Керамистам.ру купить гончарный круг, печь для обжига керамики

Таблица соответствия керамических масс и базовых глазурей

Таблицу соответствия низкотемпературных керамических масс и базовых глазурей можно скачать здесь.



Таблицу соответствия средне и высокотемпературных керамических масс и базовых глазурей можно скачать здесь.
Пояснения к таблицам соответствия керамических масс и базовых глазурей
Таблицы соответствия керамических масс и базовых глазурей – составлены по результатам исследования более 350 образцов, изготовленных из масс и глазурей в различных комбинациях.
В шапке таблицы по горизонтали информация о керамических массах – марка, название, интервал обжига, коэффициент  термического расширения (КТР) – средний для температурного интервала  25-600°С. Также указано содержание оксидов марганца  MnO и MnO2 в тех массах, где они находятся.
По вертикали расположена информация по базовым глазурям – марка, интервал обжига, КТР – средний для температуры 25-600°С.
Внутри  таблицы – в ячейках пересечения столбцов и строк, находится информация, касающаяся сочетания соответствующих масс и глазурей – это пиктограмма, обозначение которой дано внизу таблицы, а также температуры утильного и политого обжига – Т утиль. и Т полит. Следом за температурами обжига, в скобках, дано время конечной выдержки – в часах и минутах (через точку). Ниже расположены пиктограммы, предупреждающие о возможных дефектах, которые можно устранить, подобрав соответствующий режим обжига. Для выравнивания поверхности следует воспользоваться ангобом.
Пояснения по образцам и режиму обжига
Опытные изделия были изготовлены в виде небольших чашек объемом 100-150 мл с толщиной стенок примерно 3-5 мм – из обычных масс, и 4-6 мм – из масс с шамотом. Сушка осуществлялась естественным образом, обжиг проводился в 2 этапа. Глазурь наносили методом окунания – по два вида глазури на одну чашку. Плотность глазурного шликера  - 1.4 г/cм3. Обжиг производился по графику на 7-8 сегментов программирования.

Статья подготовлена сотрудником Компании: технологом-консультантом Ольгой Анатольевной Хлебородовой.

Характеристики керамических масс

Рассмотрим основные характеристики керамических масс, указанные на сайте.
Влажность - отражает общее количество воды, содержащееся в керамической массе.
В керамике чаще пользуются абсолютной влажностью Wабс - это количество воды, содержащееся в готовой керамической массе, отнесенное к массе сухого вещества, выраженное в %.
Формовочная влажность керамической массы -  отражает количество воды, необходимое для придания массе  ▲ нормальной рабочей консистенции. Обычно формовочная влажность составляет – Wформ  =  20 ± 5 %.
Перед работой, кусочку керамической массы придают шарообразную форму. Это предотвращает преждевременное высыхание массы и появление неравномерно-увлажненных участков.
КМ Рис.1.jpg
Рис.1
Интервал обжига - указывает интервал температур, в пределах которого изделие приобретает определенные свойства – набирает необходимую пористость, прочность. Во время обжига до конечной температуры, следует строго соблюдать указанный интервал обжига.
Если черепок обжигать  ниже указанной границы, то может произойти его недожог. В результате недожога некоторые физико-химические процессы, которые обычно протекают в керамической массе во время спекания, могут остаться незавершенными -  это перенос вещества в пространство между зернами, перекристаллизация и кристаллизация новых минералов, различные химические реакции, в том числе с выделением газообразных веществ и т.д. При недожоге можно не достигнуть необходимой прочности изделия. Недожог проявляется в слишком активном взаимодействии черепка с глазурью – в последующем политом обжиге, что может отразиться на качестве глазурного покрытия: изменение цвета глазури, матовость, появление пузырьков, проколы (рис.2) и другие дефекты, вплоть до закипания глазури.
КМ Рис.2.jpg
Рис.2 Дефекты глазури – пузыри (слева), появившиеся вследствие недожога черепка в первом утильном обжиге
Обжиг выше указанной границы температуры может вызвать пережог, который обычно приводит к значительному и неравномерному снижению  пористости изделий, потере формы, изменению цвета. Во время пережога может произойти резкое увеличение стекловатой фазы в черепке, что также ведет к потере прочности изделий и даже к их разрушению (рис.3)
КМ Рис.3.jpg
Рис.3 Пережог черепка в утильном обжиге может привести к появлению сборки во 2-ом политом обжиге
По температуре обжига Тобж керамические массы могут быть:
1) низкотемпературные - Тобж < 1080°С
2) среднетемпературные - 1080°С <  Тобж < 1280°С
3) высокотемпературные - Тобж > 1280°С
Пластичность - отражает способность керамической массы изменять форму под действием деформирующей силы  без разрывов и трещин и сохранять ее при устранении внешнего воздействия. Обычно характеризуется числом пластичности IP (индекс Аттерберга).
Число пластичности IP – отражает интервал влажности, в котором керамическая масса сохраняет пластичное состояние и обычно указывается как безразмерная величина.
IP = Wт – Wp
Где   Wт – влажность массы, соответствующая границе текучести, в абс. %.
Выше этой границы – масса превращается в шликер (рис.4).
Wр – влажность массы, соответствующая границе раскатывания пласта, абс.%.
Ниже этой границы – пласт перестает раскатываться и начинает крошиться.
Во время работы влажность края пласта может стать меньше границы раскатывания  W < Wр и пласт начнет крошиться (рис.5). Тогда как середина пласта может сохранять формовочную влажность Wформ.
КМ Рис.4.jpg
Рис.4  Шликер. Влажность шликера больше границы текучести -  Wш  > Wт
КМ Рис.5.jpg
Рис.5
Чем выше пластичность Ip, тем шире интервал влажности керамической массы, в котором она сохраняет свое рабочее состояние. Пластичность керамической массы зависит от пластичности составляющих ее глин и количества отощающих добавок.
Различают высокопластичные массы, с числом пластичности 25-30, среднепластичные 25-20, умереннопластичные 20-15 и малопластичные с Ip <15.
Содержание карбонатов
Карбонаты - мел, доломит, карбонат бария и др., относятся к группе отощающих материалов и одновременно плавней. Во время обжига карбонаты разлагаются с выделением углекислого газа, что до определенной температуры способствует сохранению пористости изделий и в последующем облегчает нанесение глазури на черепок. Поэтому массы с карбонатами часто используются в качестве учебных масс.  
Обжиг керамических масс, содержащих большое количество карбонатов (>15%), обычно проводят по удлиненному графику, с низкой скоростью обжига 75-100°/час на конечном этапе обжига в интервале температур 800-1000°С и выше. Большая  скорость нагрева в этот период способна привести к запечатыванию углекислого газа в порах изделия, что может стать причиной брака глазури в последующем политом обжиге (см. Табл. обжига).
Содержание карбонатов, например, в массе PF – 10%. Такое количество карбонатов не требует существенных изменений в графике обжига по сравнению с массами, не содержащими карбонаты. Тем не менее, для этой массы выдержка при конечной температуре обжига – 15-20 минут является обязательной.
Воздушная усадка
Воздушная усадка керамических масс показывает сокращение линейных размеров  изделия после сушки. Выражается в процентах  от начального размера сырого изделия.
Усадка происходит  в результате уменьшения толщины водных оболочек вокруг частиц глины и сближения частиц под действием сил капиллярного давления.
Усадка керамической массы зависит как от вида глин, входящих в ее состав, так и от вида и количества отощающих компонентов.
Усадка при обжиге (огневая усадка)
Огневая усадка –  это сокращение линейных размеров образца при обжиге на определенной температуре.
Огневая усадка происходит в результате общего воздействия всех физико-химических процессов, происходящих в керамических массах во время обжига – дегидратации минералов, переноса материала за счет диффузии, перекристаллизации и образования новых минералов, а также за счет сближения частиц под действием сил поверхностного натяжения жидкой фазы во время  спекания. В некоторых случаях, огневая усадка может быть очень маленькой или даже иметь некоторую отрицательную величину (PA, PCB, PLA, PLV). Это возможно, если во время обжига образование новых минералов или перекристаллизация прежних происходит с увеличением объема. Часто этот эффект наблюдается в керамических массах с высоким содержанием карбонатов. Низкотемпературные массы с шамотом также имеют небольшую усадку обжига.
Объемная усадка примерно в три раза больше линейной.  
Воздушную и огневую усадку следует учитывать при расчете размеров изделий в процессе формования, особенно, если это изделия сложной формы (рис.6).
КМ Рис.6.jpg
Рис.6
Влагопоглощение (пористость) – отражает способность черепка, обожженного при указанной температуре, поглощать воду. Влагопоглощение определяют как отношение массы воды, поглощенной образцом при полном насыщении, к массе сухого образца, выраженное в процентах %.
Чем больше влагопоглощение, тем лучше черепок впитывает воду и тем легче его декорировать. Соответственно, чем ниже влагопоглощение, тем сложнее декорировать изделие -  материалы для декорирования начинают стекать и плохо закрепляются на изделии. Возникает необходимость вводить в них специальные добавки (Monocol V, КМЦ).
Однако керамические массы с низким влагопоглощением (PVG) можно использовать для изготовления изделий санитарно-технического назначения, например, раковин. Влагопоглощение керамической массы PVG, например, после обжига при 1180°С составляет 0.1%.
Влагопоглощение керамической массы PF, обожженной при 1000°С, составляет 13.5%. Такое влагопоглощение хорошо подходит для нанесения многих глазурей и красок, поэтому утильный обжиг изделий, изготовленных из PF, обычно проводят при 1000°С.
Прочность при сушке и обжиге – выражается в единицах давления н/мм2 и отражает способность изделия выдерживать механические нагрузки: давление пальцев рук в процессе работы с сухими изделиями или давление щипцов и пр. при декорировании обожженного черепка.
Например, прочность при сушке у шамотных масс меньше, чем у других. Поэтому подобные массы требуют большей аккуратности при работе с сухими изделиями. Это не значит, что Ваши изделия распадутся при первом прикосновении, но данный фактор необходимо учитывать.
Прочность при обжиге характеризует прочность конечного изделия, которая обычно возрастает с увеличением температуры обжига. По этой величине также можно косвенно судить о возможном искажении формы и трещинообразовании.
Прочность при обжиге в значительной степени связана с размером зерен исходного материала. Часто изделия из высокотемпературных масс с крупным шамотом оказываются менее прочными, чем изделия из мелкодисперсных гончарных масс, обожженных при более низких температурах. С другой стороны, изделия из высокотемпературных масс с мелким шамотом являются наиболее прочными. Это свойство связано с переносом вещества и заполнением пор во время спекания, что происходит гораздо легче и быстрее в массах с мелким размером зерен.
Коэффициент термического расширения - КТР
Во время нагрева все тела незначительно увеличиваются в размерах, а при остывании уменьшаются. Коэффициент термического расширения (КТР) показывает во сколько раз увеличивается линейный размер изделия, выполненного из этого материала при нагреве на 10°С.
Как правило, КТР керамических материалов с увеличением температуры возрастает. КТР обычно дают в виде  усредненной величины  для некоторого участка температур дельта T.
Керамические материалы (окислы) имеют линейное расширение, определяемое  величинами порядка 10-6 —10-7 °С-1. Это означает, что при нагреве на 1°С они расширяются от одной миллионной до десятимиллионной части своей первоначальной длины. Соответственно примерно на такую же величину они сокращаются в размерах при остывании. Несмотря на небольшой размер деформаций, при нагреве до высоких температур их величиной уже нельзя пренебрегать.
Соприкасаясь, различные керамические материалы ведут себя как отдельные тела, например, черепок и слой глазури. Так как эти тела жестко связаны друг с другом в зоне контакта, то в процессе расширения и сжатия в этой зоне возникают механические напряжения, которые при определенной величине могут вызвать разрушение слоя глазури (разрыв или отскок), а иногда и разрушение черепка.
Знание величины КТР позволяет подобрать необходимый материал для декорирования изделия. Для этого нужно, чтобы КТР глазури был равен или немного меньше (в пределах 10-15%) КТР керамической массы.
Подводя итоги, мы можем сказать, что вышеприведенные характеристики предназначены не для сравнения керамических масс в формате «лучше-хуже». Они призваны помочь подобрать материал, с технической точки зрения подходящий для реализации конкретной задумки.

Статья подготовлена сотрудниками Компании: технологом-консультантом Ольгой Анатольевной Хлебородовой и руководителем учебно-методического отдела Оксаной Александровной Кондрашиной.
Список использованной литературы находится здесь.

Состав керамических масс

Чтобы правильно выбрать материал для воплощения  идеи в конкретное изделие, необходимо знать, что представляет собой глина для лепки.
По сути, глина для лепки – это керамическая масса, каждая марка которой имеет свой определенный состав и характеристики. Эти параметры постоянны от партии к партии, не меняются годами  и регулярно контролируются производителем.
Составляющие любой керамической массы можно разделить на пластичные и непластичные.
1. Пластичные составляющие
Глина – пластичный материал природного происхождения. Образуется из пород, богатых полевыми шпатами, путем разрушения этих пород природными процессами, а также воздействия на них - воды и углекислого газа из окружающей среды (воздушное и морское выветривание).
По способу образования, глины подразделяются на 2 вида:
1. Первичные. Образуются на месте исходных пород.
2. Вторичные. Отложения глин формируются путем переноса минеральных частиц водой и ледниками на некоторое расстояние от места залегания исходных пород.
Состав глин, а также их свойства – пластичность, цвет, огнеупорность, содержание примесей и др. зависят от месторождения.
Глины, содержащие оксиды и гидроксиды железа Fe (III) в количестве больше >5 %, имеют красную и коричневую окраску. Закись железа Fe (II) дает серые и зеленые тона. Органические примеси и углерод окрашивают глины в серый и черный цвет. Оксид марганца дает малиновые и коричневые окраски.
Пластичные материалы – это главная составляющая керамических масс, которые используются при пластичном формовании. Содержание пластичных компонентов в таких массах может достигать 80-90%.
Для того чтобы природная глина стала сырьем для приготовления керамической массы, ей необходимо пройти длительный технологический процесс – измельчение, просеивание, отмагничивание примесей и пр.
2. Непластичные составляющие
Непластичные материалы служат в качестве каркаса, что позволяет изделию лучше держать заданную форму, эти материалы облегчают сушку и уменьшают усадку. Часть непластичных материалов присутствуют в глинах изначально в виде примесей. Это кварцевый песок, карбонаты (мел, доломит), оксиды железа и магния, и пр.
Непластичные материалы в керамических массах называют отощителями.   Глины, которые содержат большое количество отощающих примесей, называются  тощими, малое количество – жирными.
Отощители часто вводятся в керамические массы в процессе их приготовления. Кроме природного сырья (кварциты, кварцевый песок и др.) используются также искусственно получаемые добавки. Это бой черепка, кирпича и других керамических изделий, а также шамот. Шамот – это специально обожженная тугоплавкая или огнеупорная глина. Перед использованием шамот обычно измельчают до определенной фракции. Шамот вводится в состав керамической массы в определенном количестве и определенного размера в зависимости от свойств, которыми должна обладать керамическая масса: устойчивость изделия к разным погодным условиям, возможность создавать сложные или высокие формы, проводить обжиг на высоких температурах.
Выгорающие добавки и примеси. Это природные примеси (органические и сернистые соединения), а также искусственно добавленные (целлюлоза, уголь и др.), которые выгорают в процессе обжига. Обычно эти материалы добавляются в керамические массы для придания определенных свойств – улучшения формовочных свойств, увеличения пористости, изменения состава газовой среды во время обжига.
Плавни. Это природные минеральные и синтетические компоненты, которые способствуют спеканию керамической массы. Плавни добавляются в керамические массы в определенном количестве. Избыток плавней может значительно снизить пористость изделий, а также привести к избытку стекла в обожженном черепке и снижению его прочности. В качестве плавней используются полевые шпаты, плавиковый шпат, карбонаты, фосфаты и фториды кальция.
Пигменты и другие красящие добавки в массах. Пигменты – это красящие оксиды или минералы, как природные, так и искусственно синтезированные.
Во время работы с окрашенными керамическими массами, следует учитывать свойства пигментов, которые они содержат. Это необходимо не только для выбора правильного режима обжига, но и в целях безопасного использования, если из такой массы изготавливаются изделия, впоследствии контактирующие с пищевыми продуктами. В первую очередь, это касается оксидов марганца и меди.

Статья подготовлена сотрудниками Компании: технологом-консультантом Ольгой Анатольевной Хлебородовой и руководителем учебно-методического отдела Оксаной Александровной Кондрашиной.
Список использованной литературы находится здесь.

Керамические массы для изделий, используемых на открытом огне.

Керамическая посуда испокон веков пользовалась успехом. При этом речь идет даже не о тарелках и чашках, которые играют, в первую очередь,  декоративную роль, а, скорее, о посуде для приготовления пищи. Как известно, главный плюс керамической посуды в ее долгом постепенном остывании. Подобные кастрюли, горшочки, сковородки и даже джезвы и чайники широко используются в микроволновых печах, духовых шкафах и на электрических плитах. А как обстоит дело с открытым огнем?

     В большинстве случаев Вам сразу запретят использовать открытый огонь и керамику вместе, так как глиняные изделия не выдерживают резкого неоднородного нагрева, лопаясь и покрываясь трещинами. Медленный нагрев – вот основное правило использования большинства керамических изделий. Однако, существуют такие виды керамики, которые способны выдерживать термошок и, соответственно, их можно использовать даже на открытом огне.
     Керамические массы для подобных изделий содержат добавки – кордиерит и шамот. Рассмотрим, для чего они нужны, и как именно они позволяют изменить свойство готового изделия:
  • Кордиерит – это алюмосиликат, тройной оксид алюминия, магния и кремния (2MgO•2Al2O3•5SiO2). Это вещество отличается хорошим сопротивлением резким перепадам температуры, поэтому его используют, например, для изготовления рассекателей в газовых горелках. Керамика с добавлением кордиерита обладает маленьким коэффициентом температурного расширения. 3а счет этого не происходит резкого изменения объема уже нагретых участков в сравнении с соседними, как это бывает у остальных видов керамики (подобный перепад давления и дает, в конечном итоге, трещину). Это свойство позволяет кордиеритовой керамике выдерживать термошок от открытого огня. Однако кордиерит обладает очень узким интервалом спекания, что грозит изделиям деформацией при обжиге и невысокой прочностью готового изделия. Для решения этой проблемы добавляется следующий компонент.
  • Шамот – это измельченные куски глины, обожженной до такой степени, что  из них удаляется даже химически связанная вода и происходит спекание необходимой степени. Шамот применяют в виде отощающего компонента, чтобы уменьшить пластичность при сушке и усадку изделия на стадии сушки и обжига. Само по себе применение шамота уже повышает жаропрочность керамических масс. Так, например, шамотные массы применяют для техники раку как раз из–за способности выдерживать тепловой удар во время обжига. А в сочетании с кордиеритом тонкозернистый шамот позволяет создавать действительно жаропрочную посуду, которую можно использовать на открытом огне.

     Керамические массы для лепки с добавлением кордиерита и шамота – это ценная находка для тех, кто интересуется гончарным делом и сам занимается изготовлением посуды, однако с ним достаточно сложно работать. Кристаллы кордиерита в составе керамической массы тонкие и острые.
     Материал подходит и для моделирования, и для работы на гончарном круге. При использовании этих глин необходимо помнить о будущих условиях применения изделий во время декорирования. Стоит максимально аккуратно относиться к выбору глазурей, так как с одной стороны они будут контактировать с пищей, а с другой подвергаться воздействию огня. Данные массы можно найти в разделе глины для лепки.

Фарфор своими руками, разновидности фарфоровых масс.

Фарфоровая посуда, тонкая, невесомая, хрупкая. Кто из нас не восхищался этими чашками и чайничками, тарелками, а то и вовсе статуэтками?  И, почти священнодействие – легонько стукнуть по краю изделия палочкой и слушать, как зарождается звук, чистый, такой же легкий, как и сам фарфор.
А ведь фарфоровые изделия можно создавать своими руками. Да, они не будут столь же тонкими и, поначалу, более простыми, однако это будет настоящий фарфор. И в зависимости от толщины стенки и формы изделия он тоже будет звучать от легкого стука.
Долгое время секреты изготовления принадлежали только Китаю, где и был изобретен фарфор в 620-м году н.э. Однако сегодня состав фарфоровой массы широко известен и имеет множество разновидностей для достижения разных результатов. Рассмотрим основные компоненты, из которых состоит фарфоровая масса:
  • Каолин. Это белая глина, впервые обнаруженная у подножия горы (gāo lĭng = высокие горы) в провинции Цзянси в Китае, откуда она и взяла свое название. Сам по себе каолин – глинистая порода, обладающая низкой пластичностью и высокой огнеупорностью. Чтобы использовать ее для изготовления фарфора, глину обогащают, удаляя примеси, и дополнительно перемалывают до получения тонкодисперсной массы. В изделии каолин является основным компонентом, придает прочность и белизну конечному продукту.
  • Полевой шпат. Это силикатные минералы, обладающие низкой температурой плавления, поэтому во время обжига изделия полевой шпат сплавляет фарфоровую массу, придавая конечному результату прозрачность.
  • Кварц. Это тугоплавкий минерал, который придает фарфоровому изделию прочность и прозрачность. Добавление кварца в фарфоровую массу позволяет уменьшить усадку во время обжига, а также снижает хрупкость.
Как видно, ничего особо сложного в составе фарфоровых масс нет. Отчего же европейцы так долго не могли разгадать секрета производства фарфора? Все дело оказалось в соотношении этих компонентов.
Фарфоровые массы, в зависимости от содержания каолина, бывают для твердого или мягкого фарфора. Твердый фарфор отличается прочностью, чистым белым цветом и красивым звучанием. Из такой фарфоровой массы получаются более тонкие и вычурные изделия.
Мягкий фарфор, содержащий больше полевого шпата и других стекловидных добавок, более прозрачный, цвет его более мягкий, молочный. Китайский фарфор относится к последнему варианту, для него характерны более плавные линии.
Существует еще костяной фарфор, в состав которого входит фосфат извести из пережженной кости. А счет этого он занимает нишу между твердым и мягким фарфором, являясь достаточно прочным и прозрачным одновременно.
На сегодняшний день лепка и литье фарфоровых масс широко распространено именно в качестве хобби. Из подходящего материала своими руками можно создать посуду, фарфоровых кукол и даже цветы. А огромные возможности для декорирования фарфоровых изделий помогут создать действительно неповторимые вещи.
Керамистам.ру купить гончарный круг, печь для обжига керамики