Сырьевые материалы для производства керамики

1.Глинистые материалы. Важнейшими сырьевыми материалами для производства керамики являются глины. Под ними понимают природные водные алюмосиликаты общей формулой Аl₂O₃ ·SiO₂ ·n H₂O с разными примесями, способные при замешивании с водой образовывать пластичное тесто, которое после обжига необратимо переходит в камнеподобное состояние.

Глины состоят из нескольких алюмосиликатов. К ним относятся:

- каолинит – Аl₂O₃·2SiO₂·2H₂O

2.Отощающие добавки. Они вводятся в состав керамической массы для понижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. В качестве отощающих добавок в зависимости от вида керамики используют следующие вещества:

для высококачественной керамики:

- шамот – зернистый керамический материал, получаемый обжигом измельченной глины при температуре обжига керамики – 900 –1000^о,

- дегидратированную глину, обжигаемую при температуре 700 – 750^о.

- для рядовой керамики в качестве отощителя используют песок и гранулированные шлаки.

3.Пластифицирующие добавки. Пластифицирущие добавки вводятся для повышения пластичности глин. К ним относятся высокопластичные глины (бентониты), а также поверхностно-активные вещества – сульфитно-дрожжевая бражка СДБ (отход производства целлюлозы).

4.Порообразующие добавки. Они вводятся для повышения пористости керамического черепка и улучшения спекаемости глин. К ним относятся выгорающие добавки и газовыделяющие вещества.

Выгорающие добавки (опилки, бурые угли, золы и др.) сгорают при обжиге керамики, оставляя после себя пустоты (поры).

Газовыделяющие добавки при обжиге диссоциируют с выделением газа, например, карбонатные породы (мел, доломит, известняк) разлагаются с выделением углекислого газа СО₂, пузырьки которого образуют поры в керамическом изделии.

5.Декорирующие составы. Для отделки поверхности керамических изделий используют глазури, ангобы и торкретирующие составы.

Глазури представляют собой минеральные стекла, используемые для поверхностного покрытия керамических изделий. Главными сырьевыми компонентами глазурей являются полевой шпат, кварцевый песок, каолин, соли щелочных и щелочноземельных металлов, бура и др. Глазури наносятся на керамику после формования, закрепляются на поверхности керамических изделий в процессе обжига, образуя зеркальную поверхность.

Ангобы представляют собой красочные составы из белой или цветной глины. Они наносятся тонким слоем на поверхность еще не обожженной керамики. При обжиге ангоб не плавится, поэтому цветная поверхность получается матовой.

Торкретирующие составы наносят на поверхность керамического изделия с помощью пескоструйных аппаратов. Они состоят из окрашенного песка, минеральной крошки из стекла, мрамора, фарфора и др. Окрашенная поверхность керамического изделия приобретает зернистую фактуру.

СВОЙСТВА ГЛИН.

1.Пластичность – это способность глин в увлажненном состоянии принимать под влиянием внешних воздействий требуемую форму и размеры и сохранять её без разрывов и трещин при сушке и обжиге. Пластичность зависит от минерального состава и тонкости частиц глины. Пластичность можно повысить:

- введением пластифицирующих добавок

- отмучиванием – отчистка глины от примесей песка

- вылёживанием в водонасыщенном состоянии в течение нескольких месяцев.

Пластичность можно уменьшить введением отощающих добавок.

2.Усадка глины – это уменьшение линейных размеров глиняного сырца при сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка). Усадку выражают в % от первоначального размера изделия.

Воздушная усадка имеет значение равное от 2 до 12% от первоначального размера изделия

Огневая усадка – 2-8%

Полная усадка складывается как сумма воздушной и огневой усадок.

3.Спекаемость глин илиповедение глин при воздействии высоких температур.

При температуре свыше 100⁰С из керамики удаляется физически связанная вода, затем выгорают выгорающие и порообразующие добавки, в интервале температур 450-750⁰С удаляется химически связанная вода – этот процесс сопровождается необратимой потерей пластичности.

В интервале температур 900-1000⁰С из остатков алюмосиликатов образуется новая фаза муллит , которая и придаёт керамики камнеподобное состояние.