Незважаючи на все різноманіття керамічних виробів і сировини, що застосовується для їх виготовлення, найважливіші процеси при їх виробництві, розрізняючись в деталях, по суті одні й ті ж. Одержання керамічних виробів складається в основному з наступних технологічних операцій:

1) підготовка сирої керамічної маси;

2) формування виробів;

3) сушіння виробів та оздоблення їх у необпаленому вигляді;

4) випалення виробів;

5) глазурування виробів (може передувати випалення або виконуватися після попереднього випалу з наступним випалом для закріплення глазурі).

Приготування керамічної маси.Загалом керамічна маса складається з чотирьох компонентів: глини (або суміші глин); отощителя; флюсу та води. У деяких випадках при відповідних природних глинах відсутня необхідність у використанні отощителя або флюсу. При необхідності отримання пористого черепка масу вводять порообразующие матеріали.

Для того щоб точно дозувати та рівномірно змішувати з іншими компонентами, глину піддають спочатку грубому, а потім тонкому подрібненню. Необхідною умовоюнормальної роботи агрегатів тонкого помелу є невисока вологість глини (не вище 7...10%). Тому надмірно вологу глину сушать у сушильних барабанах відразу після грубого подрібнення дробарками або глинорізками.

При іншому способі проводиться помел всіх компонентів у кульових млинах мокрого помелу. Отриману керамічну суспензію пропускають через вібраційне сито і піддають розпилювальному сушінню, отримуючи прес-порошок вологістю 5...7%.

Для виробництва доброякісних виробів необхідно надати глині ​​високу однорідність, для чого її перемішують у глиномішалках, при необхідності дозволожуючи та іноді розігріваючи для підвищення пластичності.

Вибір схеми підготовки керамічної маси здійснюється з урахуванням як особливостей сировинних матеріалів, так і способу подальшого формування, для якого головним моментом є вологість Wсировинної суміші. Існують три найбільш часто застосовувані способи підготовки керамічної маси: напівсухий (W= 7 ... 12%), пластичний (W = 17...22%) та мокрий (W> 30%).

Формування керамічних виробівФормування керамічних виробів здійснюють пластичним способом, напівсухим пресуванням та шлікерним литтям.

Пластичне формування (W- 17...22%) здійснюють за допомогою шнекового (стрічкового) преса.Сучасний безвакуумний стрічковий прес - складний агрегат, проте принцип його роботи є надзвичайно простим (рис. 5.1). Керамічна маса через вирву / та нагнітальні валки 2 подається на лопаті шнека (черв'яка) 4, який, обертаючись навколо своєї осі, захоплює масу і переміщає її в бік частини, що звужується - головки 5. На виході з головки встановлюється знімна насадка - мундштук 6, отвір в якому має ту чи іншу форму, яка залежить від конкретного виробу. При виготовленні цегли мундштук має прямокутний отвір розміром 250x120 мм. Під дією тиску (1,6...7,0 МПа), що розвивається шнеком, маса видавлюється через отвір мундштука і виходить у вигляді безперервної глиняної стрічки, яка розрізається на окрему цеглу сталевими струнами.

Методом пластичного формування виготовляють як повнотілу, так і пустотну (багатодирчасту) цеглу, труби, черепицю та інші вироби. При виробництві керамічних труб використовують вертикально формуючі шнекові преси.

Напівсухе пресування проводиться при високому тиску (25...35 МПа). У цьому випадку оптимальний вміст вологи в робочій масі має становити 7...12%. Формування здійснюється на механічних та гідравлічних пресах. Пресування проводиться у прес-формі. , куди з бункера за допомогою каретки переноситься порція прес-порошку . Одночасно під час руху вправо каретка зіштовхує відформований сирець на приймальний пристрій.

При зворотному русі каретки (ліворуч) нижній штам допускається і прес-порошок заповнює прес-форму . Після цього опускається та входить у прес-форму верхній штамп , роблячи попереднє ущільнення маси при тиску близько 2 МПа, внаслідок чого її обсяг зменшується на 30... 35 % . Подальше пресування проводиться нижнім штампом у два щаблі. На першому ступені створюється тиск близько 9 МПа. Після цього нижній штамп опускається вниз, даючи вихід відтиснутому з пресованої маси повітря. Якщо цього не робити, повітря, розширюючись після зняття тиску, розпушить відформований виріб. Остаточне пресування проводиться при тиску близько 30 МПа.

Напівсухим пресуванням отримують керамічні плитки, цеглу, черепицю. Цей спосіб формування має перевагу перед пластичним - при ньому практично не потрібно сушіння виробів і вони можуть одразу прямувати на випал.

Шликерне лиття керамічних виробівзасноване на здатності затверділого гіпсу вбирати воду. Застосовують три способи лиття: зливний; наливний; комбінований.

При зливному способі формування рідку керамічну масу (шлікер) наливають у гіпсову форму, пористі стінки якої вбирають вологу, віднімаючи її від шлікера, внаслідок чого по внутрішній поверхні форми утворюється суцільний рівномірний шар маси, що загуснула. . Коли цей шар набуде потрібної товщини, надлишок шлікера зливають, а виріб залишають ще на деякий час у формі для висихання (підв'ялки), внаслідок чого воно дає усадку і легко відстає від стінок форми.

При наливному способі шлікер заливають у простір між частинами роз'ємної форми, що сполучаються. При цьому способі процес ущільнення маси протікає швидше, тому що волога відбирається і із зовнішньої, і з внутрішньої поверхонь заготівлі . На відміну від зливного наливний спосіб дозволяє формувати вироби більш складної форми та з більшою точністю розмірів.

У деяких випадках доцільно використовувати обидва способи (комбінований спосіб). Наприклад, у раковин та умивальників «тіло» чаші – наливне, а порожні борти – зливні.

Методом лиття виготовляють тонкостінні фаянсові та фарфорові санітарно-технічні вироби, посуд, вази, статуетки, хімічний посуд та прилади. Цей спосіб, на відміну від інших, дозволяє виготовляти вироби складної форми.

Сушіння виробів.Сушіння виробів здійснюється в сушарках різноманітних конструкцій (камерних, тунельних). Сушіння керамічних виробів є трудомісткою стадією виробництва, тому що в процесі сушіння виходить великий відсоток шлюбу внаслідок утворення тріщин та деформації заготовок.

Глазування керамічних виробів.Глазур'юназивається тонкий склоподібний шар, що наноситься на поверхню керамічного виробу з метою надати йому гарний зовнішній вигляді одночасно підвищити водонепроникність та стійкість до хімічних та механічних впливів. За складом і фізичними властивостями глазурі є різновидом скла. Для приготування глазурі використовують природні матеріали, що містять кремнезем і глинозем (кварцовий пісок, глину, польовий шпат, тальк та ін), а також солі та оксиди різних металів: калію, натрію, літію, бору, кальцію, магнію, барію, цинку, свинцю, олова і т.д. Оксиди металів надають глазурі те чи інше забарвлення, покращують блиск та інші властивості, знижують температуру плавлення глазурі.

Глазурі можуть бути прозорими та непрозорими (глухими). І ті, й інші можуть бути забарвленими та безбарвними.

