Несмотря на широкое распространение современных материалов, которые отличаются долгим сроком службы и хорошими потребительскими качествами, изделия из керамики, по-прежнему, актуальны. Керамическая посуда хрупкая и стоит довольно дорого, по сравнению, к примеру, с пластиковой. Однако хорошая теплопроводность и, главное, экологическая безопасность этого материала компенсирует все его недостатки.

Конкуренция на рынке керамической посуды высокая, в том числе и среди российских производителей. Ситуация осложняется тем, что емкость этого сегмента российского рынка можно определить лишь приблизительно, так как он входит в состав рынка товаров для дома и оценивается в совокупности с другими сегментами. Известно, что посуда составляет около трети от общего объема рынка всех товаров для дома. На него приходится около $700 млн.

Несмотря на то, что здесь представлены изделия из различных материалов – от стекла до металла, тем не менее, до последнего времени лидировала керамическая и фарфоровая посуда (около 70% в общем объеме производства посуды).

Главные тенденции, которые наблюдались на российском рынке керамической посуды на протяжении последних нескольких лет, заключаются в ежегодном снижении объемов производства (особенно значительный спад произошел в 2009-2010-х годах) и в одновременном росте цен за единицу продукции.С другой стороны в начале 2009 года произошло резкое снижение импорта посуды из-за падения курса рубля и проблем с кредитованием импорта. Сейчас объем производства керамической продукции в нашей стране составляет около 250 миллионов изделий и 2,6 млрд. рублей в стоимостном выражении в год, а ежегодные темпы роста объемов импорта керамики из других стран составляют 20-30%.

В целом, темпы роста рынка постепенно снижаются. Эксперты говорят о том, что для производств керамической и фарфорово-фаянсовой посуды наступили не лучшие времени. Новых компаний за последний год практически не появилось, не считая мелких полукустарных предприятий. Большинство заводов закрывается или перепрофилируется, так как загруженность производства составляет всего лишь 10%.

Стоит отметить, что по сравнению с западными странами, соотношение объемов продукции отечественного производства и импортируемой из других стран (преимущественно Китая) долгое время было в пользу российских компаний, в то время как за рубежом местные производители давно уступили позиции китайским предприятиям. Специалисты объясняют это тем, что еще с советских времен отечественная продукция пользуется большим спросом среди потребителей благодаря ее высокому качеству. Определенную роль играет и ностальгия, и уверенность в безопасности российской керамики. Сейчас ситуация несколько изменилась.

Основная доля продаж на российском рынке посуды приходится на продукцию импортного производства (особенно в сегменте фарфора). По данным аналитиков, объем производства фарфора в нашей стране снижается более чем на 2 тысячи тонны в год. Специалисты объясняют это устареванием оборудования и, как следствие, низким качеством и высокой себестоимостью готовых изделий. Среди стран, которые поставляют свою продукцию в Россию, лидирует Китай (около 40% от общего объема импорта). А в сегменте продукции из керамики и фарфора стоимостью выше среднего преобладают европейские производители. Основные страны-импортеры керамики: Германия, Чехия, Польша, Япония, Великобритания. Доля импортной продукции из фарфора на российском рынке составляет 80%, но с каждым годом она понемногу уменьшается, что не может не радовать отечественных производителей.

При этом потребление посуды из этих материалов в нашей стране постоянно растет (прирост составляет примерно 7% в год). Специалисты уверены, что этот показатель будет увеличиваться по мере роста доходов населения. Во многом это связано с бурным развитием сегмента профессиональной посуды HoReCa (гостиницы, рестораны, кафе), который составляет около 20% от объемов рынка.

Рост цен на керамическую посуду связан, в основном, с увеличением стоимости сырья (темпы этого роста составляют около 30% в год). Около 10% сырья, которое используется отечественными производителями керамики, импортируется из-за рубежа (в основном, с Украины). Отпускная цена за тонну глины в нашей стране составляет около $100. Стоимость глины, импортируемой с Украины, почти в два раза ниже. Кроме того, сырье с отечественных месторождений нередко уступает по качеству глинам украинских месторождений. В нашей стране керамическую и фарфоровую продукцию производят несколько десятков предприятий. Большая ее часть экспортируется в страны ближнего зарубежья, а также в США и Германию.

