Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Производство костяного фарфора

ВСТУП

Кераміка належить до найдавніших створіннь людини, народженим з його життєво необхідних потреб. У первісні часи її виробництво визначалося виключно чинниками користі. Творчих задумів спочатку не було. Високорозвинені культури давнини заявляли, однак, в цій сфері дуже певні претензії, з часом все більш посилюються. Експериментували не тільки в технологічному плані, але свідомо звертали увагу на художню цінність виробу. Удосконалювалося якість черепка, і одночасно зростало прагнення виробляти форми більш різноманітні, а оформлення зовнішньої поверхні робити багатшими. Так, зрештою, кераміка стає об'єктом художньої творчості, і починається її яскрава історія, неухильно спрямована всі до більш високих цілей.

Вираз "кераміка" слід зводити до грецького позначенню глини, від якого походить і грецьке слово keramos - глиняний посуд. Під керамікою, отже, розуміються такі вироби, для яких глина (при нагоді каолін), змішана з польовим шпатом, кварцом або вапном, є головною сировиною. Ці вихідні речовини перемішуються і переробляються в масу, яка або від руки, або на поворотному колі формується і потім обпалюється. Фарфор - найблагородніший і найбільш досконалий вид кераміки. Залежно від складу фарфорової маси і глазур розрізняються твердий і м'який фарфор. Якийсь проміжний вид представлений так званим кістяним фарфором.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРЦЕЛЯНОВИХ ВИРОБІВ

1.1 Історія розвитку порцелянових виробів

Історія фарфору налічує більше 3-тисяч років. Початок виробництва порцеляни в Китаї відноситься приблизно до 6-7 століття, коли шляхом вдосконалення технологій і підбору вихідних компонентів стали отримувати вироби, що відрізняються білизною і тонкістю черепка. Китайські майстри вирішували проблему, з якого матеріалу робити посуд і кухонне начиння для привелигірованих верств суспільства. Дерево вважалося занадто простим, дорогоцінні метали недостатньо практичними. Таким чином один китайський майстер, у пошуках складу для нового виду виробів випадково відкрив рецептуру, яка в подальшому і була використана для виробництва тонкостінних керамічних виробів, в тому числі і порцеляни. Довгий час склад вихідної сировини тримався в таємниці, так що виробництво порцеляни за межі Китаю не виходила. Перші спроби європейців розгадати секрети китайських майстрів у виробництві порцеляни робилися ще в 15 столітті. Проте всі вони були марними аж до 17 століття. Саме ця епоха ознаменувалася великим відкриттям. Німецький алхімік Йоганн Фрідріх Беттер і вчений Еренфрід фон Чірінгауз розкрили таємницю приготування порцеляни, який, до речі, за якістю анітрохи не поступався китайському.

Майже всі перші вироби з німецької порцеляни були білого кольору, покриття ніжною глазур'ю і прикрашені ліпниною. Тобто повністю копіювали зразки китайських майстрів. Однак, завдяки художнику Херольду, виробництво німецької порцеляни зробило великий крок вперед. Херольд не тільки значно удосконалив саму технологію виготовлення вихідної маси, але і зміг розширити палітру фарб і квітів. Такі зміни звернули на себе увагу навіть монарших осіб з інших держав. Більше не було необхідності замовляти фарфор з Китаю. До того ж, значно розширився і асортимент продукції. Це вже були не тільки сервізи, вази, а й порцелянові туалетні прилади, статуетки, годинник, прикрашений фігурками, бонбоньєрки, табакерки, прилади для письма і т.д.

У країнах Європи з'являється безліч фабрик з виготовлення фарфорових виробів. Їх розвиток всіляко підтримують найясніші сімейства. І тільки англійські підприємства діють на комерційній основі. Та й сам фарфор власного виробництва «укорінився» в Англії набагато пізніше, ніж в інших європейських державах.

В кінці 18 століття в Челсі випускаються англійські аналоги виробів у вишуканому східному стилі, а також в стилі рококо. Антикварні вироби цього періоду представлені оригінальними супницею у формі тварин або фруктів, овочів, тарілками з рослинними орнаментами, табакерками. А також: флаконами для парфумів, коробочками для шпильок, шпильок. А ось чайні та кавові сервізи першою стала випускати фабрика Вустер.

На початку 19 століття Дж. Слоудом був винайдений англійська кістяний фарфор. Це дуже тонкий, «повітряний» фарфор незвичайної білизни.

