Сировинні матеріали для виробництва кераміки

Сировинні матеріали для виробництва керамічних виробів підрозділяються на основні і допоміжні.

До основних сировинних матеріалів відносяться матеріали пластичні (глинисті), непластичні (отощающие, плавні), глазурі і керамічні фарби.

Пластичні матеріали - глина, каолін і бентоніт - при змішуванні з водою утворюють керамічну масу і здатні приймати під дією зовнішніх сил ту чи іншу форму виробу і зберігати її після сушки і випалу. Вони являють собою тонкодисперсні гірські породи осадового походження, які є продуктами руйнування гірських порід під впливом води.

Продукти, що залишилися на місці руйнування, називаються первинними. Вони більш якісні, так як менше забруднені сторонніми домішками. Продукти руйнування гірських порід, які переносяться водою і відкладаються на новому місці, називаються вторинними. При перенесенні з одного місця на інше змінюються їх хімічний і мінералогічний склади, вони забруднюються домішками (Fe2 O3).

Глини вельми різноманітні за хімічним і мінералогічним складом і властивостями. Основними мінералами, що містяться в глинах, є каолініт - Al2 O3 · 2SiO2 · 2H2 O, монотерміт - Al2 O3 · 3SiO2 · 2H2 O, монтморилоніт - Al2 O3 · 4SiO2 · H2 O, гідрослюд та ін. Каолініт підвищує вогнетривкість глини, гідрослюд знижують пластичність і обумовлюють усадку при сушінні. При наявності в глинах (бентонітових) монтмориллонита підвищується їх набухаемость, пластичність і адсорбційна здатність. Придатність глин для виготовлення керамічних виробів, крім складу, визначається їх пластичністю (сполучною здатністю), усадкою (повітряної та вогневої), вогнетривкістю, спікливістю, білизною (наявністю фарбувальних домішок).

Каолін відносяться до мономінеральних порід і складаються в основному з каолініту. На відміну від глини вони мають яскраво виражене кристалічна будова, меншу пластичність і великі вогнетривкість і температуру спікання, що ускладнює формування і випалення виробів. Каолін містить менше домішок, в тому числі і фарбувальних. При випалюванні дає черепок білого кольору, що дуже цінується у виробництві фарфорових і фаянсових виробів. Так само як глини, каоліни ділять на первинні і вторинні. Для видалення домішок їх збагачують відмулюванням (мокре збагачення) або сухим збагаченням. Отмученний каолін має велику вогнетривкість (1730-1770 ° С). Для виготовлення фарфорових виробів побутового призначення застосовують переважно каоліни мокрого збагачення, для фаянсових - сухого збагачення.

Основні родовища каолінів: Просяновское, Глуховецьке, Олексіївське.

Бентонітові глини являють собою продукт гідратації і гідролізу склоподібної фази попелом, туфів і лав. Основний мінерал - монтморилоніт. У лужному середовищі утворюються лужні бентоніти, що володіють високою пластифицирующей здатністю. При змішуванні з водою вони сильно набухають, збільшуються в обсязі до 10 разів і утворюють гельовідниє масу. У керамічної промисловості їх використовують в якості добавок (від 3 до 5%) замість вогнетривкої глини (8-15%). Це дозволяє зберегти хорошу формующую здатність маси і підвищити білизну виробів. Бентоніти мають вогнетривкість 1300-1400 ° С і грають роль пластифікатора і мінералізатора, сприяючи прискоренню процесів крісталообразованія.

Охляли матеріали застосовують для регулювання технологічних властивостей (зменшення усадки, деформації і розтріскування виробів) і отримання виробів із заданими властивостями. Охляли матеріали утворюють як би каркас, який цементується при сушінні і випалі пластичними матеріалами. Їх ділять на штучні і природні.

До штучним отощітеля відноситься шамот, що представляє собою обпалену при температурі 700-900 ° С глину. При випалюванні з глини віддаляється хімічно зв'язана вода, і вона втрачає пластичні властивості. Як охляли матеріалу використовують також відходи виробництва (бій черепка після першого і другого обжигов).

Природні отощители - це кварц, кварцовий пісок, кремінь і ін. Ці матеріали підвищують капілярність маси, що сприяє прискоренню процесів сушіння виробів. Природні отощающие матеріали сприяють спікання черепка при випалюванні, взаємодіючи при температурі вище 1000 ° С з легкоплавкими домішками пластичних матеріалів. За рахунок розчинення кварцу в розплавах силікатів підвищується в'язкість рідкої фази, що запобігає деформації черепка.

Як плавнів використовують польові шпати, пегматити, крейда, нефелінові сиеніти, сподумени і інші речовини, здатні утворювати легкоплавкіевтектики. Використовуються калієвий польовий шпат К2 Про # 8729; Al2 O3 # 8729; SiO2 і натрієвий польовий шпат Na2 O # 8729; Al2 O3 # 8729; SiO2. Основні родовища: Чупінское, Малишевське, Вішневогорск.

Глазур являє собою тонкий склоподібний шар на поверхні керамічних виробів. Захищає черепок від впливу води, кислот, лугів і надає декоративні властивості. Закріплюють глазур на поверхні черепка при повному випалюванні.

За прозорості розрізняють глазурі прозорі і глухі, за кольором - безбарвні і кольорові. Глухі глазурі містять нерозчинні сполуки оксидів олова, цирконію, титану. До складу кольорових глазурей входять барвники. Глухими і кольоровою глазур'ю приховують колір і дефекти черепка. Прозорі і безбарвні глазурі застосовують при нанесенні подглазурних прикрас на черепок білого кольору. Для порцелянових виробів застосовують тугоплавкі глухі і безбарвні глазурі.

За способом виробництва розрізняють глазурі сирі і фріттованние. Сирі отримують подрібненням сировинних матеріалів з водою і тілами, що мелють в млинах мокрого помелу. У другому випадку з сировинних матеріалів варять фриту, яку потім подрібнюють також в млинах мокрого помелу.

Підглазурні фарби після нанесення на черепок зверху покривають глазур'ю і закріплюють при политому випалюванні. Вони повинні витримувати високі температури политого випалу, тому ці фарби більш тугоплавкі, більш стійкі до хімічних і механічних впливів при експлуатації виробів.

Надглазурні фарби більш легкоплавкі, їх наносять на глазурованого виріб і закріплюють муфельним випалюванням при температурі 600-840 ° С. Асортимент надглазурная фарб більш різноманітний.

Допоміжні сировинні матеріали. З цих матеріалів виготовляють форми з гіпсу для отримання виробів, вогнетривкий запас і Капсель для випалу виробів. Вони оберігають вироби від забруднення продуктами згоряння палива і засоркі. Капсель бувають різної форми: круглі, прямокутні і ін. Виготовляють їх з вогнетривкого шамоту, карборунда і інших високовогнетривких матеріалів. Бавовняні тканини з протигнильними просоченням використовують для зневоднення керамічного шлікера на фільтрах-пресах.

Схожі статті