Тонко подрібнену глазур змішують з водою для отримання суспензії з консистенцією вершків (щільністю 1350... 1400 кг/м 3 ) і наносять на поверхню виробу шляхом поливу, занурення або пульверизації. Під час випалу глазур розплавляється, розтікається поверхнею і при охолодженні перетворюється на склоподібний шар.

Випалення керамічних виробів.Випал дозволяє здійснити незворотне перетворення керамічної маси на тверде каменевидне тіло. Цей процес називається спіканням.

Процеси при випаленні починаються з випаровування тієї частини механічно примішаної води, яка не була видалена з виробу при сушінні. За подальшого підвищення температури в інтервалі від 500 до 800 °С відбувається виділення хімічно зв'язаної води. При цьому, наприклад, каолініт перетворюється на метакаолініт: А1 2 0 3 2Si0 2 2Н 2 0 -»А1 2 0 3 2Si0 2 + 2Н 2 ВІД. В інтервалі температур від 800 до 900 °С відбувається дисоціація глинообразующих мінералів, наприклад метакаолініту: А1 2 0 3 2Si0 2 --> А1 2 0 3 + + 2Si0 2 , а також присутнього в масі вуглекислого кальцію: СаС0 3 -> + С0 2 .

Оксид кальцію, як і інші оксиди металів, при подальшому підвищенні температури починає реагувати з кремнеземом і глиноземом, утворюючи легкоплавкі суміші різних силікатів і алюмосилікатів. Кількість розплаву, що утворюється, збільшується в міру нагрівання; відповідно до цього змінюються і властивості черепка. Спочатку пористий черепок починає поступово ущільнюватись і втрачати свою пористість, перетворюючись на щільний клінкер. Для отримання пористих виробів випал проводять за невисокої температури. Якщо ж необхідно отримати виріб із щільним кам'яним черепком, то температуру підвищують до такого значення, при якому кількість розплаву стає достатньою для заповнення всіх проміжків і порожнин між нерозплавленими частинками.

Температура випалу різних виробів будівельної кераміки становить від 900 до 1700”С.

Печі для випалу, що застосовуються в керамічній промисловості, переважно безперервно діють. За формою пічного простору сучасні печі бувають тунельними та щілинними.

Тунельна пічявляє собою довгий (100...160 м) вузький канал, викладений зсередини вогнетривкою цеглою. Зона випалення у цій печі розташовується приблизно посередині. Випалювані вироби розміщуються на вагонетки і вкочуються в піч одна за одною, утворюючи суцільний поїзд. При всуванні нової вагонетки з одного кінця печі весь поїзд перемішується так, що з іншого кінця виштовхується вагонетка з обпаленим матеріалом. Тунельні печі використовуються під час виробництва цегли, керамічних труб, сантехнічних виробів.

Щілинні печізастосовуються для випалу керамічної плитки та черепиці. Вони працюють подібно до тунельних печей, але мають дуже вузький щілинний канал, в який подаються вироби за допомогою роликового конвеєра. Ширина каналу щілинних однорядних печей – від 0,9 до 2,5 м, висота – 0,6...0,8 м; довжина щілинної печі – від 24 до 65 м.

Наскільки різноманітна кераміка, важко навіть уявити. Спробуємо перерахувати лише найголовніші види кераміки. За призначенням зазвичай кераміку поділяють на будівельну, побутову та технічну.

Будівельна кераміка:цегла, черепиця, труби, облицювальні плитки різних видів для зовнішніх та внутрішніх оздоблення стін будівель, плитки та плити для підлоги, санітарно-технічні вироби (раковини, ванни, унітази, бачки до них тощо).

Побутова кераміка:посуд, художні вироби.

Технічна кераміка:найрізноманітніші вироби для машинобудування, ракетобудування, радіоелектроніки, електротехніки та інших галузей промисловості.

Однак при всьому різноманітті розрізняють щільну і пористу. При цьому неважливо, з якої сировини виготовлено виріб, якого кольору його черепок, як оброблена поверхня. До щільної кераміки відносять: фарфор неглазурований («порцеляновий бісквіт»), а також глазурований; фаянс. Представниками пористої кераміки є: майоліка, теракота, шамот.

Однак саморобників цікавить головним чином та технологія виготовлення кераміки, вироби з якої вони можуть виготовляти самі. Це майоліка та теракота. Ось про них і піде розмова нижче.

Ліплення, відминка, лиття...

Горщик формують із глини різними способами. Стародавні горщики брали мішок з мокрим піском, надавали мішку форму майбутнього горщика, а потім обліплювали його з усіх боків вологою пластичною глиною, вирівнювали поверхню і іноді наносили на м'яку глину дерев'яною паличкою візерунок у вигляді смуг та спіралей. Коли глина висихала, висихав і пісок у мішку. Тоді пісок висипали, легко виймали мішок, що звільнився, а глиняний горщик обпалювали на багатті.

Потім вигадали гончарне коло. Виготовлені на ньому керамічні вироби мають обов'язкову форму тіл обертання принаймні спочатку. Ліпили з глини та зображення тварин, людей. Ці статуетки були настільки симетричними, як гончарні вироби.

Але великі ліпні вироби не виходили. Справа в тому, що їх не вміли робити порожніми, і тому вони неминуче виявлялися «товстостінними», в результаті розтріскувалися або сильно деформувалися при сушінні і випаленні.

Невідомо, хто перший помітив, що якщо сильно розведену водою глину у вигляді сметаноподібної маси (шлікера) вилити в посудину з пористими стінками, що вбирають воду, то на стінках судини утворюється скоринка з глини. Чим довше шлікер знаходиться в такій посудині, тим товстіша утворюється кірка. Якщо потім зайвий шлікер вилити, а скоринці, що утворилася, дати підсохнути, то її можна з судини витягти. І вийде виливок, зовнішня поверхня якого буде копією внутрішньої поверхні судини.

Це спостереження лягло в основу так званого зливного способу формування керамічних виробів складної форми, наприклад, статуеток, ваз, кахлів, унітазів, раковин. Багато унікальних витворів мистецтва отримані саме зливним способом.

Нижче ми докладно познайомимося саме з таким способом виготовлення майоліки, тобто виробів із кольорової обпаленої глини з крупнопористим черепком, покритим емаллю.

Послідовність операцій при зливному способі формування керамічних виробів:

Готують всі тверді компоненти сировинної суміші, причому краще їх подрібнити, щоб полегшити наступний помел; здійснюють мокрий помел, це дуже відповідальна операція, від якої залежить якість майбутніх виробів (у млин при подібному помелі крім глини та всіх добавок заливають ще й воду);

Отриманий шлікер заливають у заздалегідь підготовлені роз'ємні гіпсові форми і витримують в них до тих пір, поки не буде досягнута потрібна товщина стінок виробів;

З форм зливають «зайвий» шлікер, а форми з виробами залишають для первинного просушування - подвяливания;

Обережно рознімають форми та витягують із них вироби;

Вироби та форми висушують (останні після сушіння використовують для формування повторно);

Сухі вироби покривають шаром глазурі;

Глазуровані вироби обпікають у печі та охолоджують.

