Глазурованная керамика

Рассмотрим детально сам процесс сушки. Он представляет собой целый комплекс взаимосвязанных процессов массо- и теплообмена между окружающей средой и материалом. Иными словами изделие отдает свою влагу и, как следствие, изделие теряет объемы. Для получения качественных изделий из керамики просто необходимо строго придерживаться всех технических условий во время сушки и обжига.

Процесс обжига – завершающий в технологическом процессе производства. Именно во время обжига происходить полная дегидратация материала и усадка керамических изделий. Эти процессы происходят при температуре от +5500C до +8000C.

Летучие органические примеси удаляются при температуре от +2000C до +8000C, а также происходит окисление примесей, но только в пределах их возгорания. Здесь характерным является резкое поднятие температур (от +3000C до +4500C за час). После этого, до полного выгорания углерода, изделия пребывают в окислительной среде.

В дальнейшем температура поднимается от +8000C до максимума и при этом разрушается кристаллическая решетка минералов и происходит изменение структуры черепка. Когда температура достигает максимума, тогда изделие выдерживают, пока температура не выровняется по толщине всего изделия. Потом постепенно температуру снижают. Именно в этот период согласно технологии изготовления керамических изделий происходит их усадка и другие пластические изменения формы.

Постепенно снижается скорость охлаждения. При определенных условиях внешнего теплообмена снижение температуры замедляется. Но если говорить об обычных туннельных печах, скорость режима обжига никак не может быть реализована по причине неравномерности температурного поля. Например, легкоплавкие глины, которые используются для изготовления отдельных изделий, обжигаются при температуре от +9000C до +11000C. Именно благодаря таким температурам подобные изделия характеризуются морозостойкостью, прочностью, очень высокой водостойкостью и многими другими качествами, которые особенно ценны для строительства. [3] 

3 Виды глазурованной керамики

Керамику покрывают слоем глазури, эмали и вторично обжигают. Благодаря глазури изделия  становятся водонепроницаемыми. Также глазурь  позволила изделия  декорировать: матовая, бархатистая поверхность чередуется с наплывами блестящей глазури. Под глазурью хорошо смотрится роспись ангобами (окрашенными в разные цвета жидкими глинами). Ангобирование — старинный вид обработки глиняных поверхностей, однако до настоящего времени находит широкое применение.

Майолика— ближайшая родственница гончарной керамики. Это слово произошло от названия средиземноморского острова Мальорка, где зародился этот вид керамики. Майоликой называют изделия из гончарных глин, покрытые цветными глазурями — эмалями.  В технике майолики изготовляются как декоративные панно, наличники, изразцы и т. п., так и посуда и даже монументальные скульптурные изображения.  

Фаянс (от названия итальянского города Фаэнца, где производился фаянс) —  керамические  изделия (облицовочные плитки, архитектурные детали, посуда, умывальники,унитазы и др.), имеющие плотный мелкопористый черепок (обычно белый), покрытые прозрачной или глухой (непрозрачной) глазурью. Основа его — белая глина. Фаянсовый кувшин легко отличить  от майоликового, стоит только обратить внимание на донышко: у гончарной керамики выступы на нем — темные, а у фаянсовой — белые. То, что отличает фаянс от майолики, сближает его с фарфором, но фаянс не обладает белизной и прозрачностью фарфора, его черепок порист и менее прочен. Изделия фаянса имеют толстые, непрозрачные стенки мягких, обтекаемых форм.

Фарфор отличается от других подобных декоративных материалов высокими параметрами прочности, устойчивости к химическому и температурному воздействию.

В зависимости от долевого состава глины и сопутствующих веществ, фарфор может условно быть разделен на две категории: мягкий и твердый. Главное  отличие этих категорий не в твердости состава, как можно было бы подумать, а в поведении под воздействием высоких температур. Кроме того, в мягком фарфоре больше разнообразных веществ, которые придают ему дополнительные качества – например, просвечиваемость. Мягкий фарфор чаще используют при изготовлении декоративных керамических предметов, а твердый – для посуды и в технике. Разновидность мягкого фарфора – костяной фарфор. Кроме всего прочего, в его состав входит костяная зола, богатая кальцием, придает изделиям из такого фарфора дополнительную прочность, белизну и просвечиваемость.

Если при изготовлении фарфора его не покрывают ничем, и он остается матовым, его называют «бисквитом», хотя гораздо чаще можно встретить фарфор, на который нанесен слой глазури. При росписи фарфора используют две технологии – подглазурная роспись и надглазурная роспись. Надглазурная роспись смотрится более ярко за счет широкой гаммы доступных красок. К краскам при росписи фарфора довольно часто  добавляют оксиды различных металлов, в том числе благородных (золото, платина).

Сегодня фарфоровые статуэтки, посуда, куклы, другие элементы декора интерьера ценятся не меньше, чем несколько столетий назад. Это по-прежнему красивый и утонченный материал, который может стать настоящим украшением дома и радовать его посетителей на протяжении многих лет.

И фарфор, и фаянс отличаются  ценой, составом и технологией производства. Чтобы не спутать благородный фарфор с практичным фаянсом, нужно знать следующие отличия. 
В составе фарфора меньше глины и больше разнообразных добавок: полевого шпата, кварцита, каолина. Эти добавки придают фарфору белизну, стекловидность, устойчивость к высоким температурам и меньшую пористость в сравнении с фаянсом. 
Отличить фарфор от фаянса несложно. Посмотрите посуду на свет – тонкостенный фарфор должен просвечивать. Он тонкий и полупрозрачный, тогда как фаянс совсем не пропускает свет и обычно покрывается глазурью. 
Если нужно определить из какого материала сделана статуэтка, переверните ее и рассмотрите донышко. У фарфора дно не покрыто глазурью. Это связано с технологией обжига – при производстве фарфора используются более высокие температуры, чем при производстве фаянса. Для того, чтобы фарфор не прилип к подставке, глазурь счищают перед вторым этапом обжига. 
При выборе посуды обратите внимание на ободок на донышке. У фаянса он отличается от глазури самой посуды и бывает или светло-серым или бежевым. Если ободок белый, то скорее всего это фарфор.

Шамот (от фр. chamotte) представляет собой керамический бой, замешанный на глине. Шамот имеет грубозернистый состав, глазурь на его поверхности растекается пятнами, не покрывая ее полностью, что придает изделию из шамота особую оригинальность. Он очень ценится художниками, которые ввели его в область декоративно-прикладного искусства. Шамот разновидность морозоустойчивой керамики, обожжённая при температуре 1250 градусов. Изделия из шамотной глины могут оставаться на зиму в Вашем саду, они не боятся морозов и перепадов температур. Но важно, чтобы  на изделие не попала влага,  для этого его необходимо укрыть полиэтиленовой плёнкой перед первыми заморозками.

Из шамотной керамики изготавливают светильники садовые и интерьерные, основания для фонтанов, вазоны и кратеры, горшки с поддонами, кашпо, фигуры животных, вазы и амфоры. [4] 

4 Классификация глазурей для керамики

Существуют разные способы декорирования керамических изделий, например чёрное лощение, когда в процессе обжига изделие приобретает чёрный цвет. Каление, когда обжиг завершён, раскалённый сосуд вынимают из печи и опускают в молоко, либо в бочку с чистой водой, изделие темнеет и становится более прочным. Смоление, раскалённые сосуды обмазывают подогретой смолой хвойных деревьев, в результате изделие приобретает золотистый цвет. Обваривание, раскалённые сосуды обрызгивают тёплым хлебным раствором, в результате получается пятнистая поверхность .

Однако существует и такой способ, как глазурирование с помощью которого можно создавать живописные произведения искусств. Глазури по своему составу представляют собой стеклообразные силикаты, расплавляющиеся на глинистом черепке слоем толщиной 0,15 – 0,4 мм. Температура плавления глазурей в зависимости от вида черепка и температуры его спекания составляет 900 – 1400 °С .

Назначение глазурей – прикрыть пористый черепок изделий плотным и гладким слоем, придать изделиям с плотным черепком повышенную механическую прочность и хороший внешний вид, повысить химическую устойчивость, гарантировать электрические свойства, защитить подглазурпый декор от механического и химического воздействия, служить декоративным элементом, а также подложкой для над- и внутриглазурного декора.

По составу и физическим свойствам глазури представляют собой разновидности щёлочных, алюмосиликатных и алюмоборосиликатных стёкол, при введении в которые соединений с отличными от основной массы показателями преломления света они становятся непрозрачными, а при добавлений соединений с окрашивающими оксидами металлов приобретают способность поглощать свет. Прозрачные глазури – покрытия с однофазной микроструктурой, которые не обнаруживают признаков фазового разделения в световом и электронном микроскопах прозрачны по внешнему виду. При этом допускается наличие немногочисленных нерастворившихся кристаллов или газовых пузырьков, не влияющих на внешний вид глазурного покрытия вследствие очень малых размеров, составляющих менее 0,2 мкм.

Преимуществом прозрачных глазурей является возможность их использования при подглазурном и надглазурном декорировании, а также способность окрашиваться керамическими жаростойкими пигментами и красящими оксидами металлов в яркие, сочные, чистых оттенков цвета. К недостаткам следует отнести то, что они снижают на 2-3% белизну ангоба или глазури основного слоя, а также отличаются повышенной склонностью к микротрещинам вследствие невысокой прочности однофазного стекла на растяжение.

Глушеные глазури позволяют маскировать окрашенный керамический черепок. Заглушенность или непрозрачность вызывается наличием в стекле глазури твердых или газообразных включений с коэффициентами преломления света больше или меньше коэффициента преломления самого стекла глазури, то есть обладающих оптической плотностью, отличающейся от плотности стеклофазы.

Вследствие различных оптических свойств включений и основной стеклофазы падающий свет в глазури многократно преломляется, отражается и рассеивается, и покрытие становится непрозрачным. Чем больше доля отраженного и рассеянного света находится в видимой части спектра, тем более заглушенным будет глазурное покрытие. Для получения глушёных белых глазурей прозрачность исключают путём диспергирования кристаллических включений в стеклофазе в результате жидкофазного расслоения глазури - ликвации, а также путем искусственного получения в глазурном слое мельчайших газовых пузырьков.

Таким образом, по технологическим свойствам глазури можно разделить на прозрачные, глушеные, цветные.

В настоящее время повышенный интерес художники-дизайнеры проявляют к матовым и полуматовым, глазурям, предназначенным для декорирования керамических изделий. Предпочтение отдаётся полуматовым покрытиям с шёлковистой фактурой поверхности. Такие покрытия достаточно гладкие, обеспечивают хорошую очищаемость поверхности.

Матовость - явление оптическое, связанное с присутствием множества плоскостей раздела, от которых свет отражается и рассеивается. Матовость обусловлена выделением в глазурном стекле, а также на поверхности кристаллических соединений с выступающими гранями кристаллов, что обеспечивает высокие показатели химической и термической устойчивости, механической прочности, достаточную стабильность декоративного эффекта. Матовость глазурного покрытия вызвана мелкозернистой кристаллизацией на поверхности слоя с выделением кристаллических соединений, показатели преломления которых значительно отличаются от показателей преломления стеклофазы: волластонита, анортита, геленита, виллемита, диопсида и др.

Разница между показателями преломления данных минералов и стекла значительна, но не так велика, как между показателями стекла и соединений циркония, поэтому для обеспечения матовости глушёных покрытий необходима высокая концентрация этих минералов при небольших размерах кристаллов. Последнее особенно важно, так как глазури с крупными (до десятков микрометров) кристаллами отличаются шероховатой поверхностью. Оптимальный размер кристаллов в матовых покрытиях не должен превышать 2 мкм, что обеспечивается большой способностью их к спонтанной кристаллизации и малой скоростью роста кристаллов.

По фактуре глушёные глазури делятся на блестящие и матовые.

Глазурь с волосяными трещинами (глазурь- кракле), благодаря которым она имеет более высокий температурный коэффициент линейного расширения, чем черепок. Трещины заполняют краской, после чего изделия повторно обжигают. Потечные глазури, которые часто бывают цветными, накладывают рядом или друг на друга кистью или пульверизатором; при этом они растекаются, образуя своеобразные оттенки. Авантюриновые глазури характеризуются мельчайшими кристалликами, кажущимися многочисленными мелкими золотистыми блестками.

Глазури разделяют:

• по назначению — для гончарной керамики, каменной керамики, фаянса, фарфора;
• по виду сырья — свинцовые, полевошпатовые, глинистые;
• по способу изготовления — налетные (соляные), фриттованные (предварительно сплавленные), сырые.

Легкоплавкие глазури по способу приготовления делятся на фриттованные и нефриттованные (сырые).

Фриттованные глазури получают сплавлением смеси сырьевых материалов при температуре 1300-1450°С. Главное назначение фриттования - сплавление растворимых в воде компонентов фритты и перевод их в нерастворимое состояние. Следует иметь в виду, что температура плавления у фриттованных глазурей на 100-150 °С ниже по сравнению с сырой глазурью аналогичного состава, так как необходимые химические процессы образования силикатов и других соединений у фриттованных глазурей происходят уже во время их плавления. При приготовлении сырых глазурей, в отличие от фриттованных, шихтовую смесь загружают непосредственно в шаровую мельницу мокрого помола и после достижения необходимой тонины помола (остаток на сите №0063 К 0,1-0,2%) сливают в емкости-мешалки для хранения.

Нефриттованные глазури нашли наиболее широкое применение в производстве санитарно-технических изделий. Наиболее широко применяются матовые глазури. Поскольку покрытие на керамике, полученное на основе нефриттованных глазурей, также представляет собой стекловидный слой, то в отношении его можно применять известные положения стеклообразного состояния. Необходимо учитывать, что при термообработке покрытия на основе фритты в условиях обжига происходят преимущественно процессы плавления глазури и взаимодействия ее с керамической основой, в то время как при обжиге сырой глазури непосредственно на поверхности керамического черепка протекают процессы разложения сырья, полиморфные превращения, стеклообразование и кристаллизация расплава, а также происходит взаимодействие с керамической основой.

Нефриттованные глазури применяются в основном для декорирования фарфоровых, реже фаянсовых изделий, изделий технической керамики и характеризуются высокой температурой формирования покрытий.