах многих художников-керамистов заметно стремление соединить западные стили с восточными традициями и технологиями. В СССР своей керамикой особенно славились республики Прибалтики.

В 1953 организована международная Академия керамики в Женеве (Швейцария)

Керамический город

22 ноября 2006г. в музее "Эрец-Исраэль" в Рамат-Авиве в павильоне "Мерказ Ротшильд" (где проходила выставка, посвященная темплерам) открылось 4-е израильское биеннале керамики под серьезным названием "Территория и самоопределение - между керамикой и архитектурой". Звучит так серьезно, что все представления о том, керамика - это разрисованная ангелочками кривоватая тарелка или заварочный чайник в цветах и в виде слоника, развеиваются. Тем более что организаторы выставки считают, что это биеннале - скорее симпозиум, посвященный керамике "как средству определения, кто мы и что мы делаем на этой земле". Ведь глина и земля - понятия тождественные, и речь идет не о чашках и вазочках, а о вещах куда более серьезных, хотя архитектура - дело монументальное и помпезное, а керамика - интимное и сугубо функциональное. Израильские мастера керамики сплоченным строем (100 участников из 550 членов всеизраильской ассоциации керамистов) хотят доказать, что посредством глины можно выразить политические воззрения и общественные пристрастия, отношение к современному градостроительству, к вечному спору между ними и нами. Удивительно, но на этой выставке им это удалось, причем настолько хорошо, что выставка не вызывает никакого отторжения: мол, пришли посмотреть на красивые вещи, а нам едва ли не зачитывают редакционные передовицы. Выраженные в глине политические воззрения и взгляды на современное общество и урбанистику привлекают и заставляют еще больше уважать людей, умеющих слепить из глины кирпич, положенный в основу стены эскапизма и эстетизма, указывающей границу между миром искусства и миром реальности, между метрополией и домом. Что такое маленькое местечко, огороженное глиняным забором в эпоху глобализации; что такое культура - твоя, моя и чужая; в чем разница между этносом и религией. 100 керамистов и 100 их экспонатов пытались и смогли дать ответ на эти вопросы под руководством куратора этой необычной выставки - известного архитектора и лектора Техниона Давида Кнафо. "Архитектура и керамика - это две дисциплины, которых объединяет материал, земля, глина, - так объясняет Давид Кнафо. - И керамика, и архитектура определяют пространство вокруг нас и одновременно нас обслуживают, отвечая неким эстетическим потребностям. И керамика и архитектура созданы из материала и пространства, из цвета и форма, базируясь на культурных представлениях различных общин и народов. Архитектура подчинена экономике и технологиям, керамика - обычаям и традициям, но обе дисциплины определяют наше место и наши границы, право быть здесь и сейчас".Керамические тонкостенные дома-башни, похожие на картонные ящики; абстрактные геометрические скульптуры, очертаниями напоминающие трещины в земле; люстра, размером с дом, собранная из множества расписных чашек, тарелок, мисок, ложек - единственный чисто декоративный предмет на выставке; склеп-мавзолей с лабиринтом; кружева из глины; карта страны из разрисованных плиток; заборы, перегородки, стены - во многих предметах прослеживается тема границы, разделения, отчуждения, зоны. Это биеналле действительно стало серьезным симпозиумом на тему "Кто я и что я здесь делаю", но зрителям вместо того, чтобы вникать в многостраничные теоретические доклады участников, предлагается всего лишь оглядеть керамические результаты их трудов, воплощенные в глине выводы. Выставка - все-таки это всего лишь выставка, и бродить по ней приятно. К тому же мы тоже можем оставить свой след в искусстве: посереди зала установлен ящик с мягкой глиной, куда может ступить каждый желающий и оставить там печать своего башмака. Устроители биеннале обещали высушить все следы и сохранить их для вечности или, может, замостить ими дороги в городах будущего.

Глина и каолин

Массу, в сухом состоянии землистую, мягкую, липкую, а во влажном состоянии более или менее пластичную, называют глиной. Она образуется при разложении горных пород, богатых полевым шпатом. Состав глин разнообразен и зависит от видов горных пород, в результате разрушения которых они образовались. Чисто аналитическим путем (не учитывая тип связи) определены главные составные части глин - Al2O3, SiO2 и H2O. Раньше считали, что каолин представляет собой основное вещество глины, что различные виды глины, следовательно, являются каолином более или менее сильно загрязнённым примесями. Однако в соответствии с более поздними данными глина и каолин - это вещества совершенно различного характера, даже в тех случаях, когда они случайно имеют один и тот же аналитический состав. Ценные керамические глины содержат в значительном количестве примесь каолина; такой каолин был вымыт из своих первичных месторождений, а позднее снова осаждён вместе с другими коллоидно распределенными минералами, которые, однако, могут являться образователями глин и сами по себе.

В качестве основной составной части каолин содержит каолинит , который представляет собой (по рентгенографическим данным) кристаллическое вещество состава Al2O32SiO22H2O. Глины или совсем не содержат этого соединения или содержат его как случайную примесь. Чистый каолин - белого цвета и отличается сравнительно малой пластичностью. Ввиду того, что он служит сырьём для изготовления фарфора, его называют фарфоровой землёй .

Глины, которые часто значительно превосходят каолин по своим пластическим свойствам, служат для изготовления гончарных изделий, фаянса, керамических изделие и майолики. Большинство сортов глин окрашено в желтовато-серые или синеватые тона, но встречаются также и совершенно белые глины. Глины, богатые окисью железа, окрашиваются после прокаливания (обжига) в бурые цвета. Из них изготавливают обычно глиняные горшки и терракотовые изделия. Формовой землёй называют глину, сильно загрязнённую окисью железа и песком. Такая глина служит преимущественно для изготовления кирпича и черепицы. Глину, сильно загрязнённую примесями карбонатов кальция и магния, называют мергелем . Она не пригодна в качестве сырья для керамических изделий, однако её используют при производстве цемента.

Образование глины происходит при выветривании силикатных горных пород, которое связано с их значительным механическим раздроблением (превращение в коллоидное состояние). Наряду с этим протекает подчинённый химический процесс, а именно гидролиз более или менее значительной части силикатов (прежде всего полевых шпатов) с образованием аморфных глинозёмистых гелей. Последние называются аллофанами и, по-видимому, представляют собой чистые смеси гидратов окиси алюминия и двуокиси кремния или прокаолинами - тоже аморфные, содержащие воду силикаты алюминия. Прокаолин является, вероятно, определенным химическим соединением состава Al2O32SiO2. Он содержит переменное количество воды, которая не связана с ним химически, как в каолините, примешана к нему, как вода в гелях. Раздробленные только механически и поэтому ещё кристаллические составные части горных пород содержатся в большинстве сортов глин также преимущественно в коллоидно раздробленном состоянии.

Особые свойства глин создаются определёнными составными частями, которые имеют слоистую структуру решётки, образованной шестичленными кольцами, состоящими из тетраэдров SiO4. Эти составные части, подобно пермутитам, отличаются определённой способностью к катионному обмену. К ним в первую очередь относится каолин и родственные ему вещества (например, галлоизит , Al2O32SiO24H2O), монтмориллонит и некоторые слюдоподобные минералы . Все глинообразующие минералы имеют аналогичные решётки. Аморфные составные части глин (аллофаны), смешанные большей частью с кристаллическими , преимущественно находящимися в коллоидно раздробленном состоянии составными частями, не имеют существенного значения для свойств глин.