У наведеній тут загальній схемі отримання майоліки зливним способом немає подробиць. Але саме в цих подробицях укладені ті самі секрети та хитрощі, які називають таємницею гончарної майстерності. Але про секрети трохи згодом. Тих, хто вирішить спробувати свої сили в цьому чудовому ремеслі, хочу відразу попередити, що без млина і печі їм ніяк не обійтися. Врахуйте це, будь ласка.

Глина глині ​​різниця

Глини бувають різні. Геологи та технологи розрізняють безліч різновидів глин. Для нас важлива інформація про глини, з якими нам належить працювати.

Просто глини - осадові гірські породи, що складаються переважно з глинистих мінералів (каолініту, монтморилоніту, галуазиту та ін) і деякої кількості домішок, що мають здатність розмокати і набухати у воді з утворенням при цьому пластичної маси. Ці породи зазвичай мають червонувато-буре або жовто-буре забарвлення.

Каоліни - осадові гірські породи з глинистих мінералів, які здебільшого складаються з каолініту чи його різновидів. (Каолініт - мінерал підкласу шаруватих силікатів, Al 4 (OH) 8 - Прим. ред.)

Бентоніти - осадові породи, але складаються з мінералів групи монтморилоніту. Ці мінерали мають шарувату кристалічну структуру як у графіту або тальку, тобто складаються з найтонших лусочок, здатних при механічному впливі на них ковзати один по одному. Тому ці мінерали навпомацки здаються жирними. До того ж між лусочками є порожнини, які легко проникають молекули води. Завдяки цьому бентонітові глини сильно набухають у воді та утворюють пластичне тісто.

При всій різноманітності глинистих мінералів у них є загальна особливість: вони утворилися при хімічному руйнуванні інших мінералів і тому розміри їх кристалів дуже малі - всього 1...5 мкм у поперечнику.

Крім глинистих мінералів всі глини містять ту чи іншу кількість домішок, які сильно впливають на властивості глин, тому склад і кількість домішок необхідно враховувати при роботі з глиною. Познайомимося з основними домішками, які у глинах.

Кварц - одне із найпоширеніших Землі мінералів, що з однієї лише двоокису кремнію - кремнезему (Si0 2).

Польовий шпат - досить звичайний мінерал, у якому поруч із кремнеземом обов'язково присутній глинозем - окис алюмінію (Аl 2 0 3), і навіть окис однієї з металів типу натрію, калію, кальцію (найчастіше цих трьох).

Слюда – знайомий усім мінерал, характерний тим, що дуже легко розщеплюється на найтонші прозорі платівки. Слюда містить кремнезем, глинозем та (часто) сполуки заліза, натрію, магнію.

Найчастіше ці мінерали-домішки складають присутній у глині ​​пісок. Рідше у глині ​​зустрічаються зерна вапняку, гіпсу, інших порід та мінералів.

Різні мінерали по-різному впливають властивості глини. Так, кварц знижує її пластичність, але збільшує міцність черепка після випалу. Польові шпати знижують температуру спікання. А ось зерна вапняку можуть бути і корисними, і шкідливими, що залежить від їхнього розміру. Якщо ці зерна великі (до 2 мм у діаметрі), то вони для кераміки шкідливі. Справа в тому, що при випаленні вапняк перетворюється на окис кальцію (СаО), тобто в те саме вапно, яке ми називаємо кип'яткою. Зерна вапна у вже готовому черепку обов'язково «натягнуті» пари води з повітря. При цьому вапно почне гаситися, сильно збільшуючись в обсязі. Зрештою, таке розширення піщинки призведе до руйнування виробу, який обов'язково потріскається. Якщо ті ж домішки знаходяться в глині ​​у вигляді тонкого порошку, та ще рівномірно в ній розподілені, шкоди від них не буде. Іноді навіть навпаки корисно додати в глину кілька тонкоподрібнених вапняків. Навіщо? Про це буде розмова пізніше.

Домішки в глинах зустрічаються у вигляді зерен. Деякі мінеральні речовини, розчинні у воді, ніби просочують глину. Це сполуки заліза, марганцю, сірки та цілого ряду інших елементів. Саме вони найчастіше надають глині ​​її кольору. Щоб переконатися в цьому, зробіть простий досвід. Помістіть у склянку дрібку звичайної бурої глини і залийте її оцтом. Розмішайте вміст, а потім обережно промийте водою, щоб не злити осад. Ви побачите, що в склянці залишився осад білого або світло-сірого кольору, а все буре забарвлення перейшло до води. Це сталося тому, що домішки, що фарбують глину, розчинилися в кислоті і «відмилися» водою.

Що вам треба знати про глину

Властивості глин дуже різноманітні та численні. Тому зупинимося лише на властивостях, особливо важливих для гончарів, щоб вони могли правильно вибрати глину, а головне – підготувати її до роботи.

Серед властивостей глини дещо виділяють її запісоченість, яка характеризує вміст у глині ​​піщаних частинок. Щоб визначити запесочення глини, знадобиться сито з розміром осередків 0,14 мм. Беруть 100 г висушеної глини і замочують її в велику кількістьводи до повного розмокання. Потім отриману вологу масу викладають на сито і промивають водою до зникнення каламуті в сливі (до « чистої води»). Після цього субстанцію, що залишилася на ситі, а це і буде пісок, що міститься в глині, перекладають на металеву тарілку і сушать на плиті або в духовці. Далі пісок зважують з точністю до 0,1 г. Маса піску в грамах і дорівнюватиме запесоченности глини.

Інші властивості глини, знання яких необхідне гончару, зазвичай поділяють на водні та вогневі.

Водні властивості

Пластичність - кількість води, яку необхідно додати до глини, щоб одержати пластичне тісто. Цю кількість води визначають дослідним шляхом.

Беруть 100 г сухої глини, розтертої у ступці до тонкого порошку, і додають до неї 5 г води. Замішують тісто, скочують з нього кульку, укладають останню на рівну поверхню, наприклад, на стіл, і долонею розкочують в циліндр-ковбаску (рис. 1). Якщо «ковбаска» за деякий час починає розпадатися – води мало. Тоді повторюють досвід, додаючи в глину більшу кількість води, наприклад, 10 г. Тільки не можна додавати воду до вже приготовленого тесту, доведеться замішувати тісто заново. Якщо і цього разу циліндр розвалиться, значить води ще мало. Тоді треба ще на 5 г збільшити кількість води. Словом, повторюють цю процедуру доти, доки глиняна «ковбаска» або не перестане розтріскуватися (означає, досягнуто межу розкочування), або почне просто розмазуватись по поверхні, що свідчить про досягнення межі плинності.

Різниця між вологістю глини в стані межі плинності вологістю тієї ж глини в стані межі розкочування називають числом пластичності. За значенням цього числа судять про пластичність глини. Нагадаю ще, що відносна вологість характеризується відношенням маси рідини, що міститься у вологій речовині, до маси цієї вологої речовини. Виражається вологість у відсотках. Отже, малопластичні вважають глину, число пластичності якої менше 7%, у пластичної глини це число - 7 ... 15%, у високопластичної - більше 15%. Знання пластичності глини дуже важливе при складанні рецептури керамічної маси, а також для призначення режиму сушіння виробів.

