Кераміка - це ... Виробництво кераміки. Художня кераміка

В історії людства налічується чимало матеріалів, які супроводжували людей чи не з самого зародження цивілізації. Першим приходить на думку дерево, але не варто забувати про кераміку - обпаленої глини, посуд з якої почали виготовляти з незапам`ятних часів.

Позитивних якостей у такого матеріалу вистачає: кераміка міцна, стійка до хімічних і високотемпературним впливів, відрізняється повною екологічною безпекою, та й із зовнішнім виглядом у неї все гаразд. Крім того, плитка з обпаленої глини не гниє і не покривається грибком, що дозволяє з успіхом використовувати її для обробки самих різних технологічних приміщень і ванних кімнат.

Взагалі кераміка - це посуд або інші речі з глини (з мінеральними присадками або без них), отримана за допомогою формовки і подальшого високотемпературного випалу. Щоб зовнішній вигляд таких виробів був красивіше, їх глазурують.

Які матеріали можуть бути використані у виробництві?

Ми вже говорили, що для цих цілей використовується переважно глина, але бувають винятки. Отже, на кераміку можуть йти наступні матеріали:

• Пластична основа. Це як раз таки глина або каолін (порода, що складається з каолініту).
• Матеріали, які мінімізують осадку при випалюванні, дозволяють зберегти форму виробу. У справу йде якісний кварцовий пісок, некондиція порцеляни (бій), шамот.
• Породи, що дають щільну склоподібну масу при спіканні. Ідеально підходить польовий шпат, пегматит.
• Глазур. Може використовуватися як матеріал з природної сировини, так і численні аналоги, отримані шляхом хімічного синтезу.

Класифікація

Ось ми і дізналися, що кераміка - це спеціальним чином оброблена глина. В якості чинників, що зумовлюють споживчі якості виробу, виділяють вид кераміки, спосіб її декорування або формовки.

Розрізняють кераміку тонку (дрібна зернистість на зламі черепка), а також грубу (велика зернистість). З тонких різновидів кожному знаком фарфор, напівпорцеляна, а також фаянс, плитка з якого є чи не в кожній ванній кімнаті. Відповідно, груба кераміка (фото ви знайдете в статті) - це гончарні горщики. Річ у нас не надто поширена, але відома з глибокої давнини.

Властивості різних видів кераміки

Відмітною ознакою порцеляни є тонкий, щільний і білий дрібнозернистий черепок. Матеріал дуже погано поглинає вологу (до 0,2%). Цінні вази або чашки (дуже тонкі) можна переглядати на світло. Краю бортика (частіше дно) через технології випалу не покривають глазур`ю. Для виробництва використовується переважно каолін та польовий шпат.

Напівпорцеляна - проміжний варіант між вищеописаним фарфору та фаянсу. Кілька грубіше, поглинання води від 3 до 5%, найчастіше застосовується у виготовленні посуду господарського призначення.

Що стосується самого фаянсу, то він відрізняється товстим пористим черепком, який на зламі має трохи жовтуватий відтінок. Здатність до поглинання води висока, в межах 9-12%. Саме через це, а також через високу пористості, будь-які вироби з кераміки цього типу в обов`язковому порядку покриваються шаром тонкої глазурі.

Так як використовувана глазурування вельми нестійка до термічних впливів, використовують цей різновид кераміки виключно у виробництві недорогий посуду повсякденного використання, а також для господарських ємностей. Для вироблення беруть не надто якісні сорти глин, крейда і кварцовий пісок. Технологія кераміки цього сорту також допускає використання (в якості основи) битого фарфору. Зрозуміло, перед початком виробництва його дроблять і дрібно розтирають.

Майоліка - це вельми приваблива зовні кераміка. Ціна на неї - близько тисячі рублів за середньостатистичну вазу. Відмітна ознака - дуже пористий черепок, може поглинати аж до 15% вологи. Незважаючи на це, вироби відрізняються тонкими блискучими поверхнями, мають малу товщину стінок. Останнє обумовлено тим, що майоліка виготовляється за технологією лиття. Як правило, вироби прикрашаються глазировкой, також нерідко зустрічаються декоративні барельєфи. У виробництві цього сорту кераміки використовуються беложгущиеся глини, кварцовий пісок, крейда і плавні.

Гончарна кераміка (фото якої є в статті). Відрізняється черепком специфічного червоно-коричневого кольору (красножгущейся глини) і дуже великою пористістю. Коефіцієнт поглинання вологи - до 18%. Для розфарбовування використовуються спеціальні глиняні фарби, ангоби. Щоб захистити їх від впливу вологи, зверху вироби покриваються тонким шаром безбарвної глазурі. Що стосується сфери використання, то асортимент представлений не тільки декоративними горщиками, а й цілком практичною посудом для домашнього господарства.

