Керамика является одним из древнейших материалов, используемых для изготовления посуды и других изделий. Она обладает рядом положительных свойств: прочностью, термостойкостью, экологической и химической безопасностью, изделия из нее обладают высоким эстетическим потенциалом, это и определяет ее широкое использование.

Керамика - это изделия из глины (или глинистых веществ) с минеральными добавками или без них, полученные путем формования и последующего обжига. Для улучшения потребительских эстетических свойств керамику покрывают глазурью.

Материалы, используемые в производстве керамики, принято подразделять на пластичные материалы: глины (полиминеральные горные породы, состоящие из каолинитов, соды, окислов кремния, полевого шпата, железа и др.); каолин (мономинеральная порода, состоящая из каолинита); отощающие материалы - снижают усадку при сушке и обжиге: кварцевый песок, глинозем, бой фарфора и фаянса, шамот; плавни - снижают температуру спекания и создают стекловидную фазу (полевой шпат и пегматит); материалы для глазури.

В качестве факторов, формирующих потребительские свойства и качество керамических бытовых товаров, выделяют те же, что и для стеклоизделий: вид керамики, способ формования и вид декорирования.

В зависимости от строения различают тонкую керамику (черепок стекловидный или мелкозернистый) и грубую (черепок крупнозернистый). Основными видами тонкой керамики являются: фарфор, полуфарфор, фаянс, майолика, а грубой - гончарная керамика.

Фарфор - имеет плотный спекшийся черепок белого цвета (иногда с голубоватым оттенком) с низким водопоглощением (до 0,2%), при ударе издает высокий мелодичный звук, в тонких слоях может просвечивать. В виду парного обжига изделий край борта или основание изделия не покрыто глазурью.

Различают твердый и мягкий фарфор. Твердый фарфор применяют для производства столовой и чайно-кофейной посуды повседневного использования. Мягкий фарфор может быть: бисквитный (не покрыт глазурью, используется для выработки художественно-декоративных изделий), костяной (в состав вводится костная мука, по внешним признакам напоминает белый мрамор, характеризуется высокой белизной и прозрачностью, используется для производства чайно-кофейной посуды праздничного ассортимента), полевошпатовый ("тонкостенный", по свойствам и назначению схож с костяным, но его белому цвету присущ голубоватый оттенок); низкотемпературный ("фриттовый" - термостойкий, механически прочный, обычно его покрывают цветными глазурями, за рубежом один из основных видов керамики для производства повседневной посуды).

Сырьем для производства фарфора служат каолин, песок, полевой шпат и другие добавки.

Полуфарфор по свойствам занимает промежуточное положение между фарфором и фаянсом, черепок его белый, водопоглощение - 3~5%, используется в производстве посуды хозяйственного назначения.

Фаянс имеет белый черепок с желтоватым оттенком, пористость черепка - 9-12%. Ввиду высокой пористости изделия из фаянса полностью покрываются бесцветной глазурью. Глазурь имеет невысокую термостойкость, поэтому данный вид керамики находит применение в производстве столовой посуды повседневного использования. Вырабатывают его из беложгущихся глин с добавлением мела и кварцевого песка.

Майолика имеет пористый черепок (водопоглощение около 15%), изделия имеют гладкую поверхность, высокий блеск, малую толщину стенок (что определено способом формования - литьем), покрывают их цветными глазурями, они могут иметь декоративные рельефные украшения. Для производства майолики применяют беложгущиеся глины (фаянсовая майолика) или красножгущиеся глины (гончарная майолика), плавни, мел, кварцевый песок.

Гончарная керамика - черепок имеет красно-коричневый цвет (используются красножгущиеся глины), большую пористость (водопоглощение до 18%). Изделия могут покрываться бесцветными глазурями, расписываются цветными глиняными красками - ангобами. Ассортимент представлен кухонной и хозяйственной посудой (горшки для жаркого, крынки для молока) и декоративными изделиями.

Процесс производства керамических бытовых товаров в упрощенном виде можно представить следующими этапами: подготовка сырьевых материалов; получение керамической массы; формование изделий; сушка и правка; обжиг; глазурование; декорирование.

Основными способами формования керамических изделий являются: метод пластического формования; литье, полусухое прессование.

При формовании изделий пластическим способом используют керамическую массу влажностью 22-24%, формирование производится на станках-автоматах или полуавтоматах. При этом способе керамическую массу помещают на дно формы и раскатывают шаблоном, в зазоре между формой и шаблоном образуется изделие. Используют данный способ при получении изделий из твердого фарфора, фаянса, гончарной керамики.

Способ литья предполагает применение керамической массы (шликера) влажностью 32-36% (сметанообразная консистенция), которая заливается в пористые гипсовые или поливинилхлоридные формы. Используют данный способ для выработки изделий из мягкого фарфора (кроме фриттового), твердого фарфора (изделия сложной формы), майолики.

Для плоских изделий несложной формы используют способ полусухого прессования. Керамическая масса при этом имеет остаточную влажность 2-3%, прессование проводят в металлических формах. Применяют данный способ при выработке изделий из фаянса, полуфарфора, низкотемпературного фарфора. Преимуществами данного способа являются увеличение скорости выработки и сокращение затрат энергоносителей (исключаются процессы сушки и правки), но используют его для ограниченного числа видов изделий: тарелки мелкие, блюдца и т. п.

Окончательно керамика образуется в процессе обжига. Различают два вида обжига: утельный и политой. Утельный обжиг предшествует глазурованию, при этом формируется черепок, устойчивый к размоканию. Политой обжиг проводят после глазурования с целью формирование структуры глазури.

При декорировании керамических бытовых товаров применяется ряд способов: живопись, украшения в виде полос, трафарет, шелкография, деколь. К специфическим видам декорирования керамических бытовых товаров можно отнести следующие:

Крытье - покрытие поверхности изделия красками (различают сплошное; частичное; с прочисткой; с прочисткой и дорисовкой; нисходящее и восходящее) с помощью аэрографа, трафарета, специальных шаблонов;

Штамп - мелкий однокрасочный поверхностный рисунок, наносимый красками и препаратами золота с помощью резиновых штампов или лент; обычно его применяют в сочетании с другими видами украшений;

Печать - контурный рисунок, образованный точками, черточками, штрихами (краска с печати переносится на изделие, либо вначале на папиросную бумагу, а затем на изделие); рисунки однокрасочные, могут быть надглазурными и подглазурными, дополняться живописью (с дорисовкой), трафаретом;

Фото по керамике - применяется для декоративных (подарочных) изделий;

Украшения декоративными глазурями: цветными, потечными, кристаллическими, матовыми, кружевными, люстровыми, кракле.

Рельефно-вырезные украшения: ажурный борт, вырезной край, рельефный борт (и их комбинации); декоративные рельефы;

Дополнительные украшения красками и препаратом золота: промазка - сплошное покрытие элемента изделия; пестрение - частичная зарисовка (мазок), подчеркивающая отдельные элементы изделия.

Все рисунки по характеру расположения на изделии подразделяются на бортовые; сплошные; букетом (до трех лепков); раскидные с большим букетом; медальон (рисунок, находящийся в обрамлении в виде круга, овала, многоугольника); арабеска (узкий бортовой орнаментальный рисунок).