Пластичність глини можна певною мірою змінювати запровадженням добавок.

Повітряна усадка- Зменшення обсягу глини при її висиханні. При видаленні з глини води частинки мінералів, що становлять глину, зближуються між собою, що викликає усадку. Це також дуже важлива характеристика, яка знадобиться, наприклад, щоб визначити розмір виробу-сирцю. Визначають повітряне усадження так. Приготувавши і промісивши добре кілька керамічного тіста, вологість якого відповідає межі пластичності, його загортають у трохи зволожений шматок полотняної матерії і кладуть на рівну дошку. Далі дерев'яним молотком-киянкою «простукують» тісто. Цей прийом, званий вибиванням, дозволяє отримати тісто без повітряних бульбашок і порожнин. Потім, не дістаючи глину з полотна, надають їй форму рівного шару завтовшки 10 мм. Після цього гострим ножем розрізають глину (без полотна, звісно) на квадрати зі стороною 50 мм. При цьому користуються лінійкою, щоб лінії розрізу були прямими та рівними. Потрібно виготовити не менше п'яти штук таких глиняних плиточок.

Потім загостреною паличкою на поверхні плиточок також по лінійці наносять діагоналі. Не глибоко, але так, щоб вони були добре помітні. Залишилося за допомогою циркуля-вимірника, розкривши його рівно на 50 мм, завдати його кінцями ризиків упоперек обох діагоналей (рис. 2). Для сушіння плитки укладають в затишне місце, наприклад, на полицю або сухе підвіконня. Звичайно, на плитки не повинні потрапляти прямі сонячні промені, причому не можна їх розташовувати близько до опалювальних приладів. При кімнатній температурі плитки просохнуть протягом тижня, після чого можна приступати до визначення повітряної усадки. Для цього взявши штангенциркуль, вимірюють з точністю до 0,1 мм відстані між ризиками на діагоналях. Не забудьте під час вимірювання оглянути зразки, відзначити зміни форми, наявність тріщин, прогинів, викривлень тощо.

Припустимо, що після вимірів всіх 5 плиток отримали такі результати (в мм): 45,0, 45,9, 46,1, 45,6, 47,8, 46,2, 45,4, 45,5, 46, 1, 45,8. Обчислимо середнє арифметичне цієї групи чисел, навіщо суму значень цих чисел розділимо з їхньої кількість:

459,4: 10 = 45,94 мм.

Тепер визначимо відсоток усадки, знаючи, що відстань між ризиками до сушіння дорівнювала 50,0 мм:

[(50,0 – 45,94)/50] х 100 = 8,12%.

Ось це і є повітряне усадження нашої глини. У різних глин вона неоднакова і коливається не більше від 1 до 15%.

Одночасно за станом цих зразків визначаємо і ще одну властивість нашої глини - чутливість до сушіння. Якщо після сушіння зразки не деформовані і на них відсутні тріщини, то глина мало чутлива до сушіння. Наявність слабких спотворень форми або невеликої кількості дрібних усадкових тріщин свідчить про підвищену чутливість глини до сушіння. Зрештою, якщо зразки сильно деформовані або потріскалися - глина високочутлива до сушіння. Це дуже важливий показник, який обов'язково враховують при призначенні рецептури керамічної маси тієї чи іншої глини.

Вогневі властивості

Спікання - здатність глини давати при випаленні щільний черепок. Дослідники, які займаються керамікою, домовилися, що здатність глини утворювати черепок необхідно визначати при одній і тій же температурі, а саме при 1350 ° С. Адже різні глини спікаються при "своїх" температурах, розкид яких дуже значний (від 450 до 1450 ° С) , і якщо визначати спікання кожної глини при її температурі, то важко встановити кількісну міру спікання. Тож і обрали одну температуру.

Ступінь ж спекаемости визначають водопоглинання обпаленого при 1350 ° С черепка тієї чи іншої глини: якщо водопоглинання менше 2% - глина сильноспекающаяся; від 2 до 5% - середньоспека; більше 5% - неспекається. (Водопоглинання - здатність матеріалу вбирати воду при зануренні в неї.) Спікання глин вдається регулювати за допомогою добавок.

Оскільки ми домовилися, що займатимемося виготовленням майоліки, тобто пористої кераміки, нам не доведеться домагатися сильного спікання глини. Однак, щоб визначити температуру спікання тієї глини, з якою потрібно працювати, цю властивість глини знати бажано.

Для визначення спекаемості нашої глини підійдуть ті ж зразки, які послужили для визначення повітряної усадки. Причому не страшно, що вони потріскалися під час сушіння або змінили форму. Якщо є доступ до лабораторної печі муфельної, то обпалити висушені зразки краще в ній.

Ми хочемо встановити зараз, наскільки сильно можна спекти у печі черепок з наявної глини без введення будь-яких добавок. Тому і встановимо у муфелі відповідну температуру.

За відсутності муфеля зразки обпалюють у звичайній опалювальній печі. Для цього в кінці протоплювання печі, коли в топці накопичиться досить багато золи, але паливо ще повністю не прогоріло, висушені зразки укладають поверх вугілля, не закопуючи в них. Засувку печі та піддувало прикривають так, щоб горіння палива тривало із середньою інтенсивністю. Коли пекти протопиться, її просто закривають. Зразки дістають з печі тільки після її охолодження, тобто приблизно через 10...12 год. Температура спікання у разі буде така, яку забезпечить піч, де ви збираєтеся обпалювати свої вироби. Зазвичай дров'яні печі дають температуру 850 ... 950 ° С. Осика, липа та інші м'які породи при горінні виділяють менше теплоти, ніж хвойні породи. Тверді (дуб, бук, в'яз) – більше. Звичайно, багато в чому температура залежить від тяги в печі.

Вийнявши зразки з печі, їх обтрушують від золи і пилу, після чого зважують на аптечних вагах з точністю до 0,1 г і поміщають їх в посудину з водою, занурюючи зразки у воду не повністю, а на 2/3 їх товщини.

У воді зразки витримують одну добу, після чого виймають, промокають сухою ганчіркою або промокальним папером (вода з них капати не повинна) і знову зважують з тією ж точністю.

Водопоглинання зразків обчислюють за такою формулою:

В = [(М - М с)/М с ] х 100,

де М с – маса сухого зразка, г; М - маса насиченого водою зразка, г; В – водопоглинання, %.

Піддати подібному випробуванню необхідно не менше 3 зразків, потім обчислюють середнє арифметичне отриманих результатів. Це буде значення водопоглинання. Якщо воно виявиться менше 2%, то глина легкоспека, при 2 ... 5% - середньоспекова, вище 5% - неспекається. Якщо глина легкоспека, жодних заходів для поліпшення її спекання не потрібно. Середньоспекову глину, швидше за все, також можна дати спокій. А ось як підвищити спікання глини, що спікається, обговоримо пізніше.

Якщо після з'ясування повітряної усадки зразки виявляться непридатними для визначення спекаемости, ну, скажімо, вони розвалилися при сушінні або виявилися сильно деформованими, слід приготувати такі самі зразки. Але сушити їх доведеться обережніше і повільніше, для чого їх краще помістити в закриту посудину, наприклад, скляну банку, і накрити її листом паперу. Сушіння в цих умовах триватиме не менше 2 тижнів.

Вогнева усадка - зміна об'єму глини при випаленні. Ступінь подібної усадки залежить не лише від властивостей глини, а й від температури випалу. Як і у випадку зі спекаемостью, вогневу усадку визначають при 1350 ° С. Але в нашому випадку важлива вогнева усадка при температурі випалу, тобто при тій, яку забезпечить піч. Знання вогневої усадки допоможе визначити, якого розміру потрібно виливок, щоб після випалу отримати виріб заданих розмірів. Природно, що при цьому враховують і повітряне усадження.

Якщо зразки, які зазнали випалу для вивчення спекаемости, добре зберегли форму і нанесені на них ризики чітко видно, визначити вогневу усадку можна за їх допомогою.

Для цього, застосовуючи штангенциркуль або циркуль-вимірювач, вимірюють знову відстані між ризиками на діагоналях зразків. Розраховують вогневу усадку за тією ж формулою, що і повітряне усадку. Потрібно лише зіставити відстані між ризиками після сушіння з відстанями після випалення. Зазвичай у більшості глин вогнева усадка становить 6...8%. Як уже говорилося, загальна усадка дорівнює сумі повітряної та вогневої. Вона для звичайних глин, як правило, близька до 15%, але спостерігаються істотні відхилення від цього значення.

Всі ці відомості знадобляться, щоб призначити склад сировинної суміші, з якою доведеться працювати, а також визначити розміри форм та встановити режими сушіння та випалювання виробів.

Отже, із властивостями пластичної глиняної маси ми розібралися. Познайомимося зі специфічними властивостями рідкої ливарної глини (шлікером), які знадобляться при виготовленні майоліки зливним способом. Але спочатку підготуємо сито з розміром комірки 0,0053 мм, віскозиметр Енглера та секундомір. Все це навряд чи дістанеш у невеликому містечку, а тим більше – у селі. Але і сито, і віскозиметр можна зробити самостійно. Докладно про це буде в наступному розділі, спеціально присвяченому обладнанню, приладам та пристроям, необхідним для роботи з керамікою. А поки скажемо, що сито за конструкцією нічим не відрізняється від звичайних сит, тільки замість традиційних сітки тут доведеться натягнути капронову або нейлонову панчоху, яка замінить сітку з розміром осередку 0,0053 мм. Замість секундоміра підійдуть будь-який годинник з секундною стрілкою - точності до 1 з цілком достатньо.

Ще знадобиться фарфорова ступка місткістю не менше 0,5 л з фарфоровим пестом. Ще краще було б придбати лабораторний фарфоровий млин. Майте на увазі, що чавунна або бронзова ступки в даному випадку не підійдуть, тому що при подрібненні компонентів у шлікер потрапить метал у вигляді дрібного пилу, що може помітно позначитися на властивостях шлікера. Але якщо іншого виходу немає, застосовуйте чавунну ступку.

Щоб визначити властивості шлікера, останній спочатку треба приготувати. Для цього візьмемо 0,5 кг висушеної глини та додамо до неї воду, кількість якої залежить від пластичності. Так, малопластичні глини розводимо у 320 мл води, глини середньої пластичності – у 300 мл, високопластичні – у 280 мл. (Вологість шлікера в цьому випадку складе приблизно 39%, 37,5% та 36% відповідно.)

Отже, глину і воду в потрібних кількостях поміщають у ступку, після чого подрібнюють глину, розтираючи пестом. Коли під товкачем перестане відчуватися пісок, можна вперше визначити тонкість подрібнення (помелу) шлікера. Відваживши 100 г шлікера, його виливають у сито з сіткою з панчохи та струменем води промивають шлікер до чистої води. Відмитий залишок сушать і зважують. Якщо маса його виявиться меншою за 2г (у нашому випадку менше 2%), то шлікер готовий.

Маса залишку на ситі 0053 (так позначається сито розміром комірки 0,0053 мм) характеризує тонкість помелу шлікера. Вона не повинна перевищувати 2%, інакше шлікер стане інтенсивно розшаровуватися, тобто з нього при формуванні виробів почнуть швидко осідати більші частинки, в результаті стінки вироби набудуть неоднакових структур і щільність на різній висоті. Додамо також, що тонкість помелу не повинна бути меншою за 1%. В останньому випадку шлікер занадто швидко загусає, тому щільність стінок виробів виявиться різною за товщиною. Якщо тонкість помелу виявиться недостатньою (залишок на ситі перевищить 2%), шлікер доведеться розтирати додатково, щоб кількість залишку вписалася в потрібний діапазон.

Підготувавши шлікер необхідної якості, приступають до визначення його плинності. Для цього шлікер наливають у віскозиметр із закритим зливним отвором. Через 30 з зливний отвір відкривають і одночасно починають відлік за секундною стрілкою годинника. Коли посудину під віскозиметром виллється рівно 100 мл шлікера, отвір зливу закривають. Час, за який з віскозиметра витече 100 мл шлікера і є його плинність. Зазвичай нормальна плинність ливарного шлікера становить 20 с. При плинності більше 25 с в шлікер необхідно вводити розріджувальну (пластифікуючу) добавку. Якщо плинність менше 15 с, необхідно зменшити вологість шлікера, тобто додавати в глину менше води. Словом, плинність шлікера, придатного для лиття, лежить у межах 15...25 с.

Тепер розберемося із загусністю шлікера, яка проявляється в тому, що плинність шлікера з часом зменшується, тобто час закінчення 100 мл шлікера з віскозиметра через якийсь період зростає. Визначають загусність так. Шлікер, що залишився у віскозиметрі після визначення плинності, зберігають у спокої протягом 30 хвилин, не струшуючи та не перемішуючи його. Потім знову вимірюють час закінчення 100 г шлікера, як вперше. Цей час буде, зрозуміло, більшим, ніж перший. Розділивши новий час закінчення шлікера на попереднє, одержують його ступінь загусання. Якщо це приватне виявиться більше 2,2, то шлікер не придатний для формування. Його плинність і час загусання треба регулювати добавками.

Ще одна дуже важлива властивість шлікера, від якого багато в чому залежать як формувальні властивості шлікера, так і якість майбутнього черепка – щільність. Визначають густину шлікера за допомогою ареометра (денсиметра) з інтервалом градуювання 1,5...1,8 г/см3. Подібний ареометр роздобути не завжди вдається, але можна замінити його двома або навіть трьома ареометрами, діапазон вимірювань яких перекриває названий інтервал, наприклад, один від 1,5 до 1,6, інший - 1,55...1,65, а третій – 1,56...1,85.

За відсутності ареометра щільність визначають зважуючи відомий обсяг шлікера. Наприклад, попередньо зважений з точністю до 0,1 г мірний посудину ємністю не менше 100 мл наповнюють шлікером до мітки, що позначає цей обсяг. Зваживши посудину з шлікером, з маси, що отримується, віднімають масу порожньої судини і ділять результат (різницю) на обсяг шлікера О ш. Приватне від поділу (з деяким застереженням) можна вважати щільністю шлікера П ш:

П ш = (М ш - М п)/О ш г/см3.

Зауважу, що насправді значення густини, обчислене таким способом, дещо відрізнятиметься від значення, яке покаже ареометр. Отримана в першому випадку питома вага шлікера, з густиною по ареометру може і не збігтися.

ВступСировинними матеріалами для виробництва керамічних виробів є каоліни та глини. Застосовуються в чистому вигляді, а частіше – у суміші з добавками (отощаючими, пороутворюючими, плавнями, пластифікаторами). Під каолінами іглінами розуміють природні водні алюмосилікати з різними домішками, здатні при замішуванні з водою утворювати пластичне тісто, яке після випалу незворотно переходить у каменеподібний стан. Основа будь-якого керамічного виробу – глина. За кольором вона ділиться на два основні види: червонопека, яка після випалу стає червоною, і білопека, яка після випалу стає білою. Щоб визначити, із якою глиною маєте справу, потрібно зробити пробу: обпалити невеликий шматок глини. Навіть деякі чорні глини після випалу стають білими.

Глина - одне із найпоширеніших природних матеріалів, освоєних людиною ще давнину. Висока пластичність матеріалу дозволяла виготовляти з нього безліч необхідних у побуті предметів – головним чином посуд, прикраси та всілякі культові фігурки.

Найраніші вироби були тендітними, боялися вологи, й у глиняних судинах можна було зберігати лише сухі продукти. Але, розгрібаючи золу згаслого вогнища, людина не раз помічала, що глинистий ґрунт у тому місці, де горіло багаття, стає твердим як камінь. Ці спостереження, мабуть, і навели людину на думку випалювати для міцності глиняні вироби.

Речі із обпаленої глини прийнято називати керамікою.

Сучасне керамічне виробництво має складне технічне обладнання, застосовує більш досконалу технологію та нові матеріали. Але виробляти керамічні вироби можна і вдома, використовуючи цілком доступні матеріали та обладнання, застосовуючи порівняно нескладну технологію.

Технологія виробництва керамічних виробів

Виготовлення керамічних виробів включає кілька етапів: приготування тістоподібної маси, формування виробу, нанесення декору, сушіння, випалення в печі.

1) Глиняне тісто має бути однорідно за структурою, без шаруватості та повітряних бульбашок, рівномірно перемішане з добавками, зволожене до необхідної пластичності, здатне приймати ту чи іншу форму при невеликому тиску. Кондиційна глина не прилипає до рук, окремі її шматки легко з'єднуються. Є кілька способів виготовлення глиняного тіста. Один з них полягає в наступному: підсушену та роздроблену глину заливають великою кількістю води, розмішують до плинного стану, пропускають через сито в чисту ємність. Глина осідає на дно. Потім надлишок води видаляють випаровуванням або за допомогою насоса. Влітку вода легко випаровується у широкій ємності.

Перед формуванням глиняна маса піддається додатковому обробленню: з неї видаляють бульбашки повітря, переминаючи, надають їй однорідну структуру.

Добута глина зазвичай змішана з піском, дрібним камінням, залишками згнилих рослин та іншими сторонніми речовинами, які повинні бути повністю видалені, щоб глина стала придатною до вживання.

Очищена глина до її використання зберігається у вологому стані у закритих приміщеннях. Витримка глини протягом кількох місяців значно покращує її робочі якості, дозволяючи глині ​​зберігати форму в процесі створення виробу, залишаючись податливою та пластичною. Свіжу глину часто з'єднують із старою, із попередньої змішаної партії; це посилює бактеріальну активність та покращує якість матеріалу.

2) Формування керамічних виробів здійснюють у різний спосіб: пластичним формуванням, литтям (з використанням гіпсових форм), пресуванням, гарячим литтям під тиском.

Найчастіше застосовуються способи пластичного формування: ручне - "від руки" (при виробництві тонких художніх виробів - квітів, прикрас тощо); формування "смужками"; у гіпсових формах ліпленням; у гіпсових формах за допомогою шаблону; на гончарному колі.

Гончарне коло дозволяє створювати симетричні, що рівномірно розширюються або звужуються судини різноманітної форми. Він складається із залізного вертикального стрижня, прикріпленого до робочого столу та двох дерев'яних кіл - великого, нижнього (діаметр - 95-105 см), та малого, верхнього (діаметр - 30-40 см). Гончарне коло рухається обертанням ногою нижнього кола. Верхнє коло є безпосередньо робочим місцем, де формують виріб. При цьому необхідні деякі інструменти: дерев'яний різан, шматок плоскої гуми, грецька губка, металева ключка, шматочки шкіри та оргскла.

Робота на гончарному колі потребує віртуозної майстерності. Сиру глину, кинуту на гончарне коло, мокрими руками витягують у конус. Натискаючи на нього зверху рукою, гончар опускає масу вниз. Це повторюється кілька разів (для вирівнювання текстури керамічної маси). Витягнуту грудку в результаті натиску великим пальцем перетворюють на порожнистий циліндр. Пропускаючи стінки циліндра між двома пальцями, виточують корпус та шийку виробу. За допомогою дерев'яного різака надають масі необхідну форму. Під час формування руки слід періодично змочувати водою, щоб посилити ковзання пальців. Надавши виробу закінчену форму, його загладжують мокрою губкою та шматочком гуми, після чого тонким дротом або шпагатом зрізають із гончарного кола і ставлять для сушіння – найчастіше на повітрі. Висох до 19-20% вологості виріб встановлюють на центр верхнього кола, прикріпивши шматочком глини, і підправляють відповідними інструментами; виточують металевим гачком, загладжують мокрою губкою, полірують оргсклом. Якщо виріб складається з кількох деталей, їх склеюють. Далі йде декорування.

Лиття в гіпсових формах засноване на здатності гіпсу вбирати вологу. Розріджену глиняну масу, так званий шлікер, заливають у гіпсову форму, волога вбирається і через деякий час у стін форм утворюється рівний шар глини. Маса поступово твердне, розміри виробу, що формується, скорочуються і одержуваний напівфабрикат легко відокремлюється від форми. Такі вироби відрізняються пухкістю і дають велику усадку.

3) Наступним етапом у виробництві кераміки є сушіння. У свіжоформованому чи вилитому виробі міститься від 22 до 30 % вологи – залежно від способу формування. Виріб треба висушити до вмісту вологи не більше 5 %, щоб уникнути нерівномірної усадки та розтріскування при випаленні. Сушіння сирцю проводять у тунельних та камерних сушарках.

Процес сушіння при різному складі маси проходить неоднаково: чим жирніша глина, тим довше вона сушиться. При неоднаковій щільності черепка усушка проходить нерівномірно, що веде до появи тріщин та деформації. Форма виробу також має значення: що більше його площа, то швидше воно сохне. Під час сушіння не повинно бути протягів. Спочатку виріб проходить попереднє сушіння, при 19% вмісту вологи - декорується, а потім вже йде остаточне сушіння.

Основне призначення сушіння виробу-сирцю – зниження його вологості, придбання міцності, достатньої для транспортування в піч та подальшого бездефектного випалу при мінімальних енерговитратах. Плоскі вироби зазвичай сушать у формах. Вироби, виготовлені методом лиття, спочатку підв'ялюють у формах до надання виробам необхідної міцності, а потім витягають з форм і досушують до вологості 1...2,5%. У цих сушарках процес сушіння поєднується з операцією транспортування виробів у напрямі технологічного потоку. Окремі художні вироби сушать у камерних сушарках періодичної дії, де напівфабрикати висушуються на полицях чи вагонетках. Для особливо складних виробів застосовують природне сушіння на багатоярусних стелажах, розташованих біля робочих місць. Тривалість штучного сушіння залежить від типу застосовуваних сушарок, методів сушіння та інших факторів і коливається в межах від 0,25 до 3 год.

4) Декорування. Прийоми художньої обробки керамічних виробів великою мірою обумовлені особливостями матеріалу, властивістю глини. Такими є розпис ручним способом, гравіювання, сграффіто, фляндровка, "мармур", ліплення, лощення, резерваж та інші.

Розпис - найбільш застосовуваний спосіб художньої обробки. Розписують ангобом - тонкоастертою рідкою глиною, білою або з домішкою барвників. Малюнок ангобом наносять лише на сирий черепок (19-20% вологості). Пересушений виріб розписувати не можна, тому що ангоб при сушінні та випаленні опадає

Для ліплення необхідні звичайні скульптурні стеки – металеві та дерев'яні. Крім цього, під час роботи необхідна грецька губка (м'яка ганчірка, гумова губка) для видалення ангобу.

Глазірованіе - широко застосовуваний художньо-технічний прийом обробки керамічних виробів. Покриття глазур'ю – склоподібною масою – вироби переслідує не лише естетичну мету. Глазур оберігає його від проникнення вологи, робить міцнішим. Глазурі можуть бути прозорими (безбарвними та кольоровими) та непрозорими. Прозорі безбарвні глазурі добре виявляють натуральний колір глини, з якої виготовлено виріб.

Виріб після першого, брухту, випалу очищають від пилу спеціальними щітками. Приготовлену в ємності глазур розмішують до емульсійного стану. Виріб занурюють у глазур або обливають нею, потім сушать.

Основою глазурі є кварц, польовий шпат, каолін. До складу глазурі вводять також оксиди металів, чим досягається термостійкість та інші якості.

Дуже красивими роблять керамічні вироби глазурі відновлювального вогню: при випаленні поверхні утворюється металевий блиск. Чим це досягається? Спочатку випалення йде звичайним шляхом, але при температурі печі близько 600 ° С, коли глазур на черепці вже нерухома, доступ повітря в піч перекривається, в топку вводять відновники у вигляді скіпки, нафти, ганчірки. У печі створюється відновне середовище, вогонь видаляє кисень та окиси металу. Якщо почати відновлення, коли глазур ще знаходиться в рідкому стані, то вуглець може вплавитися в глазур, внаслідок чого вона стане матовою, сіро-чорною. Якщо ж відновний вогонь утворити після затвердіння глазурі, відновлення не відбудеться, виріб тільки покриється кіптявою. Процес відновлення триває від двох до шести годин. Вироби виймають із печі лише після їх остигання, інакше металізація може припинитися. Глазурі, які дають металевий блиск на керамічних виробах, завжди легкоплавкі - до їх складу входять з'єднання свинцю, що легко відновлюється.

Керамічні вази, горщики, чайні набори, свічники, тарілки, свистки і музичні інструменти – все це можна створювати самостійно.

Щоб навчитися робити кераміку власноруч, головне – бажання. Перед тим як стати керамістом, спробуйте зліпити з глини найпростішу дрібничку, і ви зрозумієте, чи варто витрачати гроші на покупку обладнання для роботи. Якщо щось не вийшло – не біда, розмочіть шлюб та зробіть із нього нову фігуру, до запікання виріб можна змінювати нескінченно.

З чого роблять кераміку та де взяти матеріали для роботи

Кераміка – це обпалена глина, яка є головним матеріалом у роботі кераміста. На відміну від натуральної, натуральна має природне походження, її добувають з надр землі, не піддаючи хімічній та іншим видам обробки.

Досвідчені майстри з метою економії видобувають та готують сировину самостійно. Цей процес включає кілька етапів і навряд чи заслуговує на увагу, якщо ви тільки починаєте свій шлях і живете в місті.

Глина для виготовлення кераміки повинна бути жирною і без вкраплень каменів та іншого сміття, інакше виріб розтріскається в процесі запікання. Готову масу зберігають за певних умов вологості.

Натуральна глина буває різних видів:

• Біла - найбільш поширена, спочатку має сіруватий відтінок, а після термічної обробки набуває приємного відтінку слонової кістки.
• Червона - містить оксид заліза, що надає сировині зелений тон. Основний колір сирцю – коричневий, після випалення вироби стають червоними. Добре піддається ліпленню, не кришиться, ідеальна для скульптур та великих виробів.
• Порцелянова – сіра у сирому вигляді та біла після запікання.
• Блакитна – частіше використовується у косметології та народній медицині.
• Чорна або темно-коричнева керамічна маса - найтвердіша глина, що набуває відтінку слонової кістки після обробки в печі.

Також глини для кераміки класифікують за температуроюобробки на легкоплавкі, середньоплавкі, тугоплавкі.

Найзручніше купувати готову гончарну глину, орієнтуючись на розмір фракції, колір після випалу при різних температурах та інші характеристики та якісні показники. Вартість залежить від виробника, фасування, фактури. Є вже готові маси з добавками для полегшення різних завдань – ліплення, формування, гончарного кола.

Крім глини, потрібні глазурі та емалі для покриття виробів, пігменти для надання зробленої своїми руками кераміки потрібного відтінку, спеціальні добавки для покращення властивостей та температурної обробки.

Для склеювання деталей використовують шлікерну масу– своєрідний клей із розведеної глини. Якщо просто з'єднати елементи, вони можуть відвалитися під час нагрівання. Все це продається у спеціалізованих магазинах для керамістів.

Способи виготовлення керамічних виробів

Існує кілька способів перетворення глиняної маси на красиве керамічне виріб.

Ліплення– найдоступніший спосіб виготовлення виробів із кераміки своїми руками в домашніх умовах. Сувеніри, скульптури, посуд, іграшки чи інші вироби ліплять руками, немов із пластиліну, допомагаючи собі спеціальними стеками чи підручними пристроями.

Гончарна справавимагає наявності обертового кола. За допомогою цього стародавнього ремесла і сьогодні створюють вази, глеки, горщики, тарілки, чашки.

Відмінка- Найпростіший варіант виготовлення кераміки для початківців. У роботі використовують гіпсову форму, в яку викладають м'яку глину, а після застигання витягують фігурний виріб. Гіпсові форми привабливі тим, що вбирають зайву вологу, допомагаючи глиняному виробу затвердіти та просохнути.

Лиття– тут також використовують форми, але іншого плану. Розведену глину розливають формами, висушують заготовки, витягують і розфарбовують.

Глиняний виріб набуває міцності тільки після випалу - обробки в гончарних печах при температурі від 900 до 1300 градусів. Готові сувеніри покривають акриловими фарбамиабо спеціальною склоподібною глазур'ю для кераміки. У випадку з глазур'ю потрібний ще один випал після фарбування.

Якщо хочеться отримати природний відтінок, використовують молочення – покривають незабарвлену запечену керамічну фігурку молоком у кілька шарів і ще раз запікають за більш низьких температур.

Гончарна піч – види та переваги

Раніше печі для випалу кераміки були вириті в землі горни і розігрівалися виключно дровами. Сучасні гончарні печі бувають газовими, електричними та дров'яними. Останні, як правило, виготовляються власноруч, вони підходять для експлуатації у приватних домоволодіннях. В умовах квартири найзручніше працювати з електропечами, для більших обсягів можна підібрати газову.

У металевому корпусі таких печей ховається вогнетривка цегла або інший матеріал, що утримує тепло і не нагріває. Для відведення вологи передбачені вентиляційні отвори, керування процесом випалу кераміки здійснюється програмним регулятором. Електричні гончарні печі – недешеве насолоду. Ціна залежить від виробника, обсягу, потужності.

У продажу є моделі з вертикальним та горизонтальним завантаженням та ковпакові. За типом розташування нагрівального елемента гончарні печі поділяють на муфельні та камерні. У муфельнихвін знаходиться навколо ємності з вогнетривкого матеріалу (муфелю). У камері нагрівач розташований усередині, що скорочує втрати тепла і робить обладнання більш економічним.

Якщо трохи постаратися, можна зробити піч для випалу кераміки в домашніх умовах своїми руками, взявши за основу вогнетривку цеглу і щось для корпусу, наприклад, стару пральну машину.

Запікання – найважливіший процес, який не вибачає помилок. Іноді навіть досвідчені майстри бачать замість очікуваного шедевра непридатний шлюб. Вироби ніколи не дістають відразу, вони повинні охолонути в печі.

Як вибрати гончарне коло

Гончарні кола потрібні для ліплення круглих предметів, тому цей інструмент необов'язково купувати відразу. Якщо ви тільки освоюєте кераміку, починайте з ліплення або відминання. Кола бувають з ручним, ножним та електричним керуванням.

Асортимент виробів з кераміки надзвичайно різноманітний і розрізняються вони і формою, і своїми властивостями. Але дещо залишається однаковим чи принаймні дуже схожим – це основні виробничі етапи виготовлення.

Основні етапи та технологія виробництва кераміки:

• Видобуток сировини;
• Підготовка маси;
• Формування сирцю (виробів);
• Сушіння;
• Випалювання;
• Інша обробка;
• Упаковка продукції.

Видобуток сировини

Якщо говорити про видобуток сировини, то в основному всі заводи з виробництва знаходяться поруч із родовищем глини, а дуже часто ці кар'єри є частиною заводу. Видобуток відбувається відкритим способом за допомогою ескалаторів.

Першим етапом обробки сировини є очищення (великі включення видаляються взагалі або подрібнюються), а також руйнується природна структура глини. Після цього глина змішується з добавками та зволожується до стану такої маси, яка легко піддається ліпленню.

Способи обробки глиняної маси

Включає в себе різні способинадання форми масі. Вибір того чи іншого методу залежить від первинних властивостей матеріалу, що поставляється, а також від виду продукції, що виготовляється. Розглянемо кожен із них окремо:

1. Напівсухий спосіб – після дроблення та просушування глину подають на формування з вологістю не більше 8–12%. Формування маси відбувається на механічних чи гідравлічних пресах.

2. Пластичний метод – спочатку дроблення, а потім у глинозмішувачі, змішування з отощающими добавками до отримання однорідної маси з вологістю 20–25%. При використанні цього методу вироби формуються в основному на стрічкових пресах.

3. Шлікерний спосіб - глини поєднується з великою кількістю води (близько 60%), звичайно попередньо подрібнивши. Все поєднується доти, доки не утворюється однорідна маса – так званий шлікер. Він використовується для виробів, які виготовляються способом лиття або безпосередньо після просушки в спеціальних розпилювальних печах.

Особливості виробничого процесу

Нині процес технологія виробництва керамічних виробів максимально автоматизована. Саме у зв'язку з цим технологія отримання спеціального прес-порошку займає дуже важливу позицію в загальному процесі. Суть цього процесу полягає в поєднанні процесів дроблення, сепарації та зневоднення. Сама по собі сушильна камера – це металевий циліндр, знизу він закінчується конусом. Основне його призначення – це збирання вже готового продукту. Саме об'єднання вищезгаданих процесів у розпилювальних сушарках дало можливість підняти продуктивність у 3,5 рази і при цьому скоротити витрати на виробництво.

Процес сушіння

Тепер поговоримо про сушіння. Цей проміжний етап є обов'язковим при пластичному способі виготовлення. Сирець, вологість якого висока, у жодному разі не можна відразу відправляти на випал, тому що в такому випадку він потріскається. При штучному способі для сушіння використовують димові гази в обпікальних печах або спеціальних топках. Якщо виготовляють вироби з тонкої кераміки, тоді для сушіння використовують гаряче повітря з калорифера. Для штучної сушіння підходить випал у тунельних або камерних сушилах.

Розглянемо детально сам процес сушіння. Він являє собою цілий комплекс взаємопов'язаних процесів масо-і теплообміну між довкіллямта матеріалом. Іншими словами, виріб віддає свою вологу і, як наслідок, виріб втрачає обсяги. Для отримання якісних виробів з кераміки просто необхідно суворо дотримуватись усіх технічних умовпід час сушіння та випалу.

Що таке випалення?

Процес випалення - Завершальний у технологічному процесі виробництва. Саме під час випалу відбуватиметься повна дегідратація матеріалу та усадка керамічних виробів. Ці процеси відбуваються при температурі від +550°C до +800°C.

Летні органічні домішки видаляються при температурі від +200 0 C до +800 0 C, а також відбувається окислення домішок, але тільки в межах їх займання. Тут характерним є різке підвищення температури (від +300 0 C до +450 0 C за годину). Після цього, до повного вигоряння вуглецю, вироби перебувають у окисному середовищі.

Надалі температура піднімається від +800 0 C до максимуму і при цьому руйнується кристалічна решіткамінералів і відбувається зміна структури черепка. Коли температура досягає максимуму, виріб витримують, поки температура не вирівняється по товщині всього виробу. Потім поступово знижують температуру. Саме в цей період згідно з технологією виготовлення керамічних виробів відбувається їх усадка та інші пластичні зміни форми.

Поступово знижується швидкість охолодження. За певних умов зовнішнього теплообміну зниження температури сповільнюється. Але якщо говорити про стандартні тунельні печі, швидкість режиму випалу не може бути реалізована внаслідок нерівномірності температурного поля. Наприклад, легкоплавкі глини, які використовуються для виготовлення окремих виробів, обпалюються при температурі від +900 0 C до +1100 0 C. Саме завдяки таким температурам подібні вироби характеризуються морозостійкістю, міцністю, дуже високою водостійкістю та багатьма іншими якостями, які особливо цінні для будівництва .

Технологія виробництва керамічних виробів, відео-огляд: