Производство фарфора и фаянса

Это керамические изделия с плотным стекающимся черепком, имеющие глянцевый излом и не обладающие всасывающими способностями.

Фарфор – плотный, спекшийся, просвечивающий в тонком слое.

Фаянс – пористый и непрозрачный.

В шихту вводят:

 - пластичные материалы

- непластичные материалы (кварц, обожжённая глина, бой фосфора или фаянса

 - плавни (полевой шпат и мел)

В состав фаянса входит больше плавней, температура обжига выше.

Виды фарфора

1. Твердый. Для химической посуды, высоковольтныхизолятов

45-55% глинистого минерала (30-40% коалина, 10-15% огнеупорной глины), 25-30% кварца, 15-20% полевого шпата. Температура: 1350-1450С^о

2. Мягкий. Для хозяйственной посуды, художественных изделий.

25-40% глины, 20-45% кварца, 30-35% полевого шпата.

Фаянс

Изготовление сантехнических изделий, глазурированных плиток.

Твердый. 25-30% коалина и глины, 25-30% кварца, до 10% полевого шпата

Мягкий. 30-35% коалина и глины, 35% кварца

Обжиг при температуре 1200-1270С^о

Основные требования к сырью: Высокая степень чистоты, низкое содержание железа.

Коалин обогащают отмучиванием суспензии.

Кварц и полевой шпат в сухом виде дробят, затем размалывают мокрым способом.

Изделия получают из пластической керамической массы. Из нее формируют изделия. 

Плитки формируются прессом, полусухим способом.

Изделия сложной формы готовят из тонкодисперсной суспензии. Ее заливают в формы из пористого гипса, который впитывает воду из гипса.

В результате получается сырец, который сушат, помещают в закрывающиеся формы из огнеупорных материалов, обжигают в печах непрерывного обжига и глазурируют.

Для покрытия глазури при первом обжиге на поверхность наносится тонкий слой суспензии из тех же составных частей, но с большим содержанием плавней. Затем проводится повторный обжиг, при котором глазурь расплавляется, а при охлаждении образуется стекловидный слой, прочно сцепленный с черепком.

После 1 или 2 обжига возможно нанесение красок.

Печи для обжига обогревают жидким или газообразным топливом. Изделие последовательно проходит зоны подогрева, обжига и охлаждения.

 

 

КЛАССИФИКАЦИЯ СТЕКОЛ. ПРОИЗВОДСТВО СТЕКЛА

Стекло – переохлажденные расплавы смеси оксида и бескислородного соединения с высокой вязкостью, обладающие после охлаждения механическими свойствами твердого тела.

В структуре преобладает аморфная фаза и кристаллическая фаза. Равновесие смещено в сторону аморфной фазы.

Особые свойства стекла:

1. Отсутствие четкой температуры плавления.

2. Переход из твердого состояния в жидкое происходит в некотором интервале температур.

3. Изотропность (одинаковость) максимальных свойств

Состав стекла: nR2O(оксиды щелочных)*mRO(оксиды двухвалентных)*pR2O5(кислые)*qRO2(окс. кремния)

Свойства:

1. Прозрачность

2. Низкая теплопроводность

3. Диэлектрики

4. Высокая стойкость к кислотным реагентам

Типы стекла: строительное, тарное, химическое

Простое силикатное стекло: N2O*CaO*6SiO2

Сырье для варки стекла

Стеклообразователи – основа стекла (SiO2, PbO, Al2O3, Na2CO3)

Красители – ионы меди, железа, кобальта, хрома

Глушители – матовое и молочное стекло (As2O3, SnO2, SnS)

Обесцвечиватели – устраняет желтую и зеленоватую окраску (MnO2)

Осветители – удаляют газовые включения

Стадии

Подготовка шихты – приготовление шихты – варка стекломассы – формование изделия

Подготовка: промывка – сушка - измельчение

Варка – совокупность сложных ф/х процессов, протекающих в гетерогенной системе через стадии

собственная варка – осветление (гомогенизация) – охлаждение массы

Процесс начинается в твердой массе, продолжается в расплавленной.

Скорость зависит от скорости диффузии компонента

до 300С^о–удаление влаги, выжигание органических веществ

до 400 – CaCO3 + Na2CO3 = CaNa2(CO3)2;             MgCO3 + Na2CO3 = MgNa2(CO3)2

340 – 900 – силикатообразование MgNa2(CO3)2 + 2SiO2 = Na2SiO3 + MgSiO3 + 2CO2

980 -1150 – образование жидкой стекломассы за счет растворенных в расплаве силикатов

MgO + SiO2 = MgSiO3                  CaO + SiO2 = CaSiO3           

1200 – 1240 – стеклообразование

1400-1500 – гомогенизация, осветление, удаление газов

1200 – охлаждение стекломассы до обретения нужной вязкости

Для формования изделий выбирают условия и время, соответствующие типу стекла и назначению. Для обеспечения нужной вязкости, которая будет возрастать по мере охлаждения расплава.

Для этого используют вытягивание (стекло), выдувание (посуда), прессование (линзы), отливка в формы (художественные изделия), прокат (толстое листовое стекло)

Специальные типы стекла:

1. Закаленное – получают термической обработкой в печах обычного стекла с последующим охлаждением обдувкой воздуха

2. Пеностекло – получают сплавлением стеклообразного порошка с MnO, CaCO3 при 800С^о

3. Стеклянное волокно – получают продавливанием стекломассы через фильтры

4. Пирекс – боросиликатное стекло

 

ПРОИЗВОДСТВО СИТАЛЛОВ

Силикатные кристаллы – материалы из полностью или частично равномерно закристаллизованного стекла.

Состоят из кристаллов менее 1мкм. Аморфная фаза не превышает 50С^о

- Литиевые ситаллы (Li2O – Al2O3 – SiO2). Высокие, термостойкие, маленький коэффициент расширения.

- Магниевые. Оптические и радиопрозрачные

Для ситаллов характерны высокая температура плавления, малая пористость и газопроницаемость, химическая и термическая устойчивость, высокая твердость, механическая прочность, высокая износоустойчивость, маленький коэффициент расширения

Применяются для расширения строительных деталей, труб, подшипников, работающих без смазки, детали АВС, режущие элементы

Получают регулируемой принудительной кристаллизацией стекла или стекломассы, путем внесения в расплав центров кристаллизации.

Этапы:

Плавление стекла или шлака

Формование изделия

первая выдержка(500-700С^о)

Выдержка до полной кристаллизации

охлаждение изделия