Украшения бывают надглазурными и подглазурными. Большинство видов поверхностных пленочных украшений подлежат обжигу.

Наверняка даже в обыденной речи вы нередко встречали фразы “керамические изделия” или “посуда из керамики”. Под эти определения подходит огромное количество приборов и предметов, которые окружают нас и которыми мы пользуемся практически каждый день. Поэтому следует разобраться, что такое керамика и какой она бывает. Об этом речь пойдет в данной статье.

Керамика: определение

В переводе с греческого языка "керамика" - это "глина". Именно поэтому в узком значении ею называют обожженную глину и глиняные изделия, которые прошли обжиг. В широком значении слова керамика представляет все то, что изготовлено при воздействии высоких температур из неорганических материалов, а также их смесей с различными минеральными добавками.

Издавна керамика применялась в качестве посуды (преимущественно из глины либо с примесью других материалов). На сегодняшний день понятие сильно расширилось. Теперь керамика используется в сферах строительства, медицины, промышленности, искусства и других.

Есть два основных вида керамики - тонкая и грубая, которые между собой различаются строением. Самыми распространенными примерами тонкого вида можно назвать фарфор и фаянс, а грубого - гончарную керамику.

Для создания фарфора основными добавками выступают полевой шпат, песок и каолин. При изготовлении гончарной керамики применяются красножгущие глины. Затем она обычно покрывается глазурью или цветными глиняными красками.

Значения других интересующих вас терминов вы можете найти по алфавиту в нашем разделе .

Керамика - это гончарное искусство, идущее из глубины веков. Мастер-гончар делает из обычного комка глины ровный шар и кладет на вращающийся гончарный круг. Послушная глина в опытных руках на глазах начинает вытягиваться и через некоторое время превращается в сосуд. Как только он обретет желаемые контуры, с помощью тонкой проволоки гончар срежет изделие с круга и очень осторожно, чтобы не повредить стенки сосуда, поставит его сушить. Дальше за дело примется огонь в печи для обжига. Там сосуд примет окончательную форму. Затем оно может быть расписано, покрыто глазурью, оформлено деревянными элементами или медной чеканкой, что превратит работу мастеров в истинный шедевр.

В массовом современном производстве - это разнообразный по своим свойствам материал, исходным сырьем для которого служат камни разных пород, глина и ее минеральные соединения. Все это тщательно перемалывается в мелкий порошок и смешивается с необходимым количеством воды до получения однородной и достаточно упругой массы. Затем происходит обжиг этой смеси в печи при различных температурах. Частички камней и глина сплавляются и спекаются вместе, в результате чего образуется твердое вещество с различными свойствами, которое используется для производства керамических изделий.

У керамики много обличий. Грубая керамика – это знакомый всем строительный и шамотный кирпич, который широко используется при возведении зданий и других строительных работах, облицовочная плитка, черепица.

Мелкозернистая тонкая и очень прочная структура известна как . Коалин высокого качества c температурой плавления более 1250°С позволяет создавать изысканную фарфоровую посуду, которая так нравится многим хозяйкам. Конечно, она уступает китайскому фарфору, который на сегодняшний день является одним из самых дорогих и изящных материалов. Китайские фарфоровые вазы, посуда, предметы интерьера часто представляют собой художественную ценность и очень красивы.

Пористая структура керамической субстанции, получаемая при температуре обжига около 800-1000°С, используется для создания прочных фаянсовых и терракотовых изделий. Оригинальные, яркие, обычно расписанные вручную предметы для повседневного обихода с легкостью находят во многих странах с разнообразным культурным наследием.

Кроме того, керамика получила широкое распространение в санитарном строительстве, служит отличным материалом для изготовления химически стойкой продукции, а также с успехом используется в радиотехнической, электротехнической и других отраслях промышленности.

Составы керамических масс существенно отличаются как по исходным сырьевым материалом, так и по их количеству. Зная свойства сырьевых материалов, опытный керамист по составу массы легко определит, какие изделия и при каких условиях можно из нее изготовить. Приготовить массу строго по рецепту далеко не всегда представляется возможным, так как состав сырьевых материалов колеблется даже в пределах одного месторождения. При приготовлении керамических масс в условиях производства лаборатория осуществляет постоянный контроль химического состава поступающего сырья и вносит необходимые корректировки в состав массы. Существенное влияние на свойства керамических масс и качество изделий из них оказывают способ приготовления массы, метод формирования изделий, условия сушки и особенно температурный и газовый режим обжига. Таким образом только экспериментальным путем можно получить желаемые результаты при изготовлении керамических масс для тех или иных изделий.

Массы для гончарных изделий

Гончарными называются изделия с пористым черепком, изготовленные из природноокрашенных глин путем ручного формования на вращающемся гончарном круге. Гончарный способ производства керамической посуды - один из самых древних. Древние китайские фарфоровые изделия также формовались гончарами. Для формовки изделий на гончарном круге керамическая масса должна обладать достаточной пластичностью, не деформироваться под действием собственного веса, не содержать посторонних включений (особенно извести), выдерживать сушку и обжиг без деформаций и трещин. Иногда всем этим требованиям отвечает природная глина без каких-либо добавок. Гончарные керамические изделия, как правило, окрашены в цвет от серо-желтого до темно-красного в зависимости от содержания оксида железа (РезОэ).

Глины для гончарных изделий обычно содержат глинистые минералы, кварц,полевой шпат, карбонаты кальция и магния, оксиды железа, соединения щелочных металлов,растворимые соли, органические вещества. В качестве отощающих добавок к гончарным глинам добавляют кварцевый песок (лучше речной, различных фракций), шамот той же массы, мел для лучшего сцепления с черепком глазури. Гончарные изделия могут быть декорированы ангобами, неглазурованными и покрытыми глазурью, обжигаются при температуре от 700°С (неглазурованные) до 1000°С (в зависимости от температуры плавления глазури). После обжига на 1040-1050°С водопоглощение черепка составляет 14-15%. Обжиг может быть двукратным и если позволяет глина-однократным. Для декорирования используется бессвинцовые стронциевые глазури.

Терракотовые массы

Терракота - неглазурованные пористые керамические изделия из глин, создающих однотонную ровную окраску черепка после обжига. Пористость изделий колеблется от до 12% и более. Обычные цвета терракоты от желтого до красно-коричневого, при восстановительном обжиге от светлосерого до темно-серого. В терракотовые массы часто добавляют шамот. Из них изготавливаются архитектурные, садово-парковые украшения, скульптуру, изделия интерьерного характера. Для изготовления терракоты применяют глины, не содержащие растворимые в воде соли, так как в противном случае на поверхностиизделия после обжига образуются светлые пятна (выцветы).

Для изменения цвета черепка в терракотовые массы иногда вводят оксиды металлов: железа, хрома, марганца, кобальта и др., керамические пигменты, или изделия покрывают ангобами. Обжигают терракоту один раз, обычно до 1000°С, не доводя черепок до спекания. Газовый и температурный режим обжига существенным образом влияют на цвет и чистоту тона терракотовых изделий.

Терракотовая масса для отминки и литья (ЛВХПУ):

Глина кембрийская (Пулково)-50%, Тонкий шамот той же глины -25%. Мел -25%

Приготовляется способом мокрого помола, процеживается, при необходимости обезвоживается. Используется для отминки терракотовых скульптур, архитектурных деталей для литья ваз. После обжига до 900-950°С дает общую усадку 5-6%. Пористость при обжиге на 900°С-21%. Формовочная влажность- 21-22%, Литейный шликер содержит 41,5% воды, 0,2% соды и 0,3% жидкого стекла. Из этой массы можно отливать вазы высотой до 1 метра.

Терракотовая многошамотная маса для формовки и литья (ЛВХПУ):

Глина Часов-Ярская - 40%, Тонкий шамот той же глины-60%

Светлая масса, пригодна для формования декоративных панно, настенных блюд, крупных садовых ваз и т.д. Рабочая влажность-22%. При обжиге на 900-950"С Дает общую усадку -6%, пористость- 18%. Масса термостойка и допускает резкое охлаждение. Масса удовлтворительно ведет себя и в шликерном состоянии при 40% воды и 0,2% соды, но при более тонком помоле шамота и увеличении содержания глины за счет шамота. Шамот, используемый в формовочной массе не должен быть одного зернового состава. Например:
40% фракции от 1,5 до 0,5мм и 60% фракции от 0,5 до 0,3мм к общему весу шамота.

Терракотовая масса для отминки и литья (БГТХИ):

Глина Гайдуковская-75%, Шамот той же глины-25%

После обжига на 900-950°С изделия приобретают красивый "терракотовый" цвет. Изделия необходимо обжигать в электропечи или в муфельной газовой печи, так как даже при слабом восстановительном пламени образуется грязно-желтый цвет.

Каменные массы

Каменные изделия изготавливаются из масс, в состав которых входят тугоплавкие и огнеупорные глины, обладающее большим интервалом между температурой спекания и началом деформации (интервал спекания). Интервал спекания каменнодельных глин составляет 300-500°С (у гончарных масс 50-100°С). В состав каменных масс кроме глины входят плавни, отощающие материалы, иногда красители. Каменные изделия обжигаются дважды, первый обжиг (утильный) на 900°С, политой- П50-1300°С. В качестве плавня часто используется нефелиновые сиениты, что обуславливает окраску каменных масс и снижает температуру их обжига.

Составы масс и технология производства каменных изделий сходны с производством фарфора. Отличие в том, что для каменных изделий используется низкосортное сырье, содержащее большое количество примесей. Водопоглощение каменных изделий 3-5%. Каменные изделия зачастую глазуруют полевошпатовой глазурью.

Светлая масса для декоративных изделий:

Каменнодельная глина -33%, Кварцевый песок -25%, Полевой шпат-25%, Каолин -17%

Для изготовления этой массы используют отмученные глины.
Масса тонко измельчается. Изделия формуются пластическим формованием на формовочных станках и литьем гипсовые формы. Утильный обжиг- 900°С, политой- 1160-1250°С в зависимости от температуры плавления глазури.

Фаянсевые массы. Отличаются белым или свелоокрашенным черепком, покрытым прозрачной, глухой цветной легкоплавкой глазурью, которая делает его непроницаемым для жидкостей и газов. Декорируются фаянсовые изделия подглазурными и надглазурными красками, растворами солей цветных металлов, ангобами/ препараторами драгоценных металлов и др. Посуда может изготавливаться гладкой или рельефной, с ровным или фигурным краем. По своим физико-химическим и гигиеническим свойствам фаянс значительно уступает полуфарфору и в особенности фарфору. Водопоглощение фаянса составляет 9-12%. Для изготовления фаянсовых изделий используют беложгущиеся пластичные огнеупорные глины, каолин и кварцевые материалы сдобавлением полевого шпата или углекислых материалов, например мела, извести, доломита, магнезита.

Фаянсовые изделия в зависимости от состава делятся на твердый, глинистый и известковый (мягкий) фаянс. Известково-шамотный фаянс: Масса пригодна для изготовления литьем декоративных изделий с белым черепком. Известь в составе способствует использованию глазурей разного состава, изделия могут обжигаться без деформаций в интервале 1000-1200°С с уплотнением черепка и падением водопоглощения с повышением температуры.

Состав массы (в %) :

Глина веселовская -27%, Каолин -14%, Кварцевый песок -30%, Мел -5%, Шамот -24%

Глинистые фаянсы . По характеру черепка близки к гончарным изделиям, но цвет черепка желтоватый, тонкозернистый в изломе. Для этих изделий применяют как прозрачные цветные, так и заглушенные глазури. Обжиг производится при температуре 920-960°С.

Состав массы (в %):

Глина свеложгущаяся огнеупорная -75-85%, Кремень или кварц -15-25%

Твердый фаянс. Пористость твердого фаянса 9-12%. Первый обжиг производят при 1250-1280°С/ второй (политой)- при 1100-1180°С.

Использование легкоплавких глазурей расширяет возможности декорирования фаянса по сравнению с фарфором.

Состав массы (в %):

Глина веселовская -32%, Каолин -31%, Кварцевый песок -29%, Фаянсовый бой -8%.

Массы для майолики.

Под названием майолика в класическом понимании этого слова подразумеваются керамические изделия с пористым, слабоокрашенным черепком, содержащим известь, покрытым белой глухой эмалью на основе оксида олова, с росписью керамическими красками по сырой эмали (майолика Гжели). Свое название эти изделия получили от итальянского острова Майорка, где впервые началось их прооизводство. Производство майолики в России было организовано в середине XYIII века, как подражание западноевропейскому фаянсу, что и обусловило специфическую технологию их производства. Известь осветляла керамический черепок и способствовала хорошему сцеплению белой "глазури с черепком при низкой температуре.

В настоящее время майоликовые изделия характеризуются окрашенным пористым черепком, покрытым прозрачной цветной или глухой глазурью. Декорируются ини преимущественно ангобами и цветнными потечными глазурями. Сырьем для производства майолики служат окрашенные легкоплавкие и тугоплавкие глины средней пластичности, содержащие карбонаты кальция и магния, кварцевый песок. В майоликовые массы часто добавляют шамот и плавни, улучшающие эксплутационные свойства изделий. К этому виду керамических изделий относят миски, кувшины, кружки, хлебницы, вазы для фруктов, наборы для молока, кваса и др., а также декоративную керамику -вазы для цветов, настенные блюда, настольные лампы, скульптуры. Пористость майолики по водопоглощению составляет 10-15%. Утильный обжиг 800-850°С, политой - до 1100°С. Общая усадка - 6-8%. Широкое распространение получила так называемая фаянсовая майолика, изготовляемая из фаянсовой массы и покрытая прозрачными или глухими потечными глазурями (Конаковкий фаянсовый завод).

Майоликовая масса для литья (ЛВХПУ):

Глина Никифоровская - 70%, Кварцевый песок -30 %

Вначале измельчается кварцевый песок с водой в течение 14 часов, затем в мельницу прибавляется глина и масса мелется еще 2 часа. Шликер процеживается через сито ЗбОО от/см2. Пористость черепка после обжига на 980°С -13%. Общая усадка -6%. Черепок хорошо согласуется с целым рядом глазурей без образования цека.

Типовая масса ГИКИ:

Глина гидрослюдистая - 60%, Песок кварцевый - 10%, Мел - 25%, Утильный бой - 5%.

Масса готовится по обычной технологии путем мокрого помола. Политой обжиг 950-1000°С. Масса подходит для широкого ассортимента изделий.

Украинские майоликовые массы обычно составляются из глин различных месторождений с целью улучшения технологических свойств, например, для расширения интервала спекания вводится Часов-Ярская глина. Современная отечественная майолика, выпускаемая керамическими предприятиями содержит:

Глины - 63-68%, Мела - 20%, Кварцевого песка - 5-17%, Утильного боя - 7%

Дацит - это каолинизированный вторичный кварцит, вводится в керамические массы взамен основной части каолина и кварцевого песка. При тонком измельчении с водой дацит проявляет признаки пластичности. Содержит 75-77% SiO2 15-17%Аl2О3 и 5-6% щелочных оксидов. Добывается в Приморском крае и используется для производства фарфора.

Тальк. Теоретический состав талька ЗМgО 4Si02 H2O. Породы, содержащие большое количество талька называются талькитами, а талькиты с плотной структурой - стеатитами. Тальк вводится в керамические массы для повышения их огнеупорности и стойкости крекому перепаду температур. Тальк совместно с СаО содействует повышению прочности изделий при тепературе обжига 1000-1050[)C, однако снижает интервал спекания. Керамические массы содержащие более 15% талька проявляют склоность к впитыванию глазури. К основным месторождениям талька относятся Онотское (Восточная Сибирь), Алгуйское - в Кемеровской области, Шабровское - вблизи Свердловска и др. Основное физическое свойство талька - малый коэффициент термического линейного расширения.

Пирофиллит - минерал, структурно подобный тальку, имеет химический состав Аl2О3 4SiO2 Н2О. Огнеупорность пирофиллитов 1610-1710°С. Мягкость пирофиллита позволяет вытачивать из него детали, которые после обжига при 1300^ соответствует прочности фарфора. Известны Казахские, Белорусские, Закавказкие пирофиллиты.

Масса для изделий типа веджвудских:

Кварцевый песок -10,9%, Каолин обогащенный - 10,9%, Тяжелый шпат (ВаSО4) - 46,7%, Глина белая пластичная - 14%, Пегматит - 15,6%, Гипс - 1,9%

Изделия из этой массы глазуруют только изнутри. Основная белая масса декорируется той же массой, но с добавлением красителя. Обжиг однократный при температуре 1280-1300°С.

Состав лещадочной массы ПО "МИНСКСТРОЙМАТЕРИАЛЫ":

Глина Веселовская - 16%, Глинозем - 4,5%, Тальк - 21%, Каолин просяновский - 16,5%, Шамот высокоглиноземистый - 42%

Масса термостойкая, пригодная для литья, отминки технических и художественных изделий. Усадка в обжиге 2,2%. Водопоглощение после обжига 1 ЗООС составляет 14 - 16%. После обжига масса имеет красивый желтоватый цвет.

Масса для тонкокаменных изделий (БГТХИ):

Глина Часов-Ярская - 25%, Каолин - 15%, Кварцевый песок - 25%, Пегматит - 25%, Шамот - 10%

Утильный обжиг - 900°С, Политой - 1200°С

Твердый фарфор (сервизный) з-да им. Ломоносова

Каолин просяновский - 20%, Каолин глуховецкий - 18%, Кварцевый песок - 26%, Полевой шпат - 18%, Глина веселовская - 11%, Фарфоровый бой(политой) - 4% Фарфоровый бой(утельный) - 3%

Температура обжига - 1380-1400°С.

Мягкий фарфор для скульптурных изделий:

Каолин глуховецкий - 22%, Кварцевый песок - 22,5%, Полевой шпат - 36%, Глина веселовская - 16,5%, Фарфоровый бой (утельный) - 3%

Температура обжига 1250-1280°С.

Английский мягкий костяной фарфор:

Каолин - 20 - 45%, Кварц - 9/2%, Полевой шпат - 8- 22%, Костяная мука - 60- 20%

Первый обжиг - 1230°С, Политой обжиг - 1080-1140°С.

Французкий мягкий фриттовый фарфор:

Мел - 17%, Мергель известковый - 8%, Фритта - 75%

Состав фритты: Плавленная селитра - 22%, Поваренная соль - 7%, Аммиачные квасцы - 4%, Сода - 35%, Кварцевый песок - 60%

Температура первого обжига -1120-1300°С. Второй более низкий на температуру плавления глазури.

Костяной завод им. Ломоносова:

Костяная зола прокал. при - 1350°С - 50%, Полевой шпат - 20%, Веселовская глина - 10%, Каолин - 20%

Первый обжиг - 850°С, Политой -1250°С

Керамические изделия широко представлены в быту и строительстве. Слово керамика настолько прочно вошло в русский язык, что мы удивляемся, когда узнаем, что оно иностранного происхождения. На самом же деле слово керамика берет свое начало из Греции. Греческое слово keramos означает – глиняная посуда. Керамические изделия издревле получали обжигом глин или их смесей с определенными минеральными добавками. Раскопки показывают, что керамические изделия производятся человеком с эпохи неолита (8...3 тыс. лет до н.э.). Поскольку глины весьма распространены в природе, гончарное ремесло широко и часто независимо развивалось в различных частях света, относительно легко перенималось и распространялось.

Глины – несцементированные осадочные породы с преобладанием определенных минералов, которые по химическому составу являются гидроалюмосиликатами. Геологи различают около шестидесяти различных видов глин. В настоящее время считают, что для глинистых минералов характерно наличие слоев, включающих атомы кремния, окруженные четырьмя атомами кислорода , и атомы алюминия, окруженные шестью атомами кислорода . Основными свойствами глин являются пластичность и огнеупорность. Порошок глины, замешанный с водой, образует вязкое тесто, способное формоваться и сохранять приданную ему форму. Обожженное в огне тесто приобретает каменистую твердость и крепость. На этих двух свойствах глины зиждется керамическая промышленность – одна из самых древних на Земле и в прошлом одна из самых важных по своему значению для прогресса человека.

Еще в древние времена было установлено, что хорошая связанность и вязкость глины, идущей на изготовление керамических изделий, достигается ее промораживанием. Для этого глину помещают в бурты высотой 0,7...0,8 м, поливают водой и закрывают землей. Например, для производства высококачественной черепицы промораживание в буртах проводят до семи лет.

Первыми керамическими изделиями были строительные материалы: кирпич, плитки, черепица и другие, поскольку они имеют простую форму и более доступны в изготовления. Хозяйственная посуда и емкости: тарелки и блюда, горшки, кувшины, амфоры и др. – требовали более высокого искусства при формовании и обжиге. В третьем тысячелетии до н.э. был изобретен гончарный круг. Это был важнейший шаг в гончарном производстве, так как он позволил резко повысить производительность труда ремесленника и изготавливать посуду с гораздо более тонкими стенками. Вслед за изобретением гончарного круга для изготовления посуды Типа тарелок стали применять шаблоны, что было следующим шагом в налаживании массового производства керамических изделий.