Крім того, до цієї ж категорії відноситься тепла кераміка. Так називаються цеглини, виготовлені з грубо обпаленої глини. При виробництві такого роду кераміки використовуються спеціальні спінюючої реагенти, які різко підвищують пористість матеріалу, а тому його теплоізоляційні якості стають набагато краще.

Як проходить процес виробництва?

Саме виробництво кераміки легко розділити на кілька наступних етапів:

• Видобуток і відповідна підготовка сировини.
• Формування, нанесення декоративних візерунків або пророблення функціональних отворів.
• Лиття, напівсуха штампування.
• Правка, перше просушування.
• Високотемпературна обробка.
• Глазурування.
• Повторне обпалення.
• Декоративна обробка (тепла кераміка і аналоги в ній не потребують).

Якісні показники готового виробу визначається характеристиками зовнішнього вигляду, повною відповідністю функціональним призначенням, а також довговічністю.

Технологія виготовлення

Про основні етапи виробництва ми поговорили, а тому зараз давайте обговоримо кожен з них окремо. Щоб приготувати первісну керамічну масу, виконуються наступні технологічні операції: сировина ретельно очищається від сторонніх мінеральних і органічних домішок, дробиться і перемелюється. Після цього настає черга перемішування і додавання різних присадок.

Формування вироби

Формування виконується з рідких або пластичних керамічних мас. У пластичного формування є ряд переваг. В першу чергу це виражається в тому, що можна робити вироби практично будь-яких форм і розмірів. Крім того, для їх виготовлення можна пристосувати навіть найпростіше і технологічне обладнання.

Що ж стосується лиття, то для цього застосовується маса з вологістю 34-36%. Заливка проводиться в гіпсові форми. Це незамінний спосіб для виготовлення дійсно складних керамічних виробів, форма яких фізично не допускає застосування інших способів формування. Крім того, так виробляється плитка. Кераміка для неї робиться не з найкращих сортів глини (нижче вимоги), але товщина готових виробів повинна бути як можна більш рівномірною.

Лиття може бути як ручним, так і повністю автоматизованим. Після первісної просушування продукцію виймають з форм, після чого приклеюють різні декоративні і функціональні елементи, для приєднання яких використовується спеціальний клей. У минулому для цієї мети застосовували глиняне тісто, але воно забезпечувало не надто високу міцність.

Сушка

Сушка - найбільш відповідальний етап, оскільки від правильності його проведення залежить як механічна міцність виробу, так і його декоративні характеристики. Зрозуміло, вкрай важливо і правильний розподіл глазурі, від якої залежить стійкість виробів до води, а також хімічних агентів. Сушка - обов`язкова умова виробництва кераміки. Для неї використовують конвеєрні, радіаційні та камерні сушарки. Температура на всьому протязі процесу не повинна перевищувати 70-90 ° С.

Виняток становить хіба що плитка. Кераміка в цьому випадку досить товста, так що в деяких випадках допускається використання високотемпературного режиму на нетривалий час.

Обпалення

Другим за важливістю технологічним етапом є випал кераміки. Мета - формування черепка з точно заданими фізико-хімічними властивостями, закріплення фарбувального складу і глазурі на поверхні. Обпалення важливо тим, що в його ході протікає безліч фізико-хімічних процесів, які і зумовлюють основні споживчі якості виробу. Зазвичай випал проводять у два ступені, але якщо на поверхню глазурі була нанесена фарба, проводиться так званий муфельну випал (третій ступінь).

Перший ступінь здійснюється при температурі від 900 до 1250 ° С (залежно від виду і сорту кераміки). Другий ступінь вимагає температурного режиму від 1020 до 1410 ° С. Останнє значення використовується виключно для порцеляни. Іншу кераміку рідко обпалюють в такому режимі, оскільки високий ризик розтріскування. Якщо мова йде про середньостатистичну червоній глині, то вироби з неї і зовсім часто «палять» одноразово, при температурі не вище 960-1020 градусів за Цельсієм.

Для випалу можуть бути використані печі для кераміки двох типів: періодичні (сурми), а також безперервні. Різновидів останніх дуже багато, але найбільше поширені тунельні і роликові.

Про різних дефектах

Специфіка виготовлення керамічних виробів полягає в тому, що на різних етапах виробництва можливе виникнення великої кількості найрізноманітніших дефектів. Бувають пошкодження черепка, глазурі або декоративного покриття. Що стосується дефектів черепка, то вони найчастіше з`являються ще на етапі первинної формовки і первісною просушування.

Якась частина виробничого браку проявляється практично відразу, а плями або щось подібне з`являються тільки після випалу. У зв`язку з «примхливістю» кінцевої продукції є вимога жорстко контролювати чистоту всіх використовуваних на виробництві інструментів.