1.2 Характеристика матеріалів для черепка та їх вплив на якість виробів

Сировинні матеріали, які використовуються для виготовлення фарфорових і фаянсових виробів, поділяються на пластичні і непластичні.До пластичних матеріалів відносяться: глини, каоліни і бентоніти. Ці матеріали в поєднанні з певною кількістю води утворюють пластичну масу, а після випалу здобувають міцність каменю.До охляли матеріалів відносяться: кварцовий пісок, мелений кварц, мелений бій неглазурірованной виробів, що пройшли випал (шамот), дегідратірованной глина (обоженная на температуру 600-750 ° С). Кількість отощающих матеріалів впливає на пластичність мас і перешкоджає скорочення розмірів виробів при сушці і випаленні.

До плавним відносяться матеріали, які при максимальній температурі випалу або плавляться і переходять в розплав, або утворюють з іншими матеріалами маси силікати (розплави), що сприяють утворенню міцного матеріалу. Від кількості утворюється розплаву залежить ступінь спікання матеріалу. Плавнями є польові шпати (альбіт, ортоклаз, анортіт), кварц-польовошпатова сировину, пегматити, сиеніти та ін.

До глинистим матеріалів відносяться глини, каоліни і бентоніти. Глини та каоліни - природні матеріали полімінерального складу, що утворилися в результаті руйнування (вивітрювання) алюмосилікатних гірських порід (польових шпатів, пегматитів, гранітів та ін.)

До найважливіших глинистих мінералів відносяться: каолініт - Аl2О3 • 2SiO2 • 2Н2О, монтморилоніт - (Са, Mg) O • Аl2О3 • 4 - 5SiO2 • xН2О, гідрослюда (Ілліт) - К2О • MgO • 4Аl2О3 • 7SiO2 • 2Н2О і ін.

Глини, що складаються переважно з каолініту або мінералів каолінітової групи, називаються каолінами. Вони мають ясно виражену кристалічну будову і включають великі зерна кварцу. Від звичайних глин каолін відрізняється високим вмістом глинозему Аl2О3, меншою пластичністю і має властивість підвищувати білизну обпалених керамічних виробів. Глини в порівнянні з каолінами мають складніший мінералогічний склад. У них у вигляді домішок присутні зерна кварцу, польових шпатів, слюди, оксиди і гідроксиди заліза і марганцю, вапняні і гібсовой включення та інші мінерали, а також органічні домішки (рослинні залишки - деревина, торф, вугілля та ін.)

Зміст окису кальцію (у вигляді карбонатів і сульфатів кальцію) у деяких глинах досягає 25%. Ці сполуки кальцію скорочують період спікання глин, що погіршує умови випалювання керамічних виробів. Такий же вплив на випалювання виробів надає і окис магнію, що знаходиться в глинах у вигляді карбонату MgCO3 і доломіту MgCO3 • CaCO3. У незначних кількостях у глинах зустрічається у вигляді домішок сірчистий ангідрид SO3. Однак якщо він знаходиться в сполуках з магнієм або натрієм, то він може шкідливо впливати на міцність виробів. Корисними домішками можна вважати окис калію і окис натрію, які служать плавнями, знижувальними температуру випалу виробів і додають їм більшу міцність. Окису різних металів, наприклад марганцю, титану та ін, містяться в дуже невеликих кількостях і мало впливають на властивості глин. Взагалі на властивості глин впливає не тільки кількісний вміст тих чи інших оксидів, але і їх співвідношення.

Домішки надають великий вплив на властивості глин. Так, при підвищеному вмісті вільного кремнезему, не пов'язаного з Аl2О3 в глинисті мінерали, зменшується єднальна здатність глин, підвищується пористість обпалених виробів і знижується їх міцність. З глин, що містять SiO2 більше 80-85% і Аl2О3 менше 6-8%, керамічні матеріалои отримати неможливо. З'єднання заліза, будучи сильними плавнями, знижують вогнетривкість глини. Вуглекислий кальцій СаСО3 знижує вогнетривкість, зменшує інтервал спікання і збільшує усадку при випалюванні, збільшує пористість і цим знижує міцність і морозостійкість виробів.