Керамика по сравнению с металлами, стеклом, деревом в наименьшей степени подвержена атмосферным воздействиям и потому образцы древнейших керамических изделий дошли до наших дней в сравнительно хорошем состоянии и в большом количестве. Они дают важную информацию историкам и искусствоведам об уровне культуры народов и об уровне развития техники различных эпох.

Уже во втором тысячелетии до н.э. две крупные греческие цивилизации: островная (Крит) и континентальная (Микены) – имели очень высокий технический и художественный уровень керамического производства. Образцы микенского керамического искусства периода с X по VIII в. до н.э. содержали в себе зародыши будущего классического греческого искусства. По виду декора, которым украшались вазы и другие керамические изделия, этот период искусствоведы называют геометрическим, а по месту самых крупных при раскопках находок – периодом дипилонского стиля. Его характерной чертой было лентообразное ритмическое расположение геометрических мотивов, в том числе и заимствованных из природы. В VII в. до н.э. керамика заняла важное место в совокупности памятников, которые, вместе взятые, мы воспринимаем как древнегреческое искусство. Этот период характеризуется образцами керамических изделий, сочетающих в себе высокий технический уровень и тонкий художественный вкус, выражающийся в целесообразности форм изделий и способах их декорировки. В это время уже произошло разделение труда и использовалась специализация в осуществлении последовательных производственных операций.

К вопросам художественной ценности керамических изделий мы еще вернемся. В настоящее время керамические материалы делят на грубые и тонкие. Первые характеризуются высокой пористостью и высоким водопоглощением (не ниже 5...10%). К ним относятся строительный кирпич, терракота, стенная майолика, плитки для пола, черепица. Тонкую керамику, в свою очередь, делят на пористую и плотную. К тонкой пористой керамике относят фаянс, полуфарфор, белую и цветную майолику, а к тонкой плотной керамике – фарфор.

Терракота – разновидность грубой керамики. Она известна с эпохи неолита, т.е. более 5 тыс. лет до н.э. Слово терракота итальянское. Его дословный перевод означает обожженная земля. Терракота выпускается промышленностью в виде неглазурованных однотонных керамических изделий с пористым черепком красного, коричневого или кремового цветов. Цветовой оттенок терракоты в значительной степени зависит от условий обжига. Ее водопоглощение от 8 до 10%. Глины для производства терракоты распространены довольно широко. В современном строительстве терракота используется в виде архитектурно-декоративных изделий и применяется для художественной отделки интерьеров, оформления садов и парков в виде вставок, розеток, барельефов, плиток для стен и садовых дорожек, камней для оград и штакета для клумб.
При обжиге глины в атмосфере углеводородов, образующихся, например, при сжигании смолистых корней хвойных деревьев, можно получить керамические изделия серебристо-черных тонов. Этот цвет обусловлен графитом, образующимся при каталитическом разложении углеводородов на поверхности раскаленной глины. Данным приемом исстари пользовались украинские кустари-гончары, изготавливая свою известную черную неглазурованную керамическую посуду.

Дренажные трубы применяют при мелиоративных работах в сельском хозяйстве, при осушении торфяных болот, а также при осушении местности под зданиями и сооружениями. Их изготавливают из кирпичных глин, не содержащих гальки. Их пористость может достигать 20%. Дренажные трубы чаще всего делают гладкими, неглазурованными, без раструбов для укладки впритык. Иногда выпускают глазурованные трубы с отверстиями для воды и фланцами. Эти трубы более прочные и менее размокают в сырых грунтах.

Майолика близка по свойствам и качеству к терракоте, только в отличие от последней покрыта глазурью. Глазурь придает изделию влагонепроницаемость, предохраняет от загрязнений, улучшает внешний вид, повышает прочность. Для грубых керамических изделий, к числу которых относится и майолика, доступной и дешевой является соляная глазурь. Для ее нанесения на поверхность изделия в топку раскаленной печи (1040...1180°C) вводят каменную соль (NaCl) и водяной пар. При этой операции в окислительной атмосфере цвет изделия будет коричнево-желтым, а в восстановительной – серым. Изделия, покрытые соляной глазурью, имеют неровную поверхность, что снижает качество изделий. При соляном глазуровании происходит гидролиз хлорида натрия и хорошие глазури имеют состав от Na2O·0,5Al2O3·2,8SiO2 до Na2O·Al2O3·5,5SiO2.

Полноценная глазурь – прозрачное бесцветное или окрашенное стекловидное покрытие, хорошо растекающееся при нанесении на черепок. Глазурь обеспечивает изделию гладкость поверхности и декоративный эффект. Прочности сцепления глазури с черепком способствует оксид кальция CaО. Он приводит к образованию промежуточного слоя, воспринимающего и гасящего напряжения, возникающие между глазурью и черепком при быстрой смене температур вследствие различных коэффициентов температурного расширения. Поэтому в майоликовых массах для производства печных кафелей (для которых неизбежны частые температурные перепады) содержание CaО доходит до 37...38%.

Глазури можно рассматривать как неопределенного состава химические соединения кремнезема с другими оксидами. Состав наиболее распространенных глазурей можно выразить соотношением основных компонентов: 1(M2О + M?О):(0,5...1,4)Al2O3:(5...12)SiO2, где М – ионы щелочных, а M? – ионы щелочно-земельных металлов, а также Pb (II), Fe (II), Низкие пределы Al2O3 и SiO2 характерны для фаянсовых глазурей, а высокие – для фарфоровых. Как правило, глазурь наносится на уже обожженное фарфоровое или фаянсовое изделие, после чего проводят дополнительный обжиг. При этом обжиге глазурь реагирует с черепком с образованием промежуточного слоя, который обеспечивает их сопряжение.

Высказываются предположения, что слово «майолика» происходит от острова Мальорки в Средиземном море – главного центра по экспорту испано-мавританской керамики в Италию. Майолика широко применялась уже в 2...1 тысячелетии до н.э. в Ассиро-Вавилонии, затем в Средней Азии, позднее в Испании и Италии. В X...XII вв. в Киевской Руси майолику использовали для облицовки стен, настилки полов, обрамления оконных и дверных проемов в церковных и дворцовых зданиях. В наше время она широко применяется для отделки интерьеров общественных и промышленных зданий. Со временем на поверхности майолики появляется сетка волосяных трещин, что свидетельствует о большом различии коэффициентов температурного расширения глазури и черепка. Терракотовые и майоликовые изделия часто имеют сложную конфигурацию. Для ее придания изделия отливают в гипсовых формах или штампуют на прессах в металлических пресс-формах.

До изобретения фарфора фаянс был самым ценным керамическим материалом. От фарфора он отличается гораздо большим содержанием глины (до 85%) и характеризуется гораздо более высокой пористостью, водопоглощением (до 20%), а также меньшей, по сравнению с фарфором, механической прочностью. Температура обжига фаянса значительно ниже (вплоть до 950°C), чем температура обжига фарфора. В зависимости от качества глины цвет фаянса изменяется от белого до кремового. По причине высокой пористости фаянсы всегда покрывают глазурью. Поэтому некоторые виды майолики приближаются к фаянсу. Глазурь может быть прозрачной, цветной или глушоной. Введением в состав фаянсовой массы шамота – алюмосиликатного материала, содержащего 30...45% оксида алюминия Al2O3 и 54...70% диоксида кремния SiO2, получают шамотированный фаянс, который обладает повышенной термостойкостью и устойчивостью к ударам. Из такого фаянса изготавливают ванны, раковины и другие санитарно-технические изделия.

Название «фаянс» произошло от города Фаэнца (Северная Италия), в окрестностях которого в XIV...XV вв. было широко развито керамическое ремесленничество. В третьей четверти XVI в., вследствие восхищения китайским фарфором, который ввозился в Италию через Венецию, в Фаэнца налаживается и интенсивно развивается производство белой майолики. Однако нужно иметь в виду, что в это время в Европе майоликовые изделия называли фаянсовыми.

Фаянс, производившийся в Европе, характеризовался непросвечиваемостью. Персидский фаянс, производство которого прошло длительную эпоху подъема и расцвета (с X по XVII вв. н.э.), имел хорошо просвечивающий черепок. Он готовился из массы, богатой кварцем, с небольшими добавками остекленной после обжига глины. На всех старинных фаянсовых изделиях на глазури имеется сетка мелких трещин. (Специалисты называют сетку этих трещин – цеком. На фарфоровых глазурях цек встречается гораздо реже.) Для коллекционеров и ценителей керамики сетка трещин служит признаком возраста изделия. Причиной разрыва глазури и образования трещин является склонность фаянса к обратимому поглощению влаги и набуханию, вследствие чего объем черепка увеличивается в пределах 0,016...0,086%.

Фарфор – самая благородная керамика. Это материал, состоящий из каолина, глины, кварца и полевого шпата. Его характерные признаки: белый цвет, отсутствие пористости, высокая прочность, термическая и химическая стойкость. Для хозяйственного фарфора ценится просвечиваемость.
Различают две основные разновидности фарфора.
1. Твердый – с небольшими добавками плавня (полевого шпата) и потому обжигаемый при сравнительно высокой температуре (1380...1460°C). Масса классического твердого фарфора состоит из 25% кварца, 25% полевого шпата и 50% каолина и глины. 2. Мягкий – с повышенным содержанием плавней, обжигаемый при температуре 1200...1280°C. Кроме полевого шпата в качестве плавней используют мрамор, доломит, магнезит, жженую кость или фосфорит. С увеличением содержания плавней возрастает количество стекловидной фазы и потому улучшается просвечиваемость фарфора, но снижаются прочность и термостойкость. Глина сообщает фарфоровой массе пластичность (необходимую для формования изделий), но снижает белизну фарфора. В качестве эталона для оценки белизны фарфора используют свежеосажденный сульфат бария BaSO4. Белизна характеризуется интенсивностью рассеивания света, которая регистрируется фотометром.
Благодаря прекрасным декоративным свойствам, фарфор привлек внимание европейцев с начала XVI в., когда он впервые был привезен в Европу португальскими купцами из Китая – родины фарфора. В Китае же он был известен уже в 220 г. до н.э. В сравнительно больших количествах китайский фарфор стал ввозиться в Европу в середине XVI в. Естественно, что в разных странах Европы были попытки открыть секрет производства фарфора. Рецептуру европейского фарфора разработал в 1703 г. немецкий физик Эренфрид Чирнгауз, который в 1707 г. привлек к своим работам Беттгера. В 1708 г. Чирнгауз внезапно умирает и Беттгер выдает себя за изобретателя состава и технологии производства фарфора. В 1715 г. он основывает знаменитую и по сей день Майсенскую фарфоровую фабрику.

В России состав фарфора был разработан Д.И. Виноградовым в 1746 г. и налажено его производство на императорском заводе под Петербургом (ныне фарфоровый завод им. М.В. Ломоносова).

Природа создала благоприятные предпосылки для изобретения фарфора именно в Китае. Дело в том, что в провинции Цзянь-си близ города Дзинь-дэ-чжэнь имеются неисчерпаемые запасы уникального минерала – «фарфорового камня», благоприятный состав которого значительно упрощает составление композиции фарфоровой массы. Конечно, в любом ремесле есть свои секреты и нюансы. Например, для улучшения формовочных свойств сырья фарфоровая масса, шедшая на изготовление знаменитого китайского фарфора «яичной скорлупы», т.е. изделий с очень тонкими стенками, выдерживалась в закрытом состоянии в земле по 100 лет!

Обычно проводят два обжига фарфоровых изделий: первый на «утиль», второй – «политой». Первый обжиг на «утиль» имеет целью спечь изделие и обеспечить ему определенную пористость и прочность, достаточную для глазурования водной суспензией. Второй обжиг необходим для расплавления глазури на поверхности изделия и осуществления ее взаимодействия с материалом черепка.

Роспись фарфоровых изделий бывает подглазурная и надглазурная. Краски для подглазурной росписи должны выдерживать температуру политого глазурного обжига. Поэтому их набор ограничен. Они не должны разлагаться и растворяться в глазури при обжиге. В качестве керамических красок в настоящее время используют исключительно оксиды металлов. Оксид кобальта дает синий цвет, никеля – коричневый, меди – зеленый или сине-зеленый, хрома – зеленый, марганца – коричневый или фиолетовый, железа – желтый или красный, урана – желтый.
Надглазурными красками также являются оксиды металлов. Они закрепляются на поверхности сплавлением с глазурью при третьем – «декоративном» обжиге, осуществляемом при относительно невысоких температурах (770...850°C). Поэтому палитра этих красок значительно шире, чем подглазурных, но они стираются с черепка при долгом употреблении.

Для лучшего сплавления надглазурных красок с глазурью их предварительно смешивают с флюсами (легкоплавкими стеклами, содержащими оксиды свинца, бора и кремния), которые придают краскам дополнительный блеск. На оттенке красок отражаются состав и характер флюса. В состав красителей надглазурных красок входят Fе2O3·Al2O3 – желто-красный цвет, Сo2O3·Mn3O4·Сг2O3 – черный, 0,25Fe2O3·ZnO – светло-коричневый, Fе2O3·Cr2O3 – коричневый, СоО·Al2O3 – голубой, Cr2O3 – зеленый и др.

Фарфоровые изделия весьма разнообразны по своему химическому составу, по свойствам и назначению. Приведем несколько наиболее известных типов фарфора и их характерные особенности.

Фарфор бисквитный – матовый, без глазури. Существует мнение, что бисквитным его называют по причине двукратного обжига. Приставки «бис» и «би» во многих языках означают два. При производстве фарфора сначала производят обжиг, который называют утильным, а затем следует обжиг при глазуровании. Бисквитный фарфор также обжигается дважды, но второй раз без глазури. В настоящее время технология производства бисквитного фарфора может и не включать второго обжига.

Фарфор костяной – мягкий фарфор, непременной составной частью которого является зола костей крупного рогатого скота, состоящая главным образом из фосфата кальция. В настоящее время ее иногда заменяют природными фосфатами кальция. Изготовленные из костяного фарфора изделия характеризуются высокой белизной, просвечиваемостью и декоративностью. Специалисты считают, что костяной фарфор начал производить И. Спод в 1759 г. в окрестности г. Сток-он-Трет (Англия). В нашей стране изделия из костяного фарфора высокого качества выпускает фарфоровый завод им. М.В. Ломоносова в Санкт-Петербурге.

Фарфор фриттованный – хорошо просвечиваемый мягкий фарфор, производимый во Франции с 1738 г. Он содержит 30...50% каолина, 25...35% кварца, 25...35% богатой щелочью стекольной фритты. Фритты – композиционные добавки к фарфоровой массе, обеспечивающие образование стекловидной фазы, а следовательно, и обусловливающие просвечиваемость фарфора. В состав фритт входят: песок, сода, селитра, гипс, поваренная соль и измельченное свинцовое стекло.

Если в первобытные времена изделия из керамики имели сугубо утилитарное значение, то со временем они становятся объектом художественного творчества. Уже в VII в. до н.э. в Древней Греции керамические изделия достигли высокого художественного уровня. Наружная поверхность древнегреческой керамики до обжига покрывалась тонким слоем ангоба – белой или цветной глины, наносимой для залицовки неровностей и придания изделию качественного внешнего вида и желаемого цвета. Украшения на изделии писались люстром, т.е. глиноземной краской, которая в результате обжига принимала блестящий черный цвет. По стилю росписи отличали различные периоды изготовления керамики. К концу VI в. до н.э. в художественном оформлении керамических изделий происходит перемена – наружную поверхность изделия целиком покрывают черной краской. Незакрашенными оставляли лишь контуры фигур, а детали рисунка затем прорисовывали тонкой кисточкой.

В период классического древнегреческого искусства (V...IV вв. до н.э.) изготовляются краснофигурные вазы. К тому же периоду относят сосуды, покрытые слоем белого ангоба и украшенные черной и красной живописью. Такие изделия производились в основном мастерами Аттики, начиная с середины V в. до н.э.

В IV в. до н.э. появляются статуэтки главным образом фигур женщин. Кроме самой Греции эти статуэтки изготавливали в греческих колониях Италии, Малой Азии и на острове Родос. В это же время в связи с начавшимся экономическим ослаблением городов греческой метрополии центры художественного развития керамического производства перемещаются в греческие колонии, в том числе и в Северное Причерноморье, в частности, в Пантикопей в Крыму (на месте современной Керчи). Здесь в VIII...IV вв. до н.э. производили бытовые керамические изделия, отличающиеся высокохудожественной росписью черным тоном по красному черепку или красным тоном по черному фону. Кроме того, здесь продолжилось развитие краснофигурного стиля и на гладкой поверхности сосудов появились расписные рельефы. Способ производства этих изделий по побережью Тавриды, так же как и в самой Греции, был забыт и позднее не возобновлялся.

В III в. до н.э. в украшениях древнегреческой керамики вместо сцен с человеческими фигурами стали встречаться стилизованные узоры на черном фоне. Кроме того, расширилась гамма красок (белая, желтая, красная). В этот период в древнегреческой керамике появляются признаки римского искусства в связи с усилением Римской империи и ее экспансией. В I в. до н.э. появилась красная керамика с ангобом и блестящей наружной поверхностью. На этой керамике начали проставляться знаки клейма гончара. Позднее такие неглазурованные тонкокерамические изделия с водонепроницаемым черепком красного или красно-оранжевого цвета, но еще и с рельефной декорировкой широко производились в Римской империи. Эта керамика получила широкую известность и называлась терра-сигиллята. Слово сигиллята имеет корень от итальянского печать, печатать. Существуют две версии такого названия керамики. По одной она была названа в связи с начавшейся маркировкой изделий мастером, а по другой – в связи с рельефной декорировкой, которая наносилась оттиском. Считают, что изделия терра-сигиллята особенно широко производились в Римской империи в период с 150 г. до н.э. по 200 г. н.э. Производство этих, так же как и древнегреческих керамических изделий, позднее не возобновлялось.

С падением Римской империи постепенно исчезли предпосылки для дальнейшего развития художественной керамики. Эта ситуация длилась несколько столетий, захватив весь период средневековья. Когда же постепенно наметился новый подъем интеллектуальных и творческих сил, то прежде всего получили развитие другие виды ремесла. Искусство керамики возродилось в Европе лишь в романскую эпоху (конец X и рубеж XII...XIII вв.). Однако вначале это коснулось не столько бытовой, сколько архитектурно-строительной керамики, использовавшейся для оформления замков, монастырей, церквей.

Только в XV в., т.е. в начале эпохи Возрождения, керамическое производство получает широкий размах и начинает сближаться с художественным творчеством. Начавшись в странах Южной Европы – в Италии, Франции, Испании, высокохудожественное керамическое производство затем начинает развиваться в Германии, Голландии, Англии и других странах. Описание характерных особенностей керамических изделий различных стран и различных центров одной и той же страны в данной книге не представляется возможным. Однако один из видов бытовой керамики – каменная посуда (каменный товар) заслуживает внимания.
Каменная посуда (каменный товар)

Она начала производиться в Германии в XVI в. Эта посуда характеризуется чрезвычайно плотным белым или окрашенным черепком. Черепок не просвечивает даже в тонких слоях и характеризуется водопоглощением, не превышающим 7%. Сырьем для каменной керамики служит глина, смешанная с полевым шпатом, кварцем, шамотом и другими веществами. Обжиг проводили при температуре 1200...1280°C. До изобретения фарфора каменная посуда была наибольшим вкладом Германии в мировое развитие керамики. Однако в XVIII в. всемирную известность получила каменная посуда английской фирмы Дж. Веджвуда. Ее отличительная особенность состоит в барельефной декорировке поверхности ваз, бортов тарелок и другими мелкими фигурками и арабесками (стилизованными листьями, цветами) одного цвета на общем фоне изделия другого цвета, например, белый барельеф по зеленому и синему фону.

Происхождение фарфора, фаянса и других художественных керамических изделий антиквары и коллекционеры определяют с помощью имеющихся на изделиях заводских знаков (марки), которые чаще всего выполнялись огнеупорными красками или вдавливались механически по сырому материалу. Иногда вместо заводской марки ставилась монограмма живописца или лепщика. Если изделие не маркировано, то приходится определять его по способу исполнения, форме, характеру черепка, цвету глазури и стилю декора. Знаки маркировки фарфора и фаянса собраны в специальных справочниках и каталогах.

Керамика - неорганические поликристаллические материалы, получаемые из сформованных минеральных масс (глины и их смеси с минеральными добавками) в процессе высокотемпературного спекания.

Состав керамики образован многокомпонентной системой, включающей:

• - кристаллическую фазу (более 50%) - химические соединения или твердые растворы;
• - стекловидную фазу - прослойки стекла, химический состав которого отличается от химического состава кристаллической фазы;
• - газовую фазу - газы, находящиеся в порах.

Свойства керамики определяются ее составом, структурой и пористостью. Керамику классифицируют по вещественному составу, составу кристаллической фазы, структуре и назначению.

По вещественному составу разновидностями керамики является фаянс, полуфарфор, фарфор, терракота, керметы, корундовая и сверхтвердая керамика и так называемая каменная масса.

По составу кристаллической фазы различают керамику из чистых оксидов и бескислородную.

По структуре керамика делится на плотную и пористую . Пористые керамики поглощают более 5% воды, а плотные - 1…4% по массе или 2..8% по объему. Пористую структуру имеют кирпич, блоки, черепица, дренажные трубы и др.; плотную - плитки для полов, канализационные трубы, санитарно-технические изделия.

Керамику классифицируют по характеру строения, степени спекания (плотности) черепка, типам, видам и разновидности, наличию глазури.

По характеру строения керамику подразделяют на грубую и тонкую . Изделия грубой керамики (гончарные изделия, кирпич, черепица) имеют пористый крупнозернистый черепок неоднородной структуры, окрашенный естественными примесями в желтовато-коричневые цвета.

Тонкокерамические изделия отличаются тонкозернистым белым или светлоокрашенным, спекшимся или мелкопористым черепком однородной структуры.

По степени спекания (плотности) черепка различают керамические изделия плотные, спекшиеся с водопоглощением менее 5% - фарфор, тонкокаменные изделия, полуфарфор и пористые с водопоглощением более 5% - фаянс, майолика, гончарные изделия.

Типы, виды и разновидности керамических изделий

Основные типы керамики - фарфор, тонкокерамические изделия, полуфарфор, фаянс, майолика, гончарная керамика .

Тип керамики определяется характером используемых материалов, их обработкой, особенно тонкостью помола, составом масс и глазурей, температурой и длительностью обжига. В состав масс всех типов керамики входят пластичные глинистые вещества (глина, каолин), отощающие материалы (кварц, кварцевый песок), плавни (полевой шпат, пегматит, перлит, костяная зола и др.) При обжиге отформованных изделий в результате сложных физико-химических превращений и взаимодействий компонентов масс и глазурей, формируется их структура. Структура черепка неоднородна и состоит из кристаллической, стекловидной и газовой фаз.

Кристаллическая фаза образуется при разложении и преобразовании глинистых веществ и других компонентов массы. Кристаллическая фаза и особенно муллит придают черепку прочность, термическую и химическую устойчивость.

Стекловидная фаза возникает за счет расплавления плавней и частично других компонентов. Она соединяет частицы массы, заполняет поры, повышая плотность черепка; в количестве до 45 - 50% увеличивает прочность изделий, при большем содержании - вызывает хрупкость изделий, снижает их термостойкость. Стекловидная фаза способствует уменьшению водопоглощения, обуславливает просвечиваемость черепка.

Газовая фаза (открытые и замкнутые поры) оказывает неблагоприятное влияние на физико-химические свойства изделий; снижает прочность, термическую и химическую устойчивость, вызывает водопоглощение и водопроницаемость черепка.

Различие между отдельными типами керамики обусловлено спецификой их внутренней структуры, то есть составом и соотношением отдельных фаз, составом и структурой глазури.

Свойства 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.

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 т.д. -- 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 другие 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 других 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 °C), 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.

Таблица 1. Классификация керамических изделий

Грубокерамические материалы

Крупнопористые крупнозернистые керамические материалы применяются для изготовления крупногабаритных изделий в строительстве, архитектуре малых форм и т. п. Эти сорта выдерживают высокие температуры и термические колебания. Их пластичность зависит от содержания в породе кварца и алюминия (кремнезема и глинозема. -- Ред.). В общей структуре много глинозема с высоким содержанием шамота. Температура плавления колеблется от 1440 до 1600 °С. Материал хорошо спекается и дает незначительную усадку, поэтому используется для создания больших объектов и крупноформатных настенных панно. При изготовлении художественных объектов не следует превышать температуру в1300°С.

Каменная керамическая масса

Основу этого сырья составляют шамот, кварц, каолин и полевой шпат. Во влажном состоянии оно имеет черно-коричневый цвет, а после сырого обжига -- цвет слоновой кости. При нанесении глазури каменная керамика превращается в прочное, водостойкое и несгораемое изделие. Она бывает очень тонкой, непрозрачной или в виде однородной, плотно спекшейся массы. Рекомендуемая температура обжига: 1100-1300 °С. При ее нарушении глина может рассыпаться. Материал используют в различных технологиях изготовления гончарных изделий из пластинчатой глины и для моделирования. Отличают изделия из красной глины и каменную керамику в зависимости от их технических свойств.

Пористая керамическая масса

Глина для керамики представляет собой белую массу с умеренным содержанием кальция и повышенной пористостью. Ее натуральный цвет -- от чисто-белого до зеленовато-коричневого. Обжигается при низких температурах. Рекомендуется необожженная глина, так как для некоторых глазурей однократного обжига недостаточно.

Техническая керамика

К технической керамике относятся электро- и радиотехническая керамика, керметы, абразивные керамические материалы, пенокерамика и другие.

По электрическим свойствам керамику подразделяют на собственно электротехническую, применяемую при частотах до 20000 Гц, и радиотехническую, используемую преимущественно при высоких (более 20000 Гц) частотах.

Электротехническая керамика по области применения делится на изоляторную (установочную), конденсаторную (сегнетоэлектрики) и пьезокерамику, проведение экспертизы качества.

Изоляторная керамика должна иметь низкие потери, хорошие электроизоляционные свойства и прочность. Изоляторная керамика должна иметь большую диэлектрическую проницаемость, малые потери и температурный коэффициент. Основу конденсаторной низкочастотной сегнетокерамики составляют твердые растворы титанатов бария, кальция, циркония и станнатов кальция и магния и др. Использование конденсаторной керамики увеличивает надежность работы и теплостойкость конденсаторов и уменьшает их размеры.

Пьезокерамика - керамические материалы с пьезоэлектрическими свойствами. Структура пьезокерамики - твердые растворы на основе титанита бария, ниобата бария и ниобата и титаната свинца.

Абразивные керамические материалы (абразивы) - вещества повышенной твердости, применяемые в массивном или измельченном состоянии для механической обработки других материалов. Естественные абразивные материалы - кремень, наждак, пемза, корунд, гранат, алмаз и др.; искусственные абразивные материалы - электрокорунд, карбид кремния, боразон, эльбор, синтетический алмаз и др. По убыванию абразивной способности эти материалы располагаются так: синтетический алмаз, кубический нитрид бора, карбид кремния, карбид титана и электрокорунд. В настоящее время разрабатываются новые абразивные материалы на основе боридов и карбидов переходных металлов, а также типа белбора.

Основные характеристики абразивных материалов: твердость. Прочность и износ, размер и форма абразивного зерна, абразивная способность, зернистость. С увеличением прочности этих материалов улучшается сопротивляемость усилиям резания, так как сопротивление сжатию у них в несколько раз больше, чем сопротивление растяжению. Прочность абразивных материалов на растяжение и сжатие снижается с повышением температуры шлифования.

Измельченный и классифицированный абразивный материал называют шлифовальным. Зернистость шлифовальных материалов определяется размером абразивных зерен, т.е. группой материалов по ГОСТ 3647-80: шлифзерно, шлифпорошки, микрошлифпопрошки и тонкие микрошлифпорошки. Обозначение зернистости дополняют индексами В, П, Н и Д, которые характеризуют процентное содержание (массовую долю) основной фракции (36…60%).

Абразивные керамические материалы используются как в несвязанном виде (порошки, пасты, суспензии), так и в связанном (бруски, шлифовальные шкурки, круги, головки и др.).