Опис основних понять

Глазур - це спеціальні розплави, які наносяться на поверхню готового виробу. Товщина їх складає 0,12-0,40 мм. Призначення глазурі досить різноманітно. По-перше, поверхня плитки або посуду покривається щільним декоративним шаром, який не тільки сприяє виникненню приємного зовнішнього вигляду, але і значно підвищує механічну міцність. Крім того, покриття дає надійний захист від фізичних і хімічних впливів, що особливо актуально для господарського посуду.

Під декоруванням розуміється нанесення декоративного фарбування або візерунків. Нерідко в умовах промислового виробництва використовуються фігурні штампи, за допомогою яких масове виробництво однотипних виробів. Для нанесення візерунка на краю горщика використовується штемпельний валик. Відповідно, заключні операції полягають в усуненні дрібних дефектів, шліфовці ніжки і краю.

Деякі відомості про глазурі і фарбах

Глазурі підрозділяються на прозорі і непрозорі різновиди, бувають вони забарвленими і повністю безбарвними. Керамічні фарби застосовують для прикраси практично всіх різновидів виробів з обпаленої глини. В основі їх лежать або метали, або їх оксиди. При нагріванні вони утворюють стійкі сполуки, які не тільки красиві, але і вельми довговічні. Така кераміка, відгуки про яку завжди прекрасні, з давніх пір була окрасою в багатьох заможних будинках.

Фарби діляться за способом їх нанесення: або на шар глазурі, або ж під нього. Як можна зрозуміти, в останньому випадку фарбувальний склад наноситься безпосередньо на черепок. Тільки потім його закривають шаром глазурі, а виріб обпалюється в печі. Якщо склад наноситься безпосередньо на шар глазурі, його фіксують температурою не менше 600-850 ° С.

Що стосується допоміжних матеріалів, то їх використовують для виготовлення форм для випалу і лиття.

Відомості про виготовлення ливарних форм

Щоб виготовити досить міцні і якісні форми, використовується формувальний гіпс. Його роблять, тонко подрібнюючи порошок напівводного гідрату сірчанокислого кальцію. Особливість такого гіпсу в тому, що при змішуванні з водою він повинен перетворюватися на досить пластичне і пружне тісто. Але головне - цей склад повинен схоплюватися в точно визначені терміни, що гарантує дійсно якісний випал. Якщо гіпсу з якихось причин немає, може бути використаний вогнетривка шамот карборунд. Допускається застосування інших вогнетривких матеріалів.

Ось що таке кераміка. Це такий матеріал, без якого неможливо собі уявити жодної кухні або ванної кімнати. Втім, є й інша її різновид, вироби з якої можуть бути справжніми прикрасами будь-якого будинку.

Художня кераміка

Під «художніми» розуміються вироби, прикрашені особливо тонким рельєфом або ліпниною. Звичайно ж, інших відмінностей від звичайної кераміки фактично немає, але в технології виготовлення є чимало тонкощів. Про них-то ми зараз і поговоримо.

Первісна підготовка сировини

Як ви розумієте, художня кераміка мало в чому відрізняється від своїх «побутових» аналогів, але при її виготовленні потрібно вимогливіше підходити до відбору сировини. Все те ж саме, що і в минулому випадку, але всі операції виконуються більш тонко. Крім того, використовувати слід виключно мелкоізмельченного каолін (діаметр частинок менше 2 мкм).

Що це дає? Такий підхід дозволяє одержувати набагато більше пластичну масу, а також мінімум в два рази збільшує міцність просушених виробів. Крім того, слід брати тільки дрібний кварцовий пісок, так як він різко зменшує осадку готової продукції, що для художньої кераміки вкрай важливо.

Сушка художньої кераміки

Як ми вже вказували в першій частині статті, сушка - один з найважливіших етапів. Якщо говорити про художню кераміку, то це твердження стає ще більш актуальним. Слід знати, що усадкові явища при випалюванні тонких виробів протікають нерівномірно, що може призвести до великих неприємностей, аж до псування всього виробу. А тому вкрай важливо вибрати правильний режим нагріву, щоб художня кераміка не перетворилася на купу черепків.

Якщо вироби плоскі, то їх настійно радиться сушити виключно в формах. Спершу їх злегка подвяливают, поки майбутня кераміка не придбає необхідної щільності, і тільки після цього її можна виймати і досушувати до вологості 1-2,5%.

Щоб проводити даний процес масово, використовують спеціальні конвеєрні сушарки. В особливо складних випадках висушування проводиться в пристроях, які працюють по періодичному принципом. Так роблять заради того, щоб тонка кераміка не пересохла і не тріснула. Тривалість сушіння коливається від 30 хвилин до трьох годин.

Ось ви і дізналися, що таке кераміка. Це один з найстаріших матеріалів, що коли-небудь проводився людством. Незважаючи на свою старовину, кераміка дуже затребувана і донині.