Дом, дача, квартира, коттедж, ремонт, строительство, идеи мастеру, сад, огород, декоративно-прикладное творчество, хобби и увлечения  

поиск по сайту:



  Главная>>> Декоративно-прикладное искусство>>> Керамика. Технология изготовления керамики

Разделы сайта:

Главная
Последние публикации, новое на сайте.

Ремонт и строительство
Дом и квартира, дизайн и архитектура, проекты домов. Обзоры, советы.

Сад, огород, усадьба
Садоводство и огородничество, приусадебное хозяйство.

Декоративно - прикладное искусство
Резьба по дереву, выжигание, чеканка, плетение и многое другое...

Идеи мастеру
Сделай сам, различные оригинальные и полезные самоделки.

Мебель своими руками
Самостоятельное изготовление мебели, чертежи, схемы.

Разное
Идеи, советы, методики.

 
 

Оборудование, приборы, материалы и вещества для изготовления керамики

Продолжение. Предыдущая страница

Что нужно иметь для работы с керамикой

Оборудование, приборы, материалы и вещества, необходимые для изготовления керамики Теперь подробно расскажем об оборудовании, приборах, материалах и веществах, которые понадобятся для изготовления керамики — майолики сливным способом.

Мельница — устройство для измельчений глины и других компонентов сырьевой смеси. Даже если глина не требует введения каких-либо добавок, она обычно содержит песок, так что ее все равно надо размалывать.

Промышленность выпускает мельницы из фарфора с барабанами вместимостью до 10 л (рис. 3). Мелющими телами такой мельницы являются шары из твердого фарфора. Диаметр шаров и их число зависят от характеристик размалываемого вещества. В нашем случае диаметр шаров 19...25 мм.

Цилиндр шаровой мельницы
Рис. 3. Цилиндр шаровой мельницы.

Вместо шаров применяют и цилиндры, но обязательно из твердого фарфора или другого аналогичного материала (ультрафарфора, уралита, алунда и т. п.). В качестве мелющих тел подойдет и кремневая галька подходящих размеров, которую тщательно отсортировывают, удаляя куски мягких горных пород. Пригодна также галька из кварцита, яшмы, роговика. Размалываемым материалом заполняют не более 1/3 внутреннего объема барабана. Следовательно, в барабан емкостью 10 л разрешается засыпать не более 3,3 л твердого вещества. (При этом, естественно, масса этого объема материала зависит от его насыпной плотности. Так, при насыпной плотности кварцевого песка равной 1,8 г/м³ масса 3,3 л песка составит 5,94 кг.).

Привод шаровой мельницы
Рис. 4. Привод шаровой мельницы:
1 — двигатель; 2 — редуктор; 3 — обрезиненные валы.

Приводом для мельницы служит вращающееся устройство, состоящее из пары обрезиненных валов, червячной передачи, редуктора и электродвигателя (рис. 4). Привод должен позволять при необходимости изменять частоту вращения мельницы, так эту частоту устанавливают в зависимости от загрузки мельницы и свойств размалываемого материала. Возможно, кому-то из читателей удастся придумать более простую конструкцию привода.

Металлический кожух мельницы не очень сложно свернуть из стального листа толщиной не менее 0,8 мм. Крепление герметичной крышки должно быть надежным, чтобы при приготовлении шликера вода не просочилась через случайный зазор. Прокладку для крышки делают из мягкой резины.

Кроме мельницы для измельчения небольших количеств различных материалов необходимо иметь фарфоровую ступку вместимостью не менее 0,5 л.

Подогреваемый стол-верстак — приспособление для подогрева форм и первичной сушки отформованных изделий (рис. 5).

Подогреваемый стол-верстак
Рис. 5. Подогреваемый стол-верстак:
1 — желоб для стока слитого шликера; 2 — нагреватель (спираль).

Подогрев столешницы осуществляют с помощью стандартных электрических элементов сопротивления (спиралей), например, от электрической плитки. Для регулировки температуры нагрева потребуется автотрансформатор, мощность которого должна быть не менее суммарной мощности всех нагревательных элементов. Температура поверхности верстака 40...45° С.

Подогревают верстак также горячей водой от отопительной системы, нагретым воздухом от электрокалорифера или другим способом. Важно обеспечить равномерный нагрев поверхности верстака при указанной выше температуре в течение всего времени формования изделий.

Можно обойтись и без такого верстака. В этом случае просто придется после каждого формования изделий тщательно просушивать гипсовые формы, а также отформованные изделия.

Муфельная печь
Рис. 6. Муфельная печь.

Печь для обжига — выделяющее теплоту устройство, в котором обжигают керамику. Без печи керамику просто не получить, так как обжиг — главное действо, превращающее глину в черепок. При выборе печи, учитывают число изделий, которые вы собираетесь производить, а также доступность энергоносителей и их стоимость.

Если вы хотите изготовлять по три...пять небольших вазочек или статуэток в день, то подойдет лабораторная муфельная печь, объем камеры которой составляет примерно 5—6 л (рис. 6). При намерении обжигать несколько десятков изделий за один раз, лучше всего самому сложить печь для обжига.

Пока здесь мы перечислили только основное оборудование, необходимое для изготовления керамики. Однако кроме него понадобятся еще и другие инструменты, приспособления и приборы.

Сито потребуется для определения тонкости помола глины (рис. 7).

Конструкция сита
Рис. 7. Конструкция сита:
а — элементы сита; б — сито в сборе; 1 — средняя часть пластиковой бутылки; 2 — кусок чулка; 3 — фиксирующее кольцо.

Размер ячеек такого сита, как уже говорилось, равен 0,0053 мм. Это сито — очень дефицитное изделие, раздобыть его трудно, поэтому проще изготовить его самому, сделав сетку из нейлонового чулка. Для этого от старого чулка отрезают кусок длиной 10 см, не имеющий спущенных петель. Разрезают его вдоль (если чулок со швом — то по шву). Получается лоскут прямоугольной формы примерно 10 х 20 см. Если такой лоскут натянуть на обечайку диаметром 7...8 см, добившись ровного расположения нитей нейлона, то получится сито с ячейками примерно требуемого размера. В качестве обечайки подойдет цилиндрическая часть пластиковой бутылки (из-под моющих средств, растительного масла и др.) подходящего диаметра. Длина отрезанной части не менее ее диаметра. Крепят нейлоновую ткань на обечайке, например, перевязав загнутые вверх края ткани нейлоновой нитью, проволокой, можно надеть на эти края кольцо шириной 7...10 мм. Не следует только ткань к обечайке приклеивать или приваривать.

Штангенциркуль необходим для измерений образцов при определении усадки глины, да и для определения других размеров.

Надфили, стальные цикли, стеки, ножи, лопатки, кронциркуль, циркуль-измеритель, стальной угольник, мутовка, клюшки, кисти (рис. 8) — мелкий ручной инструмент, который пригодится при изготовлении форм и отделке отформованных изделий.

Инструмент для лепки
Рис. 8. Инструмент для лепки:
1 — стальные цикли; 2 — стеки; 3 — ножи; 4 — мутовка; 5 — клюшка; 6 — угольник; 7 — лопатки.

Понадобятся еще ограничительные доски (рис. 9), которые используют при изготовлении гипсовых форм.

Ограничительные доски
Рис. 9. Ограничительные доски.

В качестве емкостей для хранения и переноса жидкостей, приготовления гипсового теста, слива шликера из мельницы, разлива его в формы служат эмалированные или пластмассовые ведра, банки, миски, чашки.

Для нанесения глазури понадобится пульверизатор.

Электроплитка нужна для подогрева некоторых компонентов керамической массы, размягчения парафина или воска.

Стандартный вискозиметр Энглера едва ли удастся приобрести. Однако вместо него можно изготовить самодельный (рис. 10). Для этого подбирают верхнюю часть пластиковой бутылки, из которой была изготовлена обечайка для сита. Необходимо, чтобы перевернутая вниз горлом верхняя часть вмещала не менее 300 мл шликера. Из металлического диска диаметром, равным диаметру отверстия горлышка, изготавливают калиброванный слив, Для этого в центре диска сверлят отверстие диаметром 6,7 мм. Полученную «шайбу» вклеивают или вваривают в горлышко, как показано на рис. 11.

Вискозиметр
Рис. 10. Вискозиметр:
1 — верхняя часть пластиковой бутылки;
2 — треножник.
  Установка калиброванной шайбы
Рис. 11. Установка калиброванной шайбы.

Еще для самодельного вискозиметра потребуются подставка-треножник и палочка-затычка из твердой древесины — березы, дуба, бука

Обязательно понадобятся весы для взвешивания сырьевых компонентов перед измельчением в мельнице, для отмеривания проб шликера для различных целей и т. д. Необходимо иметь как торговые весы с точностью взвешивания не более 5 г, так и аптечные, обычно применяющиеся для взвешивания фотореактивов.

Добавки используемые при изготовлении керамики

Как уже говорилось, для регулирования свойств керамических масс применяют разного рода добавки. Давайте разберемся, что это за вещества и какие новые свойства они способны придать глине. Все добавки подразделяют на следующие группы:

  • отощающие;
  • стабилизаторы;
  • пластификаторы;
  • интенсификаторы спекания.

Отощающие добавки уменьшают предел пластичности глины, снижают воздушную (и огневую) усадку. К ним относятся: кварцевый и кварцево-полешпатовый песок, металлургические и топливные шлаки, зола тепловых электростанций.

Стабилизаторы снижают расслаиваемость шликерных керамических масс и степень их загустевания. Это электролиты, например, сода или жидкое стекло. Оказываются полезными в этом качестве и некоторые пластификаторы.

Пластификаторы повышают пластичность глины. Это высокопластичные глины, некоторые органические соединения, например технические лигносульфонаты — отходы производства целлюлозы. Их сейчас называют сокращенно ЛСТ, а раньше они были известны под названиями ССБ и СДБ. Другой продукт того же производства — карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), используемая в качестве обойного клея. Подобные вещества в ряде случаев служат и стабилизаторами.

Интенсификаторы спекания (или плавни) повышают спекаемость глины, снижают температуру ее спекания. К таким добавкам относятся как вещества, сами имеющие относительно низкие температуры плавления, — полевошпатовые горные породы (сиенит, андезит, пегматит), битое стекло (оконное и бутылочное), так и вещества (известняк, мрамор, допомит, мрамор, тальк), образующие легкоплавкие соединения с минералами глины.

Наконец, некоторые отощающие добавки одновременно являются и интенсификаторами (металлургические шлаки, золы ТЭС).

Чаще всего в качестве добавок применяют вещества, имеющиеся под рукой. Конечно, скорее всего, в вашем распоряжении окажется не так уж много подходящих добавок. Но это не страшно. Главное при составлении шликера разобраться — нужна ли какая-либо добавка к имеющейся глине, а если нужна, то какая именно, и в каком количестве.

Вот чтобы ответить на эти вопросы, и надо знать все упомянутые выше свойства глины.

Предположим, что глина оказалась высокопластичной и высокочувствительной к сушке, причем ее воздушная усадка составила 9,5%. При спекании при температуре 900° С водопоглощение оказалось равным 1,8%, огневая усадка — 7,2%. Следовательно, в глину требуется ввести отощающие добавки, чтобы снизить воздушную усадку и чувствительность к сушке. Самая доступная отощающая добавка в практически любой местности — кварцевый песок. Подсчитаем, сколько его нужно добавить. Предположим, что запесоченность глины составляет 3,8%. Высокопластичные глины способны воспринять до 50% песка без снижения пластических свойств. Добавим в глину столько песка, чтобы довести его содержание до 50%. Вычислить это количество просто: надо из 50% вычесть число, соответствующее содержанию песка в глине, то есть 3,8%. Следовательно, добавить придется 46,2% (50% — 3,8%).

Далее проверим, действительно ли эта добавка изменит свойства глины так, как требуется. Для этого проверим воздушную усадку смеси, состоящую из 53,8% глины и 46,2% песка. Как это сделать — известно. Надо только очень тщательно смешать глину с песком. После испытаний плиток из «новой» глины установили, что после введения песка она стала среднепластичной и среднечувствительной к сушке, а ее воздушная усадка уменьшилась до 6,3%.

Выходит, мы своей цели достигли, и смесь опробованного состава стала пригодной для формования из нее изделий сливным методом. Но чтобы подтвердить это, проверим свойства шликера из этой смеси. Как мы выяснили выше, пригодный для формования шликер должен иметь текучесть около 20 с (при влажности 35...37% и степени загустевания не более 2,2). Если при испытании шликера получены примерно такие результаты, то шликер подобного состава пригоден для изготовления майолики. Понятно, здесь рассмотрен простой случай, когда все получилось с первого раза.

А вот ситуация посложнее. Например, опыты с глиной показали, что она неспекаема, сильно запесочена (32% песка), число пластичности всего 5%. Здесь явно нужно ввести в глину интенсификатор спекания и пластификатор. В качестве интенсификатора спекания возьмем битое стекло. К сожалению, теории расчета количества такой добавки нет, так что сказать, сколько стекла нужно добавить для повышения спекаемости глины, трудно. Надо экспериментировать.

Приготовим глиняное тесто определенной влажности, например, 39%, и испытаем составы, содержащие 5, 10 и 15% измельченного в порошок стеклобоя. Обожжем образцы при 900° С и определим их водопоглощение. Предположим, что при 5% стекла водопоглощение черепка составило 10,1%; при 10% — 5,3%; при 15% — 1,2%. Если существует возможность обеспечить содержание стеклобоя в сырьевой смеси в количестве 15%, эту смесь и выберем, так как низкое водопоглощение черепка из нее весьма приемлемое. При недостатке стекла придется ограничиться 10%-ной добавкой.

Теперь проверим свойства шликера со стеклом. Определим текучесть. Предположим, она оказалась приемлемой, скажем, 21 с. Но при этом степень загустевания составила 2,7, что многовато. То есть требуется очередная добавка — стабилизатор, в качестве которого решили применить соду. Приготовим шликер с добавкой 0,1% соды. Проверим его текучесть и загустеваемость.

Первая оказалась равна 20 с, что нормально, а вторая снизилась до 2,3, но и это еще многовато. Добавим в шликер еще 0,1% соды, в результате чего текучесть несколько увеличилась (19 с), а значение загустеваемости снизилось до 2,1.

Этот результат нас устраивает. Значит состав шликера, с которым предстоит работать, содержит (в % по массе): глина — 84,8; стеклобой — 15; сода — 0,2 (при влажности шликера 39%).

Подобным образом поступают и в других случаях. Стратегия, которую применяют при подборе состава сырьевой смеси такова:

— оценка свойств глины;

— теоретическое решение возникающих задач, основанное на известных рекомендациях;

— экспериментальная проверка выбранного решения методом проб и ошибок.

Можно сформулировать некоторые общие правила, руководствуясь которыми назначают те или иные добавки. Но для начала напомним, какими свойствами должен обладать хорошего качества литейный шликер для сливного формования:

— влажность 35...40% (чем меньше, тем лучше);

— текучесть 18...22 с;

— степень загустевания 1,7...2,2;

— плотность 1,74...1,77.

Добавим, отощающие добавки разрешается вводить в глину в количестве от 0 до 50%. Критерием достаточности количества добавок являются усадки (воздушная и огневая). Нет смысла добиваться полного устранения усадок, достаточно «отрегулировать» их так, чтобы сумма воздушной и огневой усадок составляла не более 15%.

Пластификаторы в виде высокопластичной глины (бентонита) вводят в пределах от 7 до 15%. Пластификаторы типа ЛСТ или КМЦ добавляют в количестве 0,05...0,25%; при большем содержании они могут резко повысить степень загустевания шликера.

Стабилизаторы — ЛСТ, КМЦ или сода используют в таких же количествах, что и пластификаторы.

Интенсификаторы спекания (плавни) применяют в количестве, позволяющем снизить температуру спекания глины до 850...900°С. Обычно их содержание находится в пределах 10...20%, но при совмещении с ролью отощающей добавки может доходить и до 50%. Надо учесть, что значительное уменьшение температуры спекания, а в принципе ее можно снизить до 650° С, способно привести к тому, что глина при обжиге недостаточно «пропечется», сохранив способность набухать в воде. Тогда керамический сосуд при хранении в нем воды через некоторое время начнет набухать, шелушиться, пропускать воду. Часто именно так ведут себя цветочные горшки, при изготовлении которых был неверно подобран состав керамической массы или выбрана не соответствующая составу температура обжига.

Конечно, поступают и по-другому, не прибегая ни к каким испытаниям. Например, попытаются узнать, не занимается ли кто-нибудь по соседству керамикой. Может мастер поделится опытом и расскажет, нужны ли добавки для местной тины. И если нужны, то какие? При отсутствии такого советчика иногда просто пробуют разные варианты. Эго будет метод проб и ошибок в чистом виде, без всякой теории. Но если у вас не окажется необходимых приборов, а опытом поделиться с вами некому, придется воспользоваться именно описанным в материале подходом. Продолжим на следующей странице.

Все материалы раздела «Декоративно-прикладное искусство»

Порекомендуйте эту страницу друзьям или добавьте в закладки:

 



 
© Idea-master.ru. Все права защищены. Незаконное копирование материалов сайта Idea-master.ru влечет гражданскую и уголовную ответственность. Для связи: admin@idea-master.ru. Размещение рекламы на сайте.
Rambler's Top100