Вода міститься в глинах як у вигляді вільної, так і хімічно пов'язаної, тобто входить до складу глінообразующіх мінералів. Наявність в глині тих чи інших мінералів дає можливість судити про кількість хімічно зв'язаної води і, отже, про відношенні до сушки і випалу. Від вмісту органічних речовин, що знаходяться в глині у вигляді залишків рослин і гумусових речовин, також залежать втрати глин при випалюванні і, отже, усадка виробів. Крім того, підвищена кількість органіки знижує вогнетривкість глин.

Найважливіші властивості глин: пластичність, набухання усадка, спікливість, вогнетривкість, здатність утворювати стійкі суспензії.

Пластичність - здатність глин утворювати з водою тістоподібні маси, приймаючі під тиском будь-яку форму і зберігають її після висихання. Пластичність залежить від мінералогічного складу і дисперсності глин. З пластичністю пов'язана здатність глин утворювати з отощающими матеріалами (кварц, шамот тощо) міцну і тверду однорідну масу.

За пластичності глини бувають сполучні, пластичні, худі та непластичні. Сполучні глини, що мають найбільшу пластичність, не знижують своєї здатності утворювати пластичне тісто при добавці більше 50% непластічних матеріалів. У пластичні глини можна додавати до 50% непластічних матеріалів, не знижуючи здібності глини утворювати пластичне тісто, в худі - тільки до 20%. Непластичні глини не утворюють пластичного тіста.

Набухання - здатність глини збільшуватися в об'ємі при змішуванні з водою. Це властивість залежить від мінерального і зернового складу глин.

Повітряна усадка - це зменшення обсягу глини та виробів з неї при сушінні, а вогнева усадка - при випалюванні. Повітряна та вогнева усадки залежать від мінералогічного складу глинистої речовини, дисперсності і шлажності виробів. Повітряна усадка тим більше, чим вище пластичність глин. Повітряна усадка коливається від 1,5 до 13%, вогнева - досягає 23% від обсягу сирого зразка. Додавання отощающих матеріалів знижує усадку.

Спікливість глин полягає в їх здатності при випалюванні утворювати каменеподібний тверде тіло (черепок), що характеризується високою механічною міцністю і хімічною стійкістю. Ступінь спікання залежить від складу глинистої маси та режиму випалу. Температура спікання у різних глин коливається від 450 до 1400 ° С. За ступенем спікання при температурі випалу 1350 ° С глини діляться на сільноспекающіеся, здатні при випалюванні давати черепок з водопоглинанням не більше 2%, среднеспекающіеся - з водопоглинанням не більше 5% і неспекающегося - з водопоглинанням більше 5%.

Вогнетривкість - здатність глин протистояти, чи не розплавляючись, впливу високих температур. Вогнетривкість залежить від хімічного складу глин, дисперсності, наявності домішок.

За вогнетривкості глини діляться на високовогнетривкі (температура плавлення 1700 ° С і вище), вогнетривкі (температура плавлення від 1580 до 1700 ° С), тугоплавкі (температура плавлення 1350-1580 ° С) і легкоплавкі (температура плавлення менш 1350 ° С).

Адсорбційні властивості характеризуються здатністю глин поглинати з навколишнього середовища і утримувати на поверхні частинок глинистих мінералів ті чи інші іони і молекули. Адсорбційні властивості глин залежать від їх складу і дисперсності. Глини, утворені за рахунок вулканічних туфів, мають найбільш активними адсорбційними властивостями.

Бентонітові глини утворилися в результаті расстекловиванія і хімічного перетворення склоподібної фази вулканічного попелу або туфу. За своїми властивостями вони надзвичайно неоднорідні. Колір бентонітів - від білого до темно-коричневого. Бентоніт має здатність при замішуванні водою до 10 разів збільшуватися в об'ємі і перебувати тривалий час в підвішеному стані в шлікери. Його вводять в масу як пластифікуючі добавки. Введення в масу до 4% бентоніту дозволяє замінити пластичні глини каолінами і підвищити білизну фарфору. Бентоніт збільшує міцність напівфабрикату у висушеному стані. Його температура спікання 1100-1200 ° С, плавлення 1250-1400 ° С, тобто бентоніт є матеріалом (плавнем), інтенсифікує процеси спікання виробів у випалюванні. До складу бентонітів входять монтморрілоніт (основний мінерал) і домішки кварцу, слюди, польових шпатів, карбонатів і ін

Якість майбутніх виробів залежить від способу збагачення сировинних матеріалів і від дотримання технології збагачення. Так, додавання в каолінову суспензію коагулянтів призводить до укрупнення і осадження глинистих частинок, але одночасно може викликати небажані явища, що спостерігалися в заводській практиці, наприклад, сприяє утворенню заторів у шлікеропроводах і недоливу виробів при шлікерного лиття.

Плавнями в керамічних масах називаються речовини, які сприяють спікання черепка, утворюють у ньому скловидну і кристалічну фазу, ущільнюючи і зміцнюючи черепок.

Польові шпати - універсальний плавень в технології тонкої кераміки та у виробництві глазурей. Земна кора складається більш ніж на 50% з польовошпатових порід, але родовища польових шпатів, придатних для керамічної промисловості дуже обмежені і в основному вичерпані. Представляють собою алюмосилікати лужних і лужноземельних металів.

Флюсів дію плавнів обумовлено їх низькою температурою плавлення або здатністю утворювати з іншими компонентами маси легкоплавкіевтектики.

Калієві польові шпати (ортоклаз) відповідають формулі К20 • Аl2О3 • 6Si02, натрієві (альбіта) - Na2O • Аl2О3 • 6Si02, кальцієві (анортита) - СаО • Аl2О3 • 6Si02. Менш відомі і рідше зустрічаються літієвий польовий шпат (сподумен) Li20 • Аl2О3 • 4Si02 і барієві польові шпати (цельзіани) - ВаО • Аl2О3 • 6Si02.

Ці мінерали рідко зустрічаються в чистому вигляді, зазвичай вони змішані один з одним у твердих розчинах. У керамічні маси воліють вводити калієвий польовий шпат, як утворює при плавленні більш в'язкий розплав, і тим самим сприяє збереженню форми виробу в випалюванні. Температура плавлення чистого альбіта - 1118 ° С, ортоклаза - 1170 ° С, анортита - 1550 ° С. Флюсів дію польових шпатів в керамічній масі проявляється з 900 ° С, подальше підвищення температури веде до розчинення в розплаві каоліну і кварцу.

Пегматіти в даний час є основним замінником польових шпатів у виробництві тонкої кераміки. Пегматіти містять у своєму складі 60-70% польових шпатів, 25-30% кварцу, деяка кількість слюди та інших мінералів. Наявність слюди слюди в пегматитах нерідко призводить до утворення «мушок», що псують зовнішній вигляд беложгущіхся виробів. Тверді розчини альбіта і анортита утворюють групу плагиоклазов. Плагіоклази можуть частково замінити в складі порцеляни ортоклаз, але повідомляють порцеляні менший інтервал спікання і здатність легко деформуватися в випалюванні.

Перліти - порода вулканічного походження, що містить 70-75% SiO2; 0,5-2% Fе203; 1-2% CaO; 0,1-1,3% МgО, 50,8% лужних оксидів. Перліт порівняно недавно застосовується в якості замінника польових шпатів в тих випадках, коли не потрібно висока білизна керамічних виробів.

Тальк - гідросилікат магнію 3МgО • 4Si02 • Н2О з щільною структурою, званий жировиком. Освіта в природі пов'язане з дією на доломіт CaСO3 • МgСO3 лужних розчинів, що містять СО2 і Si02. Вогнетривкість тальку 1490-1510 ° С. Застосовують тальк у виробництві вогнетривких і термостійких виробів.

Оксиди кальцію і магнію вельми вогнетривкі 2600 і 2800 ° С відповідно, але перебуваючи в тонко подрібненому вигляді, при температурі вище 1000 ° С утворюють легкоплавкіевтектики з іншими компонентами керамічної маси і сприяє спікання черепка. Слід зауважити, що такі маси мають малим інтервалом спікання, вироби з них легко деформується в випалюванні. Обоження ж до 1000 ° С вапняні маси володіють зниженою механічною міцністю.

Карбонати кальцію і магнію використовують як флюсующие добавки в кам'яних і порцелянових масах, а також у глазурях. Введення їх до складу керамічних мас у вигляді доломіту (СаСО3 • MgCO3) посилює флюсів дію.

Введення отощающих матерілов в шихту фарфорових та фаянсових мас дозволяє регулювати технологічні властивості формувальних мас і ливарних властивостей шликера, а також отримувати вироби із заданими властивостями. Отощающие матеріали знижують пластичність і усадку мас при сушці і випаленні. Їх вводять в керамічні маси для регулювання їх структурно-механічних і технологічних властивостей.

В якості природних отощающих матеріалів використовують кварц жильний мелений, кварцовий пісок, кварцові відходи збагачення каолінів, а штучних - шамот і дегідратованої глину. Шамот - розмелений бій обпалених неглазурірованной виробів або керамічний матеріал, що отримується випаленням глин і каолінів при температурі не нижче 800 ° С. Дегідратірованной глина - це глина, обпалена до температури 700-750 ° С, при якій вона втрачає хімічно зв'язану воду. Зміст отощающих матеріалів в масах доходить до 40%.

Кремнезем Si02, який утворює кварцові породи, при випалюванні зазнає поліморфні перетворення, переходить з однієї кристалічної форми в іншу. Ці переходи супроводжуються зміною обсягу кварцу, що необхідно враховувати при виборі режиму випалу та охолодження, так як це оборотні процеси.

Кремнеземисті матеріали, використовувані для виробництва фарфорових та фаянсових виробів, повинні містити не більше 0,2% оксиду заліза і не менше 95% Si02 для 1 сорту.

1.3 Матеріали, що застосовуються у виробництві глазурі, їх роль і характеристика

Глазур'ю називається тонкий (0,1-0,3 мм) склоподібний шар, нанесений на поверхню керамічного виробу і закріплений на ній випалюванням. Глазурі (емалі) оберігають керамічні вироби від забруднення і дії кислот і лугів, надають їм декоративність, знижують волостійкість. Правильно підібрана глазур підвищує міцність керамічних виробів. Глазур застосовують у вигляді суспензії, що містить тонкомолоті компоненти, нерозчинні у воді. Суспензію наносять на поверхню виробу, яке потім піддають високотемпературній обробці; при цьому на поверхні виробу утворюється тонке склоподібне покриття. Глазурного суспензію готують із сировини з мінімальним вмістом домішок. Основні компоненти глазурної суспензії: кварц, польовий шпат, каолін, тобто ті ж види сировини, що і для приготування керамічних мас, тільки кількість легкоплавких компонентів (польовий шпат та ін) в глазурях більше, ніж у керамічних масах. Основний склоутворюючий оксид - кремнезем SiO2 - вводиться до складу глазурі у вигляді кварцу, кварцового піску, а також з пегматитів, каоліном і глиною. Збільшення вмісту кремнезему в глазурі знижує температурний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР) глазурного шару, збільшує механічну міцність, підвищує температуру плавлення і в'язкість глазурі. Оксид алюмінію Аl2О3 (глинозем) вводять до складу глазурі з глиною, каоліном, польовим шпатом і Пегматіти.

Введення глинозему до складу глазурі підвищує її в'язкість, еластичність, знижує схильність до мікроскопічним тріщинах («Цеку») і ТКЛР, покращує пружність і хімічну стійкість, збільшує стійкість до дії високих температур, але погіршує розлив глазурі, тобто рівномірний розподіл глазурі по поверхні виробу. Оксид бору В2О3 вводиться до складу глазурі у вигляді бури Na2B4O7 • 10Н2О або борної кислоти Н3ВО3, які надають глазурі блиск, знижують кислотостійкість і схильність до «Цеку», підвищують термостійкість і зменшують ТКЛР глазурі. Діоксид титану, що вводиться до складу глазурі у вигляді рутилу ТiO2, сприяє кристалізації, знижує прозорість глазурі, підвищує хімічну стійкість. Діоксид титану добре взаємодіє з кремнеземом і лужними оксидами, сприяючи утворенню склоподібної фази. Діоксид цирконію, що вводиться до складу глазурі у вигляді цирконового концентрату ZrO₂ • SiO₂ з вмістом ZrO₂ 60%, знижує схильність глазурі до «Цеку», підвищує її термостійкість, при використанні у великих кількостях знижує прозорість глазурі.

