Производство фарфоровых изделий

Теоретически в зависимости от среды, в которой происходит обжиг, его разделяют на окислительный и восстановительный. Окислительный - это обычный обжиг, при котором получается обычная красная или белая (в зависимости от свойств глины) посуда. При восстановительном обжиге, когда при температуре 900°С замазываются все топочные устья и керамика томится без доступа кислорода, изделия становятся аспидно-черными. Такую керамику называют томленой, задымленной, чернолощеной, а в простонародье изделия из нее называли синюшками. Теперь мы знаем, что такая керамика появилась еще на заре земной цивилизации, в Древней Этрурии. Технология ее изготовления этрусскими гончарами известна нам только в общих чертах, так как с исчезновением Этрурии как самостоятельного государства эта технология там никогда не возобновлялась.

На Руси чернолощеная, как и другая гончарная, керамика была потеснена майоликой, фаянсом и фарфором. С появлением электрических печей для обжига керамики эта технология исчезла почти совсем, так как применять ее в обычных электропечах невозможно. Наука давно уже дала объяснение процессам, происходящим в горнах, с которыми работали наши предки. В таких печах происходила обычная восстановительная реакция. В процессе этой реакции черепок приобретает серую и даже черную окраску, так как окись железа переходит в закись, которая способна образовать шпинель FеОFе2О3, окрашивающую черепок в темные (до черного) тона, в зависимости от температуры обжига, применяемого восстановителя и качества лощения посуды. Восстановителем, как правило, служит окись углерода (СО), которая выделяется при сгорании органических веществ - угля, дерева и др.

При избытке восстановительных газов вследствие графитизации при кристаллическом (на накаленной глине) разложении сложных углеводородов ко времени спекания можно получить черепок серебристо-черных тонов. В техническом отношении такой черепок отличается хорошей электропроводностью. Еще очень важным при восстановительном обжиге является то, что сильно увеличивается усадка обожженного черепка, что естественно приводит к снижению его водопоглощения по сравнению с обжигом в окислительной атмосфере. При восстановительном обжиге в черепке происходит процесс восстановления железа из его оксидов наподобие процессов, происходящих в доменной печи:

Fе2O3+ ЗСО = 2Fе + ЗСО2 + 32 кДж/моль.

Но эти процессы происходят только при температурах, близких к температурам доменного процесса, а при более низких температурах, которые создаются в печах для обжига керамики, оксид железа теряет кислород не полностью и полного восстановления железа не происходит. Мы получаем не чистое железо, а, вероятно, его закись (Fе3О4), то есть окалину, которая, как известно, черного цвета. Более точные данные о результате восстановительного обжига можно получить только после точного химического анализа восстановленного черепка. Раньше этот процесс сопровождался большим выделением дыма и, конечно же, мог совершаться только под открытым небом и в деревенских условиях. Повторить его в условиях мастерской крайне трудно, даже применяя самую совершенную вентиляцию. Поэтому производство чернолощеной керамики носит в настоящее время эпизодический характер Известная с древних времен и некогда очень популярная в народе, она в настоящее врем почти полностью исчезла в России, а попадай к нам в виде отдельных изделий из Украины и Грузии, где чудом сохранилось ее производство. Мы занялись возрождением производства чернолощеной керамики и после четырех лет работы добились нужного эффекта в электрической печи (своей конструкции) практически в комнатных условиях.

Традиционная гончарная чернолощеная керамика не требует применения глазури и имеет значительные преимущества пере; обливной керамикой вообще и обливной, сделанной литьевым способом, в частности, Во-первых, при ее изготовлении не требуется второй обжиг, а значит, вдвое сокращается расход электроэнергии и время на ее изготовление; во-вторых, не требуется глазурь, затраты на которую составляют чуть ли не треть цены изделия; в-третьих, резко увеличивается прочность и снижается температура спекания черепка. Она имеет и эстетические преимущества: ее сейчас воспринимают одновременно и как традиционную, и как суперсовременную. При изготовлении обливной керамики температуру утельного обжига доводят до 800-850°С только с одной целью: чтобы потом при глазуровании изделия не размокли. Второй обжиг - политой - идет при более высокой температуре: для гончарных изделий - 900-950°С. При этом обжиге происходит окончательное спекание черепка и заплавление глазури. Глазурь применяется в керамике для того, чтобы, во-первых: изделие не протекало, во-вторых: по глазури можно специальными красками нанести рисунок. Глазурные краски приготовляются очень просто. Берутся красители, приготовленные на металлической основе, и перетираются с глицерином или со старым перебродившим пивом. После того как они высохнут, вы ими пользуетесь, как акварельными красками.

Печь восстановительного огня, в которой при обжиге чернолощеной керамики происходит восстановление железа из его окиси, позволяет также восстанавливать металлы, содержащиеся в глазурях, и получать различные металлические оттенки и блеск на керамических изделиях. Прежде чем начать восстановление глазури, ее нужно обжечь в обычных условиях, а затем снизить температуру, чтобы глазурь приобрела достаточную вязкость. Очень важно точно установить момент, позволяющий перейти к восстановлению. Если глазурь слишком остыла, получается газонепроницаемая поверхность, при которой восстановители не могут воздействовать на входящие в состав глазури металлические соединения; если глазурь еще жидка (маловязка), то восстанавливающиеся металлы растворяются в жидкой глазури, тонут в ней, не удерживаясь на поверхности глазурного слоя. Избыток восстановителя в этот период обжига может привести к общему почернению поверхности глазури и образованию пузырей.

Процесс восстановления осуществляется двумя способами: либо после завершения процесса обжига снижают температуру и забрасывают восстановители: либо после утельного обжига в окислительной печи сосуды помещают в восстановительную печь и производят восстановление. Оптимальной температурой восстановлении следует считать температуру несколько выше (на 30-100°С) температуры начала размягчения, зависящей от состава глазури. Для большинства глазурей невысокого огня в зависимости от их состава оптимальная температура восстановления колеблется в пределах 600 - 650°С или 680 - 720°С. Расход восстановителей на 1 м3 емкости муфеля: для твердых вое становителей 1,2-1,5 кг/м3, для жидких-1,5-2 л/м3. Время, необходимое для восстановления, а также степень восстановлении зависят от интенсивности восстановителя в желаемого цвета. Во избежание повторного окисления глазури восстановительная среда должна поддерживаться, пока температура не опустится до 400-450°С.

Размещено на Allbest.ru