Эксперты отмечают следующие тенденции развития отечественного рынка керамической и фарфоровой продукции: потребители отдают предпочтение стеклянной посуде, спрос смещается в сторону низкого и среднего ценового сегмента, растет спрос на продукцию повседневного использования и профессиональную посуду для заведений общественного питания.

Существует несколько классификаций изделий из керамики. Самое широкое разделение – в зависимости от назначения. Так, выделяют промышленно-строительную керамику, техническую, художественно-декоративную и хозяйственно-бытовую. К первым категориям относится кирпич, облицовочная и напольная плитка, черепицы, изразцы. А ко вторым двум – гончарная продукция, посуда (тарелки, салатники, чашки, блюда, горшочки, сковородки, кокотницы, формы для выпечки и пр.) и декоративные изделия из фарфора, фаянса и майолики (аромалампы, керамические скульптуры, декоративные статуэтки, шкатулки, аквариумная керамика, вазы, светильники и т. д.).

Керамическая продукция, как и стеклянная, относится к разряду силикатных товаров. Эти изделия изготавливаются из пластичных глинистых материалов, которые обжигаются для придания им прочности. В зависимости от компонентов, которые входят в состав массы, и температуры обжига керамика может быть как сплошной, так и пористой. Перед обжигом часть изделий покрывается глазурью, которая представляет собой тонкий слой стеклообразной массы. Это необходимо не только для эстетического эффекта: глазурь противостоит впитыванию керамикой грязи и влаги.

Гончарные изделия производятся из простых окрашенных глин. Они тоже могут быть глазурованными и неглазурованными. Изделия из фарфора и фаянса производятся из белой глины и отличаются по структуре: у фаянса она пористая, а у фарфора спекшаяся (сплошная). Майолика – это продукция из белых или слабоокрашенных глин с рельефными узорами на корпусе, покрытая цветной глазурью. Специалисты подразделяют керамику на грубую и тонкую. К первой относятся гончарные изделия, а ко вторым – продукция из фарфора, фаянса и майолики.

Для производства керамических изделий используются пластичные и отощающие материалы, а также плавни (другое название – флюсы). К пластичным веществам относятся различные виды глин и каолина. Строго говоря, каолин – это тоже глинистое вещество обычно белого цвета, которое состоит из каолинита. В зависимости от примесей, которые входят в состав смеси, глины могут иметь различные температуры плавления и разнообразную окраску.

Если окраска связана с наличием в сырье примесей органического происхождения, то, как правило, во время обжига такое изделие приобретает белый цвет (такие виды глин называются беложгущимися). Эти материалы очень пластичны, но после обжига они отвердевают и превращаются в черепок. Отощающие материалы используются для снижения усадки керамической продукции. Глина при сушке и обжиге дает усадку, что, в свою очередь, может привести к деформации и растрескиванию изделия. Отощающие материалы, к которым относятся кварц, кварцевый песок, битые черепки и пр., препятствуют этой деформации, сохраняя форму изделия практически в первозданном виде. Плавни, или флюсы используются для более быстрого и надежного спекания компонентов керамической массы (особенно при производстве изделий из сплошной керамики). Для этого, как правило, используется мел, известняк или полевой шпат.

Открывать собственное крупное производство нерентабельно. Небольшим компаниям, которые работают на определенный узкий сегмент или региональный рынок, выжить намного проще. Для такого производства не требуется больших площадей и дорогостоящего оборудования. Главное требование: производственные помещения должны находиться на окраине города или за его пределами. Кроме того, здесь должна быть вода, отопление и электричество. Помимо производственных площадей, понадобится помещения под склад, санузел, душевые кабины.

Необходимое оборудование цеха включает в себя: муфельные печи, станок для прокатки, «карусель», шаровую мельницу для производства глазури. Для работы в цехах потребуется минимум 3-4 рабочих на одну смену. Кроме того, не обойтись без бухгалтера (можно обратиться к услугам бухгалтерской фирмы). Обязанности менеджера по закупкам и сбыту можно взять в первое время на себя.