Оксид кальцію СаО, що вводиться до складу глазурі з доломітом, крейдою, мармуром, знижує схильність глазурі до «Цеку», утворює з кремнеземом міцні з'єднання, надає глазурі блиск, еластичність; при введенні більше 15% СаО сприяє кристалізації глазурі. Оксид магнію MgO, що вводиться до складу глазурі у вигляді доломіту і магнезиту, збільшує блиск і білизну глазурі, знижує їх схильність до «Цеку». Оксид натрію, що вводиться в глазур у вигляді польового шпату, пегматиту, соди, бури, - сильний плавень, який зменшує в'язкість розплаву, знижує міцність, термостійкість, хімічну стійкість, підвищує ТКЛР глазурі. Оксид калію К2О, що вводиться до складу глазурі з калієвим Пегматіти, поташом (вуглекислий калій), діє подібно оксиду натрію, але трохи слабше, підвищує в'язкість розплаву, помітно покращує блиск глазурі. Оксид літію Li2O, що вводиться до складу глазурі у вигляді сподумену Li2O • АlО3 • 4SiO2 або вуглекислого літію Li2CO3, знижує ТКЛР глазурі, підвищує її термостійкість і покращує розлив. Оксид стронцію SrO, що вводиться до складу глазурі у вигляді целестину SrSO4, діє як плавень, подібно оксиду кальцію знижує схильність до «Цеку», надає блиск, забезпечує хороший розлив і підвищує міцність глазурі. Оксид берилію ВЕО, що вводиться в глазур у вигляді берилові концентрату 3ВеО • Аl2О3 • 6SiO2 з вмістом 12-14% оксиду берилію, підвищує термостійкість, електричний опір, покращує розлив і блиск глазурі. Оксид берилію токсичний. Оксид свинцю РЬО, що вводиться до складу глазурі у вигляді сурику РЬ3О4 і глету РЬО2 - сильний плавень, який сприяє хорошому розливу глазурі, але значно знижує її твердість, робить глазур розчинної в кислотах. Оксид свинцю токсичний. Оксид барію ВаО, що вводиться в глазур у вигляді вугіллі кислого барію ВаСО3, підсилює блиск і міцність глазурі, підвищує її хімічну стійкість, особливо до органічних кислот, знижує температуру плавлення і стійкість до «Цеку». У з'єднаннях оксид барію отруйний. Оксид цинку ZnO, що вводиться до складу глазурі з вмістом ZnO 98,5%, надає глазурі блиск, знижує її хімічну стійкість. В якості фарбувальних компонентів до складу глазурі вводять: оксиди міді, хрому, нікелю, марганцю і кобальту, селенокадміеві пігменти, оксид заліза та інші речовини. Оксид міді СuО, використовуваний для отримання зеленого і синьо-зеленого кольорів, являє собою порошок чорного кольору, нерозчинний у воді. За своєю легкоплавкості аналогічний оксиду свинцю. У природі зустрічається у вигляді мінералу телоріта СuО. Оксид міді отримують прокалюванням мідних стружок. Оксид хрому Сr2О3 - зелений барвник. У природі Сr2О3 зустрічається у вигляді мінералу - хромистого залізняку FeO • Сr2О3, що представляє собою тугоплавкий кристалічний порошок зеленого кольору.

Оксид нікелю NiO - порошок жовто-зеленого кольору, нерозчинний у воді; його використовують для отримання коричневих тонів. Оксид марганцю МnО надає глазурі коричневий, фіолетовий і рожевий кольори; являє собою чорний порошок, одержуваний нагріванням мінералу пиролюзита МnО2 • nН2О. Оксид кобальту СоО, що надає глазурі синій колір різних відтінків, являє собою порошок чорного кольору, який розчиняється в соляній та азотної кислотах. СоО отримують шляхом прожарювання азотнокислого кобальту Co(NO3)2. Селенокадміеві пігменти надають глазурі колір від оранжевого до яскраво-червоного. Отримують їх прожарювання суміші вуглекислого кадмію, сірки і селену при температурі 450 ° С. При цьому виходить твердий розчин сірчистого і селениста кадмію. Оксид заліза Fe2O3, що надає глазурі колір від жовтого до коричневого, являє собою червоний порошок, нерозчинний у воді. У природі зустрічається у вигляді різних руд. Отримують його шляхом нагрівання відмінних солей заліза, зазвичай залізного купоросу FеSO4 • 7Н2О.

1.4 Матеріали для декорування фарфорового і фаянсового посуду

Матеріалами для декорування кераміки є керамічні фарби, препарати дорогоцінних металів, люстри. Керамічні фарби - це забарвлені мінеральні сполуки металів з кварцом, польовим шпатом, каоліном або з керамічними масами і глазурями, образованниe в результаті взаємодії при високих температурах. Інтенсивність і колір фарби залежать від температури випалу. Фарбувальними речовинами (барвниками) в керамічних фарбах є пігменти. Пігменти - високодисперсні порошки різного кольору, не розчиняються у воді і сполучних веществax. За походженням пігменти бувають природні і штучні. Природні пігменти отримують механічною обробкою (подрібненням, відмочуванням) яскраво забарвлених руд, кольорових глин та інших природних порід. Штучні неорганічні пігменти отримують прокаливанием солей, оксидів або гідрооксидів відповідних металів або спільним осадженням гідрооксидів вуглекислих солей з наступним прожарюванням опадів, а також сплавлением солей і прожарювання суміші. Крім пігментів (барвників) керамічні фарби містять флюси. Флюси - спеціальні легкоплавкі скла - вводять до складу керамічної фарби для закріплення барвника в процесі випалу на поверхні глазурі і для додання фарбі блиску.

Керамічні фарби повинні відповідати таким основним вимогам:

· Бути стійкими до впливу високих температур в процесі випалу і до розчинювальній дії флюсів і глазурі;

· Володіти високою стойкocтью до впливу світла і агресивного середовища;

· Легко наноситися на керамічні вироби, не проявляти токсичних властивостей в процесі експлуатації.

Керамічні фарби поділяють на дві групи: надглазyрниe та підглазурні. Надглазурні фарби - це суміш пігментів з флюсами. Фарби для надглазурная декорування закріплюються на виробах при температурі 720-860 ° С. До складу флюсів входять кремнезем, глинозем, кварц, польовий шпат, пегматит, каолін, крейда або мармур і речовини, що знижують температуру плавлення фарби: сода, поташ, свинцеві сполуки, борна кислота, борати та ін Речовини, що знижують температуру плавлення фарби, за винятком свинцевих з'єднань, розчинні у воді, частково сприймають вологу з повітря. Тому такі шихти необхідно фріттовать, тобто попередньо плавити. Склад флюсу повинен бути строго узгоджений з складом глазурі так, щоб збігалися їхні температурні коефіцієнти лінійного розширення. Інакше фарби після випалу будуть давати «цек» (дрібні тріщини). Флюс не повинен діяти руйнівно на барвник; для кожної фарби підбирають свій флюс, який відповідає властивостям фарби. Сині пігменти отримують з оксиду кобальту Со2О, і вуглекислого кобальту СоСО3. Вводячи до складу пігменту різну кількість оксиду цинку ZnO, глинозему А12О3 і інших оксидів, отримують різні колірні відтінки. На чистоту кольору впливають сторонні домішки. Так, наприклад, оксид нікелю дає коричневий відтінок, оксид заліза - зеленуватий, марганцю - фіолетовий і т. д. Зеленим пігментом служить тривалентний хром Сг2О3. Різні відтінки отримують при додаванні MgО, А12О3, CaO, ZnO та ін На отримання зеленого фарбування виробів впливає стан газового середовища печі під час випалювання. Відновлювальна середу сприяє утворенню зеленого кольору, при окислювальному середовищі Сr2О3 переходить в СrО3 і шестивалентний хром Cr +6 сприяє помаранчевому фарбуванню. Основу жовтих фарб складають оксиди сурми Sb2O3, титану ТiO2, урану UO2, хромовокіслого свинець РbСrО4. Для додання різних відтінків цим фарбам в них вводять оксиди заліза, цинку, нікелю, борні з'єднання та ін.

Для додання червоного кольору надглазурним фарбам використовують головним чином оксид заліза Fe2O3, крім того, може бути використаний хромовокіслого свинець РbСrО4 і селенокадміевие з'єднання CdS, CdSe. Для отримання різних відтінків (від оранжево-червоного до фіолетово-червоного) до Fe2O3 додають А12О3, ZnO, Сr2О3, Mn2O3, каолін та ін Зміни кольору та інтенсивності відтінків залежать від температури випалу та тривалості прожарювання пігментів. Залізовмісні пігменти при впливі температури понад 1000 ° С нестійкі. При використанні селенокадміевих сполук різні відтінки фарби залежать від співвідношення CdS і CdSe. При меншому вмісті CdSe виходить жовтий відтінок, при більшому - червоний. Пурпурові пігменти (пурпури) представляють собою оксиди гідрооловянной кислоти, магнію, алюмінію і т.д., пофарбовані частинками тонкодисперсного металевого золота або тонкодисперсного оксиду золота Au2O (фіолетовий колір) у присутності оксиду срібла Ag2O (темно-бурий колір). Із збільшенням кількості Ag2O фарба набуває карміновий колір, а при його зменшенні - пурпуровий. Для отримання пурпурових фарб до пігментів додають флюси, що містять багато лугів і порівняно невелика кількість свинцю.