В то время как выветривание горных пород с образованием глин может идти в обычных условиях атмосферного выветривания, образование каолина , как впервые показал Шварц (1933 год), связано с особыми условиями. Этому существенно благоприятствуют повышенная температура, повышенное давление, присутствие сильных кислот (например, HCl), но не угольной кислоты. Однако, согласно Ноллю (1935 год), в геологические периоды каолин мог образоваться также при низких температурах. Действие сильных кислот способствует образованию каолина, т.к. при этом ускоряется гидролиз полевого шпата. Если исходить из продуктов гидролиза полевого шпата, не содержащих щелочи, то можно наблюдать образование каолина в отсутствие кислоты. Так, Нолл смог синтезировать каолин, исходя, например, из смеси аморфной SiO2 с бёмитом или с байеритом при нагревании её с водой под давлением. Если нагревать смесь в присутствии раствора едкого натра, то образуется монтмориллонит. Очевидно, образование каолин в природе идет в том случае, если щелочные и щелочноземельные элементы полностью выщелочены из исходных горных пород; в противном случае образуется монтмориллонит . Следовательно, образование каолина в природе ускоряется прежде всего интенсивным вымыванием и хорошей циркуляцией растворов, а также благодаря кислой реакции вымывающих вод.

Образования каолина - чисто химический процесс, который можно передать суммарным уравнением

2K + 7H2O = Al2(OH)4 + 4H2SiO3 + 2KOH .

Каолин может образоваться непосредственно из полевого шпата, а также из прокаолина, первоначально образованного из полевого шпата при обычном выветривании, если его нагревать с водой под высоким давлением. Если каолин нагревать под давлением в слабощелочной среде (с раствором щелочного карбоната), то он превращается в монтмориллонит Al2(OH)2nH2O, в то время как в сильнощелочной среде из него получаются цеолиты .

При нагревании каолинит сначала отщепляет воду (10 мм рт. ст. при 430?). Механизм отщепления воды показывает, что вода в каолините связана химически. Обезвоженный каолинит (метакаолинит ) при более сильном нагревании сначала разлагается на Al2O3 и SiO2; при ещё более высокой температуре из него образуется муллит 3Al2O32SiO2 (наряду с тридимитом ).

Рентгеноструктурным анализом установлено, что каолинит построен из сетчатых плоскостей, образованных ионами 2-, между которыми включено иногда по два слоя из +. С каолинитом имеют одинаковый состав минералы дикит и накрит , встречающиеся во многих сортах каолина. Они показывают иную, чем каолинит, картину рентгеновской интерференции, но, по-видимому, построены аналогично.

Чистую глину в виде порошка применяют в медицине и называют "Bolus alba" (- комок земли).

Керамические изделия. Изделия, получаемые из встречающихся в природе и искусственно приготовленных пластических смесей глины или каолина с другими веществами называют "керамическими изделиями". Легко формующейся или "пластической" называют вязкую массу, которой при незначительном давлении можно придать любую форму, причем эта форма сохраняется и после прекращения давления. Важнейшие керамические изделия и их характерные свойства приведены в таблице 1.

Таблица 1

Важнейшие керамические изделия и их свойства

Фарфор. Фарфор был известен в Китае уже в самые древние времена, а в Европе его стали изготовлять фабричным способом впервые в Мейссене (с 1710 года). Фарфор был получен при сильном прокаливании ("обжиге") пластичных масс, изготовленных перемешиванием каолина (фарфоровой земли) с порошкообразным полевым шпатом и кварцем с добавлением небольшого количества воды. Если температура обжига не слишком высокая, то форма изделий сохраняется, только объём сильно уменьшается, так как фарфор "садится" при обжиге. Одновременно масса ("черепок") становится плотной (водонепроницаемой) и звонкой.

Для изготовления твёрдого фарфора обычно применяют около 50% каолина, 25% полевого шпата и 25% кварца. При обжиге каолин сначала отдает конституционную воду. Затем он разлагается на Al2O3 и SiO2, которые растворяют в стеклообразно размягчённом полевом шпате. При дальнейшем повышении температуры полевой шпат растворяет в возрастающих количествах крупнокристаллический кварц. По мере того, как полевой шпат обогащается двуокисью кремния, из него осаждается муллит , т.к. с увеличением содержания SiO2 растворяющая способность полевого шпата по отношению к муллиту понижается. Поэтому готовый фарфор состоит из стекловидной основной массы, которая пронизана тесно сплетенными между собой иглами муллита и оставшимися нерастворёнными зернышками кварца (и крохотными пузырьками воздуха). Как правило, обжиг производят дважды. После первого обжига, так называемого "сырого обжига", идущего приблизительно при 900?, на фарфор наносят прозрачную глазурь : полученные после сырого обжига ещё пористые черепки быстро погружают в глазурную массу - водную суспензию каолина, глины, полевого шпата и мрамора. При нагревании из неё образуется тугоплавкое стекло. Последующим высушиванием (около 1450?) производят окончательный обжиг . Часто фарфор подвергают еще третьему обжигу в муфельной печи при красном калении после нанесения красок, т.е. перетертого со скипидаром мелкоизмельчённого цветного стекла. Большей стойкостью обладают краски для "острого" огня или подглазурные краски, наносимые на неглазурованный черепок. Однако существует немного красок, для которых этот метод возможен. Окончательно отожженный без глазури фарфор называют бисквитным . Вместо процесса формования фарфоровой массы, основанного на её пластичности, фарфоровую массу можно перевести в жидкое состояние добавление незначительного количества щелочи и отлить в форме из гипса. В результате поглощения воды обожженной гипсовой формой наступает быстрое отвердение фарфорового изделия. Фарфор не только для изготовления домашней посуды и художественных изделий, но также, и при том в весьма широкой степени, для изготовления химической посуды, а благодаря его электроизоляционным свойствам - для изготовления изоляторов.

От обычного или твердого фарфора отличается мягкий фарфор , из которого изготовляют главным образом художественные изделия. В мягком фарфоре содержится меньше каолина и соответственно этому больше "плавней", например, полевого шпата, мела. Такой фарфор в соответствии с его легкоплавкостью подвергают обжигу при менее высокой температуре (обычно при 1200-1300?) . Поэтому легко удается произвести его многоцветное подглазурное раскрашивание.

Каменные материалы , подобно фарфору, являются плотными звонкими и настолько твёрдыми, что не царапаются сталью; кроме того, они очень стойки по отношению к химическому воздействию. Поскольку их изготовляют из глины, они требуют более низкой температуры обжига, чем твердый фарфор (1200-1300?), не обладают такой, как фарфор, просвечиваемостью и в большинстве случаев имеют не белый, а серый, жёлтый или коричневый цвет. Их часто покрывают только тонким слоем "солевой" глазури, который образуется при испарении поваренной соли, бросаемой в печь; благодаря этому на поверхности такого изделия осаждается стекловидный двойной силикат натрия. В химической промышленности весьма часто применяют неглазурованные изделия из каменного материала.

Тонкий каменный материал служит для изготовления ваз и других художественных изделий, в архитектуре для изготовления рельефов и украшения фасадов. Из каменного материала выделывали серые, расписанные голубой краской старинные германские сосуды (кубки и т.п.). Примерами изделий из грубого коричневого каменного материала могут служить водопроводные и канализационные трубы, а также "метлахские плитки". В химической промышленности применяют многочисленные сосуды, изготовленные из коричневого каменного материала: туриллы, змеевики для охлаждения, трубы, ванны и др.

Фаянс , как и фарфор, белого или почти белого цвета, однако он мягче, так что сталь оставляет на нём царапины; он легче ломается, порист, поэтому в большинстве случаев его необходимо покрывать глазурью. Фаянс получают из смеси глины, кварца, щелочи и сурика, иногда добавляют ещё окрашивающие окислы. Фаянс обжигают дважды: сначала без глазури при 1200-1300? (сырой обжиг), а затем несколько слабее с глазурь (окончательный обжиг). Из тонкого фаянса делают мойки, ванны для купания и т.п. Некоторые сорта фаянса часто окрашивают титановой кислотой в бледно-кремовый цвет (умывальники). Примерами неглазурованного фаянса служат глиняные сосуды, глиняные трубка и т.п.

Фаянс имеет грязновато-серый пористый излом. Поэтому его покрывают глазурью, которая благодаря прибавлению двуокиси олова имеет белый цвет и непрозрачна. Раньше фаянс часто применяли для изготовления дешёвой посуды; однако фаянс изготовленный Веджвудом в Англии, почти совершенно вытеснил обычный фаянс из домашнего обихода. Более тонкий фаянс пригоден для художественной керамики. По своим свойствам фаянсу приближается майолика , покрываемая цветной глазурью.

Обычные гончарные изделия , например горшки для цветов, глиняная посуда, также имеют пористый излом. На них наносят глазурь, содержащую большей частью свинец; окрашена она обычно добавленными к ней окислами металлов. Окись железа дает желтую, а вместе с двуокисью марганца - коричневую окраску; медь окрашивает глазурь в зелёный цвет.

Кирпич . Обожженный кирпич формуют из глины и затем подвергают обжигу. Вследствие содержания в глине окиси железа кирпичи большей частью окрашены в красный цвет. Кирпич обладает большой пористостью, т.к. обжиг ведут при относительно низкой температуре. Сильно обожженный, плотный и очень крепкий кирпич называют клинкером .

Огнеупорные материалы . "Огнеупорными" называют такие материалы, которые, не плавясь, выдерживают нагревание при высокой температуре (по крайне мере 1600?). Наиболее употребляемым огнеупорным материалом является шамот , который состоит из смеси двух сортов глин: обожженной до спекания, возможно более огнеупорной глины (собственно шамот) и красной пластичной глины (связывающая глина). Существуют особые месторождения глин, которые в первую очередь идут на изготовление шамота. Шамот, который содержит обычно около 42-45% Al2O3 и 50-54% SiO2, прежде всего применяют для футеровки топок, высокотемпературных печей и рекуператоров. Для коксовых, керамических печей и для печей сталелитейной промышленности (например, печи Сименса - Мартена) используют в большинстве случаев (впервые полученный в Англии) динас . Его приготовляют обжигом грубозернистого кварцевого песка, смешанного с небольшим количеством известковой массы или глины. Глинистый динас содержит 15-17% Al2O3 и 80-83% SiO2. Он размягчается при 1350?, однако плавится только выше 1650?. По огнеупорным свойствам его превосходит известковый динас или силикатный камень (с содержание 1,5-4% CaO, 0,3-2% Al2O3 и 94-96% SiO2), который плавится только при 1700-1750?. Его и применяют в первую очередь в печах Сименса - Мартена. Ещё большей огнеупорностью обладают так называемые силлиманиты , которые получают обжигом при высокой температуре силлиманита, цианита или андалузита (минералов одного состава Al2 SiO5, но различного внутреннего строения), вследствие чего образуется муллит , 3Al2O32SiO2, который, как уже было отмечено является составной частью твердого фарфора.

Из огнеупорных веществ, не содержащих SiO2 или содержащих её в очень небольших количествах, следует назвать боксит, динамидон, магнизит и доломит. Высокими огнеупорными свойствами обладают магнезия, двуокись циркония и главным образом графит (в отсутствии воздуха).

Примеры изделий из керамики

Изделия из фарфора

Еще 300 лет назад Европа и не представляла, из чего делается фарфор - китайцы старательно оберегали тайну его изготовления. Фарфору приписывались магические свойства, как, например, способность изменять цвет, если положенная в фарфоровую посуду пища или налитая в фарфоровый сосуд жидкость отравлена. Может быть, в этом и заключалась причина появления первых образцов китайской фарфоровой посуды при дворах европейских монархов и на территории Московского кремля еще в XIII - XIV вв.

1 февраля 1744 года камергер императрицы барон Николай Корф, находившийся в Стокгольме с дипломатическим поручением, заключил договор с неким Христофором Гунгером, который обязался "учредить в Санкт-Петербурге мануфактуру для делания чистого фарфора так, как оный в Саксонии делается".

Круг сюжетов русского фарфора первой трети 19 века определяется историческими событиями и мироощущением этого времени. Это: Отечественная война 1812 года и современная мода, как в костюме, так и в литературе.

Литература

1. "Курс неорганической химии",Г. Реми, изд. "Мир", Москва, 1972.

2. "Энциклопедический словарь юного химика"/ Сост. В.А. Крицман, В.В. Станцо. - М.: Педагогика, 1982.

3. "Детская Энциклопедия Академии педагогических наук РСФСР", Москва, 1983.

4. "Компьютерная Энциклопедия Кирилла и Мефодия", 2000.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

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


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


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


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


Получение керамики из промышленного глинозема с добавками ультрадисперсных порошков оксида алюминия и диоксида циркония методами холодного прессования и спекания в вакууме и терморазложения солей; исследование структуры и свойств корундовых керамик.

дипломная работа , добавлен 03.10.2011


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.

реферат , добавлен 03.02.2011


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


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


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


Фарфор - вид керамики, непроницаемый для воды и газа. История происхождения, исходное сырье, технология производства; характеристика и свойства материала; виды фарфора. Области применения фарфоровых изделий: промышленность, медицина; декоративный фарфор.

В истории человечества насчитывается немало материалов, которые сопровождали людей едва ли не с самого зарождения цивилизации. Первым приходит на ум дерево, но не стоит забывать о керамике - обожженной глине, посуду из которой начали изготавливать с незапамятных времен.

Положительных качеств у такого материала хватает: керамика прочная, устойчивая к химическим и высокотемпературным воздействиям, отличается полной экологической безопасностью, да и с внешним видом у нее все в порядке. Кроме того, плитка из не гниет и не покрывается грибком, что позволяет с успехом использовать ее для отделки самых различных технологических помещений и ванных комнат.

Вообще керамика — это посуда или другие вещи из глины (с минеральными присадками или без них), полученная при помощи формовки и последующего высокотемпературного обжига. Чтобы внешний вид таких изделий был красивее, их глазируют.

Какие материалы могут быть использованы в производстве?

Мы уже говорили, что для этих целей используется преимущественно глина, но бывают исключения. Итак, на керамику могут идти следующие материалы:

• Пластичная основа. Это как раз таки глина или каолин (порода, состоящая из каолинита).
• Материалы, которые минимизируют осадку при обжиге, позволяют сохранить форму изделия. В дело идет качественный кварцевый песок, некондиция фарфора (бой), шамот.
• Породы, дающие плотную стекловидную массу при спекании. Идеально подходит полевой шпат, пегматит.
• Глазурь. Может использоваться как материал из природного сырья, так и многочисленные аналоги, полученные путем химического синтеза.

Классификация

Вот мы и узнали, что керамика - это специальным образом обработанная глина. В качестве факторов, предопределяющих потребительские качества изделия, выделяют вид керамики, способ ее декорирования или формовки.

Различают керамику тонкую (мелкая зернистость на сломе черепка), а также грубую (крупная зернистость). Из тонких разновидностей каждому знаком фарфор, полуфарфор, а также фаянс, плитка из которого есть едва ли не в каждой ванной комнате. Соответственно, грубая керамика (фото вы найдете в статье) - это гончарные горшки. Вещь у нас не слишком распространенная, но известная с глубочайшей древности.

Свойства разных видов керамики

Отличительным признаком фарфора является тонкий, плотный и белый мелкозернистый черепок. Материал очень плохо поглощает влагу (до 0,2 %). Ценные вазы или чашки (очень тонкие) можно просматривать на свет. Края бортика (чаще дно) из-за технологии обжига не покрывают глазурью. Для производства используется преимущественно каолин и

Полуфарфор - промежуточный вариант между вышеописанным фарфором и фаянсом. Несколько грубее, поглощение воды от 3 до 5 %, чаще всего применяется в изготовлении посуды хозяйственного назначения.

Что касается самого фаянса, то он отличается толстым пористым черепком, который на сломе имеет чуть желтоватый оттенок. Способность к поглощению воды высокая, в пределах 9-12 %. Именно из-за этого, а также из-за высокой пористости, любые изделия из керамики этого типа в обязательном порядке покрываются слоем тонкой глазури.

Так как используемая глазировка весьма нестойка к термическим воздействиям, используют эту разновидность керамики исключительно в производстве недорогой посуды повседневного использования, а также для хозяйственных емкостей. Для выделки берут не слишком качественные сорта глин, мел и кварцевый песок. Технология керамики этого сорта также допускает использование (в качестве основы) битого фарфора. Разумеется, перед началом производства его дробят и мелко растирают.

Майолика - это весьма привлекательная внешне керамика. Цена на нее - около тысячи рублей за среднестатистическую вазу. Отличительный признак - очень пористый черепок, может поглощать вплоть до 15 % влаги. Несмотря на это, изделия отличаются тонкими блестящими поверхностями, имеют малую толщину стенок. Последнее обусловлено тем, что майолика изготавливается по технологии литья. Как правило, изделия украшаются глазировкой, также нередко встречаются декоративные барельефы. В производстве этого сорта керамики используются беложгущиеся глины, кварцевый песок, мел и плавни.

Гончарная керамика (фото которой есть в статье). Отличается черепком специфичного красно-коричневого цвета (красножгущиеся глины) и очень большой пористостью. Коэффициент поглощения влаги - до 18 %. Для раскрашивания используются специальные глиняные краски, ангобы. Чтобы защитить их от воздействия влаги, сверху изделия покрываются тонким слоем бесцветной глазури. Что касается сферы использования, то ассортимент представлен не только декоративными горшками, но и вполне практичной посудой для домашнего хозяйства.

Кроме того, к этой же категории относится теплая керамика. Так называются кирпичи, изготовленные из грубо обожженной глины. При производстве такого рода керамики используются специальные вспенивающие реагенты, которые резко повышают пористость материала, а потому его теплоизоляционные качества становятся намного лучше.

Как проходит процесс производства?

Само производство керамики легко разделить на несколько следующих этапов:

• Добыча и соответствующая подготовка сырья.
• Формовка, нанесение декоративных узоров или проделывание функциональных отверстий.
• Литье, полусухая штамповка.
• Правка, первое просушивание.
• Высокотемпературная обработка.
• Глазировка.
• Повторное обжигание.
• Декоративная обработка (теплая керамика и аналоги в ней не нуждаются).

Качественные показатели готового изделия определяется характеристиками внешнего вида, полным соответствием функциональному назначению, а также долговечностью.

Технология изготовления

Об основных этапах производства мы поговорили, а потому сейчас давайте обсудим каждый из них в отдельности. Чтобы приготовить первоначальную керамическую массу, выполняются следующие технологические операции: сырье тщательно очищается от посторонних минеральных и органических примесей, дробится и перемалывается. После этого наступает черед перемешивания и добавления различных присадок.

Формовка изделия

Формовка выполняется из жидких или пластичных керамических масс. У пластического формования имеется ряд преимуществ. В первую очередь это выражается в том, что можно делать изделия практически любых форм и размеров. Кроме того, для их изготовления можно приспособить даже самое простое и технологичное оборудование.

Что же касается литья, то для этого применяется масса с влажностью 34-36 %. Заливка производится в гипсовые формы. Это незаменимый способ для изготовления действительно сложных керамических изделий, форма которых физически не допускает применения прочих способов формовки. Кроме того, так производится плитка. Керамика для нее делается не из самых лучших сортов глины (ниже требования), но толщина готовых изделий должна быть как можно более равномерной.

Литье может быть как ручным, так и полностью автоматизированным. После первоначальной просушки продукцию вынимают из форм, после чего приклеивают различные декоративные и функциональные элементы, для присоединения которых используется специальный клей. В прошлом для этой цели применяли глиняное тесто, но оно обеспечивало не слишком высокую прочность.

Сушка

Сушка - наиболее ответственный этап, так как от правильности его проведения зависит как механическая прочность изделия, так и его декоративные характеристики. Разумеется, крайне важно и правильное распределение глазури, от которой зависит устойчивость изделий к воде, а также химическим агентам. Сушка - обязательное условие производства керамики. Для нее используют конвейерные, радиационные и камерные сушилки. Температура на всем протяжении процесса не должна превышать 70-90 °С.

Исключение составляет разве что плитка. Керамика в этом случае весьма толстая, так что в некоторых случаях допускается использование высокотемпературного режима на непродолжительное время.

Обжигание

Вторым по важности технологическим этапом является обжиг керамики. Цель - формовка черепка с точно заданными физико-химическими свойствами, закрепление красящего состава и глазури на поверхности. Обжигание важно тем, что в его ходе протекает множество физико-химических процессов, которые и предопределяют основные потребительские качества изделия. Обычно обжиг проводят в две ступени, но если на поверхность глазури была нанесена краска, проводится так называемый муфельный обжиг (третья ступень).

Первая ступень осуществляется при температуре от 900 до 1250 °С (в зависимости от вида и сорта керамики). Вторая ступень требует температурного режима от 1020 до 1410 °С. Последнее значение используется исключительно для фарфора. Прочую керамику редко обжигают в таком режиме, так как высок риск растрескивания. Если речь идет о среднестатистической красной глине, то изделия из нее и вовсе зачастую «жгут» однократно, при температуре не выше 960-1020 градусов по Цельсию.

Для обжига могут быть использованы печи для керамики двух типов: периодические (горны), а также непрерывные. Разновидностей последних очень много, но более всего распространены тоннельные и роликовые.

О различных дефектах

Специфика изготовления керамических изделий состоит в том, что на различных этапах производства возможно возникновение большого количества самых разнообразных дефектов. Бывают повреждения черепка, глазури или декоративного покрытия. Что касается дефектов черепка, то они чаще всего появляются еще на этапе первичной формовки и первоначальной просушки.

Какая-то часть производственного брака проявляется практически сразу, а пятна или что-то подобное появляются только после обжига. В связи с «капризностью» конечной продукции имеется требование жестко контролировать чистоту всех используемых на производстве инструментов.

Описание основных понятий

Глазурь - это специальные расплавы, которые наносятся на поверхность готового изделия. Толщина их составляет 0,12—0,40 мм. Назначение глазурей довольно разнообразно. Во-первых, поверхность плитки или посуды покрывается плотным декоративным слоем, который не только способствует возникновению приятного внешнего вида, но и значительно повышает механическую прочность. Кроме того, покрытие дает надежную защиту от физических и химических воздействий, что особенно актуально для хозяйственной посуды.

Под декорированием понимается нанесение декоративной окраски или узоров. Нередко в условиях используются фигурные штампы, с помощью которых массовое производство однотипных изделий. Для нанесения узора на края горшка используется штемпельный валик. Соответственно, заключительные операции заключаются в устранении мелких дефектов, шлифовке ножки и края.

Некоторые сведения о глазури и красках

Глазури подразделяются на прозрачные и непрозрачные разновидности, бывают они окрашенными и полностью бесцветными. Керамические краски применяют для украшения практически всех разновидностей изделий из обожженной глины. В основе их лежат или металлы, или их оксиды. При нагревании они образуют стойкие соединения, которые не только красивы, но и весьма долговечны. Такая керамика, отзывы о которой всегда прекрасны, с давних пор была украшением во многих зажиточных домах.

Краски делятся по способу их нанесения: или на слой глазури, или же под него. Как можно понять, в последнем случае красящий состав наносится непосредственно на черепок. Только потом его закрывают слоем глазури, а изделие обжигается в печи. Если состав наносится непосредственно на слой глазури, его фиксируют температурой не меньше 600-850 °С.

Что касается вспомогательных материалов, то их используют для изготовления форм для обжига и литья.

Сведения об изготовлении литейных форм

Чтобы изготовить достаточно прочные и качественные формы, используется формовочный гипс. Его делают, тонко измельчая порошок полуводного гидрата сернокислого кальция. Особенность такого гипса в том, что при смешивании с водой он должен превращаться в достаточно пластичное и упругое тесто. Но главное - этот состав должен схватываться в точно определенные сроки, что гарантирует действительно качественный обжиг. Если гипса по каким-то причинам нет, может быть использован карборунд. Допускается применение прочих огнеупорных материалов.

Вот что такое керамика. Это такой материал, без которого невозможно себе представить ни одной кухни или ванной комнаты. Впрочем, есть и другая ее разновидность, изделия из которой могут быть настоящими украшениями любого дома.

Художественная керамика

Под «художественными» понимаются изделия, украшенные особенно тонким рельефом или лепниной. Конечно же, прочих отличий от обычной керамики фактически нет, но в технологии изготовления есть немало тонкостей. О них-то мы сейчас и поговорим.

Первоначальная подготовка сырья

Как вы понимаете, художественная керамика мало в чем отличается от своих «бытовых» аналогов, но при ее изготовлении нужно требовательнее подходить к отбору сырья. Все то же самое, что и в прошлом случае, но все операции выполняются более тонко. Кроме того, использовать следует исключительно мелкоизмельченный каолин (диаметр частиц менее 2 мкм).

Что это дает? Такой подход позволяет получать намного более пластичную массу, а также минимум в два раза увеличивает прочность просушенных изделий. Кроме того, следует брать только мелкий так как он резко уменьшает осадку готовой продукции, что для художественной керамики крайне важно.

Сушка художественной керамики

Как мы уже указывали в первой части статьи, сушка - один из самых важных этапов. Если говорить о художественной керамике, то это утверждение становится еще более актуальным. Следует знать, что усадочные явления при обжиге тонких изделий протекают неравномерно, что может привести к большим неприятностям, вплоть до порчи всего изделия. А потому крайне важно выбрать правильный режим нагрева, дабы художественная керамика не превратилась в кучу черепков.

Если изделия плоские, то их настоятельно советуется сушить исключительно в формах. Сперва их слегка подвяливают, пока будущая керамика не приобретет необходимой плотности, и только после этого ее можно вынимать и досушивать до влажности 1-2,5 %.

Чтобы проводить данный процесс массово, используют специальные конвейерные сушилки. В особенно сложных случаях высушивание проводится в устройствах, которые работают по периодическому принципу. Так делают ради того, чтобы тонкая керамика не пересохла и не треснула. Длительность сушки колеблется от 30 минут до трех часов.

Вот вы и узнали, Это один из самых старых материалов, что когда-либо производился человечеством. Несмотря на свою древность, керамика весьма востребована и по сей день.

Классификация керамических изделий

Номенклатура бытовой керамики широка. Ее классифицируют по строению, степени плотности, типам, видам и разновидностям черепка, наличию глазури и назначению.

По строению выделяют: грубую и тонкую керамику. К грубой керамике относят изделия, имеющие на изломе неоднородное крупнозернистое строение и естественную красновато-коричневую окраску черепка. Изделия тонкой керамики на изломе имеют однородное мелкозернистое строение и белый или слабоокрашенный черепок, не пропускающий воду, газы (фарфор, фаянс, майоликовые изделия).

По степени плотности различают керамику с плотным спекшимся (водопоглощение до 5%) и с пористым (водопоглощение свыше 5%) черепком. Изделия со спекшимся черепком на изломе имеют плотное раковистое строение, при постукивании издают высокий, долгое время не затухающий звук, в тонких слоях некоторые из них просвечивают. Изделия с пористым черепком на изломе рыхлы, при постукивании по черепку издают низкий, глухой, быстро затухающий звук, не просвечивают при любой толщине стенок. По наличию глазури различают изделия глазурованные и неглазурованные. Изделия тонкой керамики чаще всего изготовляют глазурованными, а грубокерамические -- неглазурованными. Глазурованные изделия имеют гладкую, ровную и глянцевую поверхность, не пропускают воду и газы. Поверхность неглазурованных изделий шероховатая, матовая; они, как правило, пропускают воду.

По наличию глазури различают изделия глазурованные и неглазурованные. Изделия тонкой керамики чаще всего изготовляют глазурованными - имеют гладкую, ровную и глянцевую поверхность, не пропускают воду и газы. А грубокерамические - неглазурованными - имеют шероховатую, матовую поверхность и пропускают воду.

По назначению керамические изделия делят на бытовые, архитектурно-строительные и технические.

К бытовым относят посуду и художественно-декоративные изделия (фарфоровые, фаянсовые, майоликовые и др.).

Изделия архитектурно-строительные -- преимущественно изделия грубой керамики, применяемые для кладки стен и кровли зданий и сооружений(кирпич, черепица), отделки и облицовки наружных и внутренних стен.

Изделия технические применяют в радиотехнической, авиационной, автомобильной и др. отраслях народного хозяйства, а также для оборудования лабораторий (посуда, ступки, пестики и др.)

Виды керамических товаров и их характеристика

Фарфор изготовляют двух видов: твердый и мягкий. По рецептурам твердого фарфора вырабатывают в основном посуду повседневного пользования для личного и общественного потребления.

Мягкий фарфор, отличающийся повышенными эстетическими свойствами, применяется преимущественно для изготовления изделий праздничного, а также сувенирного и подарочного назначения. Разновидностью твердого является низкотемпературный фарфор (низкоспекающийся), изделия из которого предназначаются для использования только на предприятиях общественного питания школьных, детских, лечебных и т. п. учреждений. К разновидностям мягкого относят высокополевошпатовый и костяной фарфор, их высокие эстетические свойства получены благодаря использованию повышенных количеств полевого шпата или соответственно костяной муки. Фаянс бывает твердым и мягким. Массы мягкого фаянса, дающие изделия с более низкими эксплуатационными свойствами, используются сейчас лишь в производстве печных изразцов (кафелей). Майолика бывает: фаянсовая и гончарная. Фаянсовая майолика по свойствам и внешним признакам приближается к фаянсу, только внешне покрыта цветными прозрачными или заглушёнными поливами. Гончарная майолика напоминает гончарную керамику, отличаясь от не более тонкими стенками, тщательностью обработки и декорирования, разнообразием ассортимента изделий. Полуфарфор и гончарная керамика на виды и разновидности не подразделяются.

Важнейшие физико-механические и химические свойства керамики, определяющие потребительную ценность изделий, обусловлены особенностями ее состава и строения.

Классический состав массы твердого фарфора включают: 50% глинистых веществ (в основном каолина), 25% полевого шпата, 25% кварца. Твердый фарфор получают из массы, содержащей 50% глины и каолина, 25% кварца и 25% полевого шпата. Это классический состав, который может быть изменен в зависимости от вида исходных материалов. Наиболее рациональный состав твердого фарфора -- 55% глинистых веществ и по 22,5% кварца и полевого шпата. Особенностью твердого фарфора является малое содержание оснований и повышенное количество глинозема.

Для получения плотного спекшегося черепка твердый фарфор обжигают при повышенной температуре --1350--1400°С.

Для твердого фарфора коэффициент кислотности равен 1,1--1,3, по мере перехода к мягкому фарфору он возрастает до 1,68--1,75. С повышением коэффициента кислотности увеличивается хрупкость черепка и способность к деформации.

Твердый фарфор характеризуется повышенным содержанием в массе каолина и глины, что придает ему высокую белизну, обусловливает образование кристаллической фазы и повышение термической стойкости. Каолин способствует диффузии ионов алюминия и растворимого дегидратированного остатка каолинита в расплав полевого шпата, что ведет к увеличению их концентрации и образованию муллита. Муллит и отвердевший при охлаждении расплав обусловливают механические, термические и химические свойства изделий. Твердый фарфор глазуруют тугоплавкими глазурями. Основную массу фарфоровых изделий в нашей стране изготовляют из этого фарфора.

Для мягкого полевошпатового фарфора содержание глинистых компонентов уменьшают на 5--8%, увеличивая соответственно количество вводимого полевого шпата. Мягкий костяной фарфор имеет в массе вместо полевого шпата 43--50% костяной муки. Глазурь для фарфора во всех случаях тугоплавкая, полевошпатовая.

В массе для получения мягкого фарфора содержится больше плавней и меньше глины и каолина. При увеличении в массе плавней количество стекловидной фазы в черепке возрастает и повышается и просвечиваемость. Масса для получения мягкого фарфора содержит 25--30% каолина и глины, 20--45% кварца и 30--36% полевого шпата. Иногда добавляют 1,5--2,5% мела и 1,2--4,0% окиси цинка.

Кристаллическая фаза (высокая прочность)- незначительна. Прочность и термическая стойкость мягкий фарфор - ниже. Обжиг его ведут при более низкой температуре -- 1250--1300°С.

Разновидностями мягкого фарфора являются фриттовый, костяной, бисквитный и др.

Фриттовый фарфор получают из массы, не содержащей кварц, полевой шпат и пластичные материалы. Состав его: 75--80% фритты, 17% мела и около 8% отмученного мергеля. Фритта -- это тонкоизмельченный сплав песка, гипса, соды, поваренной соли, калийной селитры и аммиачных квасцов. Этот фарфор занимает промежуточное положение между твердым фарфором и стеклом. Для придания пластичности при формовании в смесь добавляют специальные клеящие вещества. Фриттовый фарфор не получил широкого распространения ввиду сложности производства быстрым размягчением черепка, малой термической стойкости и высокой стоимости(деформация изделия). Трудности производства обусловлены быстрым размягчением черепка, что приводит к деформации изделий. Для глазурования применяют легкоплавкую глазурь. Краски, наносимые на такие изделия, сплавляются с глазурью и имеют высокий блеск и красивые тона.

В состав костяного фарфора входит от 20 до 60% костяной муки, каолина 20-45%, иногда частично заменяют пластичной беложгущейся глиной.

По свойствам этот фарфор занимает промежуточное место между твердым и фриттовым фарфором. Обжиг проводят до полного спекания черепка. Особенностью костяного фарфора является высокая просвечиваемость. Для глазурования используют боросвинцовую фриттованную глазурь.

Бисквитный фарфор не покрывают глазурью, имеет мягкий матовый блеск. Состав: глинистые материалы (33--36%), кварц (45%) и фритты (24%) или без нее.

Для получения фарфоровых изделий с высокой прочностью, малым термическим расширением и хорошей термостойкостью в состав массы вводят корунд, тальк, циркон, окись бериллия и др.

Свойства изделий взаимосвязаны: повышение одного из показателей свойств часто приводит к снижению или повышению других, например, повышение просвечиваемости черепка сопровождается понижением механической прочности. Основными свойствами фарфора являются физические и химические.

К физическим свойствам относятся плотность, белизна, просвечиваемость, механическая прочность черепка и глазури, блеск и твердость глазури, термическая стойкость, электрическая прочность и др. Они зависят от структурных элементов черепка, и, прежде всего от соотношения стекловидной и кристаллической фаз, а также от количества и характера пор и наличия дефектов в виде трещин. На некоторые свойства фарфора влияет также толщина черепка и глазури.

Плотность фарфора 2,4--2,5 г/см 3 , объемная масса на V 10 меньше плотности. Фарфор имеет плотный спекшийся черепок с пористостью по водопоглощению не более 0,2%.

Белизна- важный показатель качества фарфора. Зависит от наличия в сырьевых материалах примесей железа, титана, хрома и других окрашивающих соединений, а также от режима и среды в печи при обжиге. Исходные материалы очищают от окрашивающих примесей. Белизна фарфора повышается с увеличением в массе каолина, а с увеличением толщины глазурного слоя она снижается.

Определяют ее путем сравнения с эталоном (баритовая пластинка), белизна которого принята за 100%. Белизну фарфора учитывают при установлении сорта готовых изделий. Для обычного фарфора она должна быть в пределах от 55 до 63%, для изделий со знаком качества -- не менее 65%.

Просвечиваемость фарфора зависит от содержания стекловидной фазы. С увеличением в черепке полевошпатового стекла при одновременном снижении содержания глинистых материалов просвечиваемость возрастает. Она улучшается и при повышении температуры обжига. Кристаллы муллита, остаточного кварца, пузырьки газа и поры, снижают просвечиваемость. Просвечиваемость некоторых масс с увеличением толщины черепка с 1 до 2 мм снижается в несколько раз. Мягкий фарфор имеет более высокую просвечиваемость, чем твердый, так как у него показатель преломления стекловидной фазы близок к показателю преломления кристаллической фазы (1,56).

Механическая прочность имеет большое практическое значение. Для фарфора различают прочность черепка и прочность глазури. Прочность черепка зависит от количественного соотношения кристаллической и стекловидной фаз, его толщины и пористости. С увеличением кристаллической фазы прочность черепка повышается.

При увеличении толщины изделия на 0,5мм механическая прочность возрастает на 12--17%. Изделия из массы с повышенным содержанием глинистых материалов (50--54%) имеют более высокую механическую прочность. Фарфор в 12--13 раз лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению.

Чем тоньше слой глазури, тем выше прочность изделий, особенно если глазурь находится в состоянии сжатия. Если глазурь находится в состоянии растяжения, то прочность изделий резко снижается.

Блеск и твердость глазури являются важными показателями фарфоровых изделий, характеризующими их внешний вид и пригодность для использования по назначению.

Блеск глазури придает изделиям красивый внешний вид и повышает их санитарно-гигиенические свойства, так как гладкие изделия меньше загрязняются и легче очищаются. Чем ровнее поверхность глазурного слоя и меньше шероховатость, тем выше блеск. По изменению блеска глазури можно судить о появлении микротрещин, которые со временем увеличиваются.

Блеск глазури зависит от ее состава, температуры обжига и среды, а также от наличия в ней различных газовых включений и коэффициента преломления.

Твердость глазури -- эксплуатационный показатель, характеризующий поведение глазурного слоя при пользовании режущими столовыми приборами. Глазурь не должна разрушаться столовыми приборами, на ней не должны оставаться штрихи от ножа, вилки. Твердость глазури зависит от ее химического состава. Более твердые полевошпатовые глазури, более мягкие -- свинцовые и баритовые.

Фарфоровые глазури являются твердыми, майоликовые -- мягкими, а фаянсовые глазури относятся к средним.

Термическая стойкость- надежность фарфоровых изделий и возможное использование их по назначению. Они в процессе эксплуатации часто подвергаются воздействию разных температур. Низкая термическая стойкость приводит к преждевременному износу и выходу из строя фарфоровых изделий. Термическая стойкость фарфора зависит от химического состава черепка и глазури, соответствия их коэффициентов термического расширения, сложности формы изделия, толщины черепка и глазури, прочности и модуля упругости черепка, а также от теплопроводности и плотности. Термическая стойкость изделий сложной конфигурации снижается c увеличением толщины глазурного слоя. На снижение термической стойкости влияют микротрещины и другие дефекты черепка и глазурного слоя.

Трещины глазури чаще всего образуются в тех случаях, когда коэффициент термического расширения глазури выше, чем черепка. Если термическое расширение черепка выше, чем глазури, то происходит отскок глазури, что ухудшает внешний вид изделий. С появлением трещин сильно снижается блеск глазури.

Химическая устойчивость -- важный показатель качества фарфоровых изделий. Следует различать химическую устойчивость глазури к воздействию влаги, соды, уксусной и лимонной кислот. Устойчивость глазури к различным средам зависит от ее химического состава: чем меньше в ней щелочей, тем выше ее химическая устойчивость. При малой химической стойкости глазури и украшений ухудшаются внешний вид готовых изделий и их санитарно-гигиенические свойства. При разрушении глазури ее поверхность становится шероховатой и снижается блеск.

Полуфарфор по составу близок к фарфоровым массам, отличается от них уменьшенным содержанием (9--10%) полевого шпата. Глазурь для полуфарфоровых изделий фриттованная и по составу близка к фаянсовым.

Тонкокаменные изделия получают из массы, состоящей из 50% пластичных материалов(17-30% каолина и 25% глины) и 50% кварцевого песка и полевого шпата. Глазуруют прозрачными и цветными глухими глазурями. Формуют тонкокаменные изделия пластическим методом в гипсовых формах и способом литья. Их подвергают 2-х кратному обжигу: утельному - при температуре и политому.

Полуфарфоровые изделия имеют белый черепок с поглощением от 3-5%. По свойствам они занимают промежуточное положение между фарфоровыми и фаянсовыми изделиями. Для формования этих изделий чаще всего применяют литье, реже- пластический метод; обжиг двукратный.

Схема приготовления фаянсовой массы, формования, сушки, обжига, декорирования и сортировки фаянсовых изделий в основном аналогична производству фарфора. Утельный фаянс проводят при более высокой температуре (1250--1280° С), чем политой (1140--1180 0 C). При обжиге их тщательно устанавливают в капсели на специальные подставки. Глазуруют фаянсовые изделия легкоплавкими глазурями методом окунания.

По составу, структуре и свойствам фаянс делят на твердый, мягкий и глинистый. Твердый фаянс -- полевошпатовый, получают из массы с повышенным содержанием глинистых веществ -- от 45 до 60%, полевого шпата -- от 5 до 15, кварца -- от 25 до 40% Мягкий фаянс -- известковый, содержит глинистых веществ от 35 до 55%, кварца --от 30 до 40, мела и доломита --от 15 до 20 и боя --от 5 до 7%. В глинистом фаянсе больше пластичных веществ (75--85%) и меньше кварцевого песка.

Наиболее распространенным является твердый фаянс, характеризующийся наибольшей механической прочностью. Формирование фаянсового черепка завершается при утельном обжиге - изделие приобретает высокую прочность и сохраняет пористость, необходимую для глазурования. Обжиг при максимальной температуре проводят в слабоокислительной или нейтральной среде. Цель политого обжига -- равномерное расплавление глазури по всей поверхности и закрепление ее. Политой обжиг ведут в окислительной среде, чтобы изделия не приобрели серый цвет за счет конденсации смолистых веществ.

Благодаря незначительному содержанию в массе плавней и невысокой температуре обжига стекловидная фаза развита слабо. Зерна дегидратированного глинистого вещества и кварца цементируются небольшим количеством расплава, образующегося при взаимодействии легкоплавких веществ с глиной и кварцем- образуются поры, обусловливающие глухой звук при ударе и повышенное водопоглощение черепка.

Производство майоликовых изделий в основном аналогично изготовлению фаянсовых. Формуют эти изделия пластическим методом и методом литья. Политой обжиг майоликовых изделий в отличие от фаянсовых проводят при более низкой температуре-- 1040--1100 0 C, поэтому для глазурования применяют свинцовые и другие легкоплавкие глазури. Декорируют их ангобированием -- частичное (барботин) или полное покрытие слоем беложгущейся или цветной глины, росписью, цветными глазурями или поливами однокрасочными либо многокрасочными. Часто для украшения их применяют кракле, кристаллические и потечные глазури.

Гончарные изделия - разновидность майоликовых. Они имеют пористый черепок, естественно окрашенный -- от желтого до коричневого цвета. Водопоглощение черепка составляет 15 -- 18%. Для изготовления этих изделий применяют легкоплавкие глины с добавлением от 10 до 20% кварцевого песка как отощителя. Цвет черепка зависит от содержания в глине окислов железа. Формуют эти изделия пластическим методом в гипсовых формах или методом литья. Сформованные изделия подвергают двукратному обжигу: утельному -- при температуре 1050--115O 0 C, политому -- 900--1000 0 C. Для глазурования используют обычные глазури кракле, потечные и др. Иногда применяют соляное глазурование: поваренную соль при обжиге изделий забрасывают в печь. Под действием температуры она разлагается, при этом окись натрия, осаждаясь на поверхности изделия, образует силикат натрия, который прочно закрепляется на поверхности.

Несмотря на все многообразие керамических изделий и при­меняемого для их изготовления сырья важнейшие процессы при их производстве, различаясь в деталях, по существу одни и те же. Получение керамических изделий состоит в основном из следую­щих технологических операций:

1) подготовка сырой керамической массы;

2) формование изделий;

3) сушка изделий и отделка их в необожженном виде;

4) обжиг изделий;

5) глазурование изделий (может предшествовать обжигу или выполняться после предварительного обжига с последующим об­жигом для закрепления глазури).

Приготовление керамической массы. В общем случае керамиче­ская масса состоит из четырех компонентов: глины (или смеси глин); отощителя; флюса и воды. В некоторых случаях, при подхо­дящих природных глинах, отсутствует необходимость в использо­вании отощителя или флюса. При необходимости получения по­ристого черепка в массу вводят порообразующие материалы.

Для того чтобы точно дозировать и равномерно смешивать с другими компонентами, глину подвергают сначала грубому, а за­тем тонкому измельчению. Необходимым условием нормальной работы агрегатов тонкого помола является невысокая влажность глины (не выше 7... 10 %). Поэтому излишне влажную глину сушат в сушильных барабанах сразу после грубого измельчения дробил­ками или глинорезками.

При другом способе производится помол всех компонентов в шаровых мельницах мокрого помола. Полученную керамическую суспензию пропускают через вибрационное сито и подвергают распылительной сушке, получая пресс-порошок влажностью 5...7%.

Для производства доброкачественных изделий необходимо при­дать глине высокую однородность, для чего ее перемешивают в глиномешалках, при необходимости доувлажняя и иногда разог­ревая для повышения пластичности.

Выбор схемы подготовки керамической массы осуществляется с учетом как особенностей сырьевых материалов, так и способа последующего формования, для которого главным моментом яв­ляется влажность W сырьевой смеси. Существуют три наиболее часто применяемых способа подготовки керамической массы: по­лусухой (W = 7... 12%), пластический (W = 17...22%) и мокрый (W> 30%).

Формование керамических изделий. Формование керамических изделий осуществляют пластическим способом, полусухим прес­сованием и шликерным литьем.

Пластическое формование (W- 17...22%) осуществ­ляют при помощи шнекового (ленточного) пресса. Современный безвакуумный ленточный пресс - сложный агрегат, однако прин­цип его работы чрезвычайно прост (рис. 5.1). Керамическая масса через воронку / и нагнетательные валки 2 подается на лопасти шнека (червяка) 4, который, вращаясь вокруг своей оси, захва­тывает массу и перемещает ее в сторону сужающейся части - головки 5. На выходе из головки устанавливается съемная насад­ка - мундштук 6, отверстие в котором имеет ту или иную форму, зависящую от конкретного изделия. При изготовлении кирпича мундштук имеет прямоугольное отверстие размером 250x120 мм. Под действием давления (1,6...7,0 МПа), развиваемого шнеком, масса выдавливается через отверстие мундштука и выходит в виде непрерывной глиняной ленты, которая разрезается на отдельные кирпичи стальными струнами.

Методом пластического формования изготавливают как пол­нотелый, так и пустотный (многодырчатый) кирпич, трубы, че­репицу и другие изделия. При производстве керамических труб используют вертикально формующие шнековые прессы.

Полусухое прессование производится при высоком дав­лении (25...35 МПа). В этом случае оптимальное содержание влаги в рабочей массе должно составлять 7... 12%. Формование осуще­ствляется на механических и гидравлических прессах.. Прес­сование производится в пресс-форме, куда из бункера с помо­щью каретки переносится порция пресс-порошка. Одновременно при движении вправо каретка сталкивает отфор­мованный сырец на приемное устройство.

При обратном движении каретки (влево) нижний штампопускается и пресс-порошок заполняет пресс-форму. После этого опускается и входит в пресс-форму верхний штамп, производя предварительное уплотнение массы при давлении около 2 МПа, в результате чего ее объем уменьшается на 30... 35 %. Дальнейшее прессование производится нижним штам­пом в две ступени. На первой ступени создается давление около 9 МПа. После этого нижний штамп опускается вниз, давая выход отжатому из прессуемой массы воздуху. Если этого не делать, то воздух, расширяясь после снятия давления, разрыхлит отформо­ванное изделие. Окончательное прессование производится при давлении около 30 МПа.

Полусухим прессованием получают керамические плитки, кир­пич, черепицу. Этот способ формования имеет преимущество пе­ред пластическим - при нем практически не требуется сушки изделий и они могут сразу направляться на обжиг.

Шликерное литье керамических изделий основано на спо­собности затвердевшего гипса впитывать воду. Применяют три спо­соба литья: сливной; наливной; комбинированный.

При сливном способе формования жидкую керамическую массу (шликер) наливают в гипсовую форму, пористые стенки которой впитывают влагу, отнимая ее от шликера, вследствие чего по внут­ренней поверхности формы образуется сплошной равномерный слой загустевшей массы. Когда этот слой приобретет нужную толщину, избыток шликера сливают, а изделие оставляют еще на некоторое время в форме для высыхания (подвялки), вследствие чего оно дает усадку и Легко отстает от стенок формы.

При наливном способе шликер заливают в пространство меж­ду сопрягаемыми частями разъемной формы. При этом способе процесс уплотнения массы протекает быстрее, так как влага от­бирается и с наружной, и с внутренней поверхностей заготовки. В отличие от сливного наливной способ позволяет формовать изделия более сложной формы и с большей точностью размеров.

В некоторых случаях целесообразно использовать оба способа (комбинированный способ). Например, у раковин и умывальни­ков «тело» чаши - наливное, а полые борта - сливные.

Методом литья изготавливают тонкостенные фаянсовые и фар­форовые санитарно-технические изделия, посуду, вазы, статуэт­ки, химическую посуду и приборы. Этот способ в отличие от дру­гих позволяет изготавливать изделия сложной формы.

Сушка изделий. Сушка изделий осуществляется в сушилках раз­нообразных конструкций (камерных, туннельных). Сушка кера­мических изделий является трудоемкой стадией производства, так как в процессе сушки получается большой процент брака вслед­ствие образования трещин и деформации заготовок.

Глазурование керамических изделий. Глазурью называется тон­кий стекловидный слой, наносимый на поверхность керамиче­ского изделия с целью придать ему красивый внешний вид и од­новременно повысить водонепроницаемость и стойкость к хими­ческим и механическим воздействиям. По составу и физическим свойствам глазури представляют собой разновидности стекол. Для приготовления глазури используют природные материалы, содер­жащие кремнезем и глинозем (кварцевый песок, глину, полевой шпат, тальк и др.), а также соли и оксиды различных металлов: калия, натрия, лития, бора, кальция, магния, бария, цинка, свин ца, олова и т.д. Оксиды металлов придают глазури ту или иную окраску, улучшают блеск и другие свойства, понижают темпера­туру плавления глазури.

Глазури могут быть прозрачными и непрозрачными (глухими). И те, и другие могут быть окрашенными и бесцветными.

Тонко измельченную глазурь смешивают с водой для полу­чения суспензии с консистенцией сливок (плотностью 1 350... 1 400 кг/м 3) и наносят на поверхность изделия путем полива, окунания или пульверизации. Во время обжига глазурь расплавля­ется, растекается по поверхности и при охлаждении превращает­ся в стекловидный слой.

Обжиг керамических изделий. Обжиг позволяет осуществить необратимое превращение керамической массы в твердое камне-видное тело. Этот процесс называется спеканием.

Процессы при обжиге начинаются с испарения той части ме­ханически примешанной воды, которая целиком не была удалена из изделия при сушке. При дальнейшем повышении температуры в интервале от 500 до 800 °С происходит выделение химически связанной воды. При этом, например, каолинит переходит в метакаолинит: А1 2 0 3 2Si0 2 2Н 2 0 -»А1 2 0 3 2Si0 2 + 2Н 2 ОТ. В интерва­ле температур от 800 до 900 °С происходит диссоциация глинообра-зующих минералов, например метакаолинита: А1 2 0 3 2Si0 2 --> А1 2 0 3 + + 2Si0 2 , а также присутствующего в массе углекислого кальция: СаС0 3 -> СаО + С0 2 .

Оксид кальция, так же как и остальные оксиды металлов, при последующем повышении температуры начинает реагировать с кремнеземом и глиноземом, образуя легкоплавкие смеси различ­ных силикатов и алюмосиликатов. Количество образующегося рас­плава увеличивается по мере нагрева; в соответствии с этим изме­няются и свойства черепка. Сначала пористый черепок начинает постепенно уплотняться и терять свою пористость, превращаясь в плотный клинкер. Для получения пористых изделий обжиг прово­дят при невысокой температуре. Если же необходимо получить изделие с плотным каменным черепком, то температуру повыша­ют до такого значения, при котором количество расплава стано­вится достаточным для заполнения всех промежутков и пустот между нерасплавленными частицами.

Температура обжига различных изделий строительной керами­ки составляет от 900 до 1 700 "С.

Печи для обжига, применяемые в керамической промышлен­ности, в основном непрерывно действующие. По форме печного пространства современные печи бывают туннельными и щелевы­ми.

Туннельная печь представляет собой длинный (100... 160 м) уз­кий канал, выложенный изнутри огнеупорным кирпичом. Зона обжига в этой печи располагается примерно посередине. Обжигаемые изделия помещаются на вагонетки и вкатываются в печь одна за другой, образуя сплошной поезд. При вдвигании новой вагонетки с одного конца печи весь поезд перемешается так, что с другого конца выталкивается вагонетка с уже обожженным ма­териалом. Туннельные печи используются при производстве кир­пича, керамических труб, сантехнических изделий.

Щелевые печи применяются для обжига керамической плитки и черепицы. Они работают подобно туннельным печам, но имеют очень узкий щелевидный канал, в который подаются изделия с помощью роликового конвейера. Ширина канала щелевых одно­рядных печей - от 0,9 до 2,5 м, высота - 0,6...0,8 м; длина щеле­вой печи - от 24 до 65 м.