Сырье (белую глину), как уже упоминалось выше, обычно покупают в Украине. Поэтому сразу закладывайте расходы на оформление всех документов и растаможивание груза. По времени эта процедура займет около одной недели.

Сырье должно пройти специальную обработку: сначала оно очищается от вредных минеральных включений, затем дробится, размалывается, просеивается через сито, смешивается с другими компонентами. На основе глины делается шликер – жидкая глиняная масса влажностью около 35%. Она заливается вручную или с помощью специального оборудования в формы и оставляется там до полного застывания. Изделия простых форм (например, тарелки) формуются из пластической массы влажностью около 25% в гипсовых формах при помощи стальных шаблонов.

После этого изделия извлекаются из форм, сушатся и промываются. Сушка проходит либо естественным образом (печи довольно дорогие, и мелкие производства обходятся без них), либо в конвекционных печах при температуре от 70 до 90 градусов Цельсия. Обжиг в печах проводится в два приема.

Затем керамические изделия покрываются глазурью и обжигаются. Полный цикл производства занимает от трех до пяти дней. Использование специальных печей для сушки сокращает эти сроки минимум в два раза. Одна небольшая мастерская изготавливает около 1000 наименований продукции за один цикл.

Безупречное качество вашей продукции – это главное условие ее популярности среди потребителей. При оценке качества керамических товаров основное значение имеют три основных характеристики: качество черепка, глазури и декорирования. Большинство производителей руководствуется так называемым «технологическим регламентом производства керамической продукции».

Заранее определитесь с ассортиментом продукции, которую будете производить. Пусть он будет лучше небольшим (20-30 наименований), что позволит избежать больших складских остатков. Наибольшим спросом пользуется керамическая посуда (горшки, чашки, супницы и пр.). Старайтесь регулярно обновлять свой ассортимент, убирая устаревшие модели и предлагая новые, ориентируясь на пожелания потребителей и спрос.

Бизнес, связанный с производством керамических изделий не считается сезонным, хотя этот фактор все же оказывает на него определенное влияние. Например, в южных регионах нашей страны посуда пользуется особенно высоким спросом с сентября-октября по апрель. В жаркое время года люди готовят намного реже, соответственно, объем продаж посуды резко снижается. Также работа самого производства может приостанавливаться при повышенной влажности, так как керамика хорошо впитывает влагу, что приводит к увеличению количества брака. Следовательно, объемы производства дождливой осенью или слишком теплой зимой будут ниже, чем в другие месяцы.

Для открытия собственного производства керамической продукции потребуется минимум 3,5 млн. рублей. Рентабельность такого проекта составляет около 25-30%, а срок окупаемости – от 3 лет. Можно приобрести уже существующий бизнес (благо предложений на рынке хватает). Он обойдется в 6-7 млн. рублей (с учетом аренды производственных площадей).

Лилия Сысоева
- портал бизнес-планов и руководств

В истории человечества насчитывается немало материалов, которые сопровождали людей едва ли не с самого зарождения цивилизации. Первым приходит на ум дерево, но не стоит забывать о керамике - обожженной глине, посуду из которой начали изготавливать с незапамятных времен.

Положительных качеств у такого материала хватает: керамика прочная, устойчивая к химическим и высокотемпературным воздействиям, отличается полной экологической безопасностью, да и с внешним видом у нее все в порядке. Кроме того, плитка из не гниет и не покрывается грибком, что позволяет с успехом использовать ее для отделки самых различных технологических помещений и ванных комнат.

Вообще керамика — это посуда или другие вещи из глины (с минеральными присадками или без них), полученная при помощи формовки и последующего высокотемпературного обжига. Чтобы внешний вид таких изделий был красивее, их глазируют.

Какие материалы могут быть использованы в производстве?

Мы уже говорили, что для этих целей используется преимущественно глина, но бывают исключения. Итак, на керамику могут идти следующие материалы:

• Пластичная основа. Это как раз таки глина или каолин (порода, состоящая из каолинита).
• Материалы, которые минимизируют осадку при обжиге, позволяют сохранить форму изделия. В дело идет качественный кварцевый песок, некондиция фарфора (бой), шамот.
• Породы, дающие плотную стекловидную массу при спекании. Идеально подходит полевой шпат, пегматит.
• Глазурь. Может использоваться как материал из природного сырья, так и многочисленные аналоги, полученные путем химического синтеза.

Классификация

Вот мы и узнали, что керамика - это специальным образом обработанная глина. В качестве факторов, предопределяющих потребительские качества изделия, выделяют вид керамики, способ ее декорирования или формовки.

Различают керамику тонкую (мелкая зернистость на сломе черепка), а также грубую (крупная зернистость). Из тонких разновидностей каждому знаком фарфор, полуфарфор, а также фаянс, плитка из которого есть едва ли не в каждой ванной комнате. Соответственно, грубая керамика (фото вы найдете в статье) - это гончарные горшки. Вещь у нас не слишком распространенная, но известная с глубочайшей древности.

Свойства разных видов керамики

Отличительным признаком фарфора является тонкий, плотный и белый мелкозернистый черепок. Материал очень плохо поглощает влагу (до 0,2 %). Ценные вазы или чашки (очень тонкие) можно просматривать на свет. Края бортика (чаще дно) из-за технологии обжига не покрывают глазурью. Для производства используется преимущественно каолин и

Полуфарфор - промежуточный вариант между вышеописанным фарфором и фаянсом. Несколько грубее, поглощение воды от 3 до 5 %, чаще всего применяется в изготовлении посуды хозяйственного назначения.

Что касается самого фаянса, то он отличается толстым пористым черепком, который на сломе имеет чуть желтоватый оттенок. Способность к поглощению воды высокая, в пределах 9-12 %. Именно из-за этого, а также из-за высокой пористости, любые изделия из керамики этого типа в обязательном порядке покрываются слоем тонкой глазури.

Так как используемая глазировка весьма нестойка к термическим воздействиям, используют эту разновидность керамики исключительно в производстве недорогой посуды повседневного использования, а также для хозяйственных емкостей. Для выделки берут не слишком качественные сорта глин, мел и кварцевый песок. Технология керамики этого сорта также допускает использование (в качестве основы) битого фарфора. Разумеется, перед началом производства его дробят и мелко растирают.

Майолика - это весьма привлекательная внешне керамика. Цена на нее - около тысячи рублей за среднестатистическую вазу. Отличительный признак - очень пористый черепок, может поглощать вплоть до 15 % влаги. Несмотря на это, изделия отличаются тонкими блестящими поверхностями, имеют малую толщину стенок. Последнее обусловлено тем, что майолика изготавливается по технологии литья. Как правило, изделия украшаются глазировкой, также нередко встречаются декоративные барельефы. В производстве этого сорта керамики используются беложгущиеся глины, кварцевый песок, мел и плавни.

Гончарная керамика (фото которой есть в статье). Отличается черепком специфичного красно-коричневого цвета (красножгущиеся глины) и очень большой пористостью. Коэффициент поглощения влаги - до 18 %. Для раскрашивания используются специальные глиняные краски, ангобы. Чтобы защитить их от воздействия влаги, сверху изделия покрываются тонким слоем бесцветной глазури. Что касается сферы использования, то ассортимент представлен не только декоративными горшками, но и вполне практичной посудой для домашнего хозяйства.

Кроме того, к этой же категории относится теплая керамика. Так называются кирпичи, изготовленные из грубо обожженной глины. При производстве такого рода керамики используются специальные вспенивающие реагенты, которые резко повышают пористость материала, а потому его теплоизоляционные качества становятся намного лучше.

Как проходит процесс производства?

Само производство керамики легко разделить на несколько следующих этапов:

• Добыча и соответствующая подготовка сырья.
• Формовка, нанесение декоративных узоров или проделывание функциональных отверстий.
• Литье, полусухая штамповка.
• Правка, первое просушивание.
• Высокотемпературная обработка.
• Глазировка.
• Повторное обжигание.
• Декоративная обработка (теплая керамика и аналоги в ней не нуждаются).

Качественные показатели готового изделия определяется характеристиками внешнего вида, полным соответствием функциональному назначению, а также долговечностью.

Технология изготовления

Об основных этапах производства мы поговорили, а потому сейчас давайте обсудим каждый из них в отдельности. Чтобы приготовить первоначальную керамическую массу, выполняются следующие технологические операции: сырье тщательно очищается от посторонних минеральных и органических примесей, дробится и перемалывается. После этого наступает черед перемешивания и добавления различных присадок.

Формовка изделия

Формовка выполняется из жидких или пластичных керамических масс. У пластического формования имеется ряд преимуществ. В первую очередь это выражается в том, что можно делать изделия практически любых форм и размеров. Кроме того, для их изготовления можно приспособить даже самое простое и технологичное оборудование.

Что же касается литья, то для этого применяется масса с влажностью 34-36 %. Заливка производится в гипсовые формы. Это незаменимый способ для изготовления действительно сложных керамических изделий, форма которых физически не допускает применения прочих способов формовки. Кроме того, так производится плитка. Керамика для нее делается не из самых лучших сортов глины (ниже требования), но толщина готовых изделий должна быть как можно более равномерной.

Литье может быть как ручным, так и полностью автоматизированным. После первоначальной просушки продукцию вынимают из форм, после чего приклеивают различные декоративные и функциональные элементы, для присоединения которых используется специальный клей. В прошлом для этой цели применяли глиняное тесто, но оно обеспечивало не слишком высокую прочность.

Сушка

Сушка - наиболее ответственный этап, так как от правильности его проведения зависит как механическая прочность изделия, так и его декоративные характеристики. Разумеется, крайне важно и правильное распределение глазури, от которой зависит устойчивость изделий к воде, а также химическим агентам. Сушка - обязательное условие производства керамики. Для нее используют конвейерные, радиационные и камерные сушилки. Температура на всем протяжении процесса не должна превышать 70-90 °С.

Исключение составляет разве что плитка. Керамика в этом случае весьма толстая, так что в некоторых случаях допускается использование высокотемпературного режима на непродолжительное время.

Обжигание

Вторым по важности технологическим этапом является обжиг керамики. Цель - формовка черепка с точно заданными физико-химическими свойствами, закрепление красящего состава и глазури на поверхности. Обжигание важно тем, что в его ходе протекает множество физико-химических процессов, которые и предопределяют основные потребительские качества изделия. Обычно обжиг проводят в две ступени, но если на поверхность глазури была нанесена краска, проводится так называемый муфельный обжиг (третья ступень).

Первая ступень осуществляется при температуре от 900 до 1250 °С (в зависимости от вида и сорта керамики). Вторая ступень требует температурного режима от 1020 до 1410 °С. Последнее значение используется исключительно для фарфора. Прочую керамику редко обжигают в таком режиме, так как высок риск растрескивания. Если речь идет о среднестатистической красной глине, то изделия из нее и вовсе зачастую «жгут» однократно, при температуре не выше 960-1020 градусов по Цельсию.

Для обжига могут быть использованы печи для керамики двух типов: периодические (горны), а также непрерывные. Разновидностей последних очень много, но более всего распространены тоннельные и роликовые.

О различных дефектах

Специфика изготовления керамических изделий состоит в том, что на различных этапах производства возможно возникновение большого количества самых разнообразных дефектов. Бывают повреждения черепка, глазури или декоративного покрытия. Что касается дефектов черепка, то они чаще всего появляются еще на этапе первичной формовки и первоначальной просушки.

Какая-то часть производственного брака проявляется практически сразу, а пятна или что-то подобное появляются только после обжига. В связи с «капризностью» конечной продукции имеется требование жестко контролировать чистоту всех используемых на производстве инструментов.

Описание основных понятий

Глазурь - это специальные расплавы, которые наносятся на поверхность готового изделия. Толщина их составляет 0,12—0,40 мм. Назначение глазурей довольно разнообразно. Во-первых, поверхность плитки или посуды покрывается плотным декоративным слоем, который не только способствует возникновению приятного внешнего вида, но и значительно повышает механическую прочность. Кроме того, покрытие дает надежную защиту от физических и химических воздействий, что особенно актуально для хозяйственной посуды.

Под декорированием понимается нанесение декоративной окраски или узоров. Нередко в условиях используются фигурные штампы, с помощью которых массовое производство однотипных изделий. Для нанесения узора на края горшка используется штемпельный валик. Соответственно, заключительные операