8. Основные сырьевые материалы, используемые для производства керамики и глазури.

Пластичные материалы – глины, каолины, будучи замешаны с водой, под влиянием внешнего воздействия принимают нужную форму, сохраняя ее при последующей сушке и обжиге. Глиняные частицы способны включать воду не только в свою химическую структуру (химически связанная вода), но и удерживать её вокруг частиц в виде тонких прослоек (физически связанная вода). Это качество определило способность глины, затворённой водой, обладать свойством пластичности. Пластичность – способность изменять свою форму под воздействием нагрузки без разрушения и удерживать форму после прекращения действия нагрузки. На пластичности глинистых минералов основан метод пластического формования глиносодержащих масс. Наряду с глинами в качестве пластичных материалов используют каолины – разновидности глинистых пород, содержащие глинообразующий минерал каолинит, который отличается белым цветом и высокой огнеупорностью. 

Каолины. Состоят почти исключительно из минерала Al2O3 2SiO2

2H2O и содержат значительное количество частиц меньше 0,01мм; после обжига сохраняют белый цвет.

Глины боле разнообразны по минеральному составу, они больше загрязнены

минеральными и органическими примесями. Глинистое вещество (с частицами меньше 0,005мм) состоит в основном из каолинита и родственных ему минералов – монтмориллонита Al2O3 4SiO2 nH2O, галлуазита Al2O3 2SiO2 4H2O. Содержание таких частиц определяет пластичность и другие свойства глин. Высокопластичные глины содержат частицы размером менее 0,005мм 80 – 90 %.

В глинах могут быть примеси снижающие, температуру плавления: карбонат

кальция, полевой шпат, Fe(OH)3, Fe2O3. Камневидные включения CaCO3 являются причиной появления «дутиков» и трещин в керамических изделиях, так как гидратация CaO, получившегося при обжиге керамических изделий, сопровождается увеличением его объема. Часто встречающаяся примесь оксида железа придает глине привычную красную окраску. Вообще же окраски глин весьма разнообразны: от белой, коричневой, зеленой, серой до черной.

Отощающие материалы – добавки к пластичным материалам (шамот, песок). Введённые в глину они, с одной стороны, уменьшают пластичность массы, затрудняя формование, но с другой – способствуют успешной сушке изделия, уменьшая возможность образования трещин и деформации, облегчая удаление воды из полуфабриката.

Шамот – зернистый керамический материал (с зернами 0,14 – 2 мм),

получаемый измельчением глины, предварительно обожженной при той же температуре, при которой обжигаются изделия. Его можно получить, измельчая отходы обожженного кирпича. Шамот улучшает сушильные и обжиговые свойства глин, поэтому его применяют для получения высококачественных изделий – лицевого кирпича, огнеупоров и т.д.

Дегидратированная глина при температуре 700 - 750° С, добавляемая в

количестве 30 – 50 %, улучшает сушильные свойства сырца и внешний вид

кирпича.

Песок (с зернами 0,5 – 2 мм) добавляют в количестве 10 – 25 %.

Гранулированный доменный шлак (с зернами до 2 мм) – эффективный

отощитель глин при производстве кирпича. Роли отощителей выполняют так же золы ТЭС и выгорающие добавки.

Парообразующие материалы вводят в сырьевую массу для получения легких

керамических изделий с повышенной пористостью и пониженной

теплопроводностью. Для этого используют вещества, которые при обжиге

диссоциируют с выделением газа, например CO2 (молотые мел, доломит), или выгорают.

Выгорающие добавки: древесные опилки, измельченный бурый уголь, отходы

углеобогатительных фабрик, золы ТЭС и лигнин не только повышают пористость керамических изделий, но также способствуют равномерному спеканию керамического черепка.

Плавни – вещества, дающие в смеси с глинистым веществом при прокаливании более легкоплавкие соединения (полевые шпаты, тальк, пегматит). Плавни не только снижают температуру спекания и огнеупорность глинистых материалов, но и участвуют в образовании структуры фарфора, повышая его просвечиваемость. Плавни в сырой массе действуют как отощающие добавки.

Пластифицирующими добавками являются высокопластичные глины, бентониты, а также поверхностноактивные вещества – сульфитно-дрожжевая бражка и др.

Бентонитами называют высокодисперсные глинистые породы с преобладающим содержанием монтмориллонита. Содержание в них частиц меньше 0,001мм достигает 85 – 90 %.

Для придания декоративного вида и стойкости к внешним воздействиям

поверхность некоторых керамических изделий покрывают глазурью или ангобом. Слой глазури, нанесенный на поверхность керамического материала, закрепляют на ней обжигом при высокой температуре. Глазурь представляет собой тонкий стекловидный слой на поверхности керамических изделий.

Главными сырьевыми компонентами глазури являются: кварцевый песок, каолин, полевой шпат, соли щелочных и щелочно-земельных металлов, оксиды свинца, борная кислота, бура и др. Их применяют в сыром виде, либо сплавленными – в виде фритты. Оксид свинца заменяют менее вредным оксидом стронция.

Ангоб готовят из белой или цветной глины и наносят тонким слоем на еще не

обожженные изделия. При обжиге ангоб не плавится, поэтому поверхность

получается матовой. Ангоб по своим свойствам должен быть близок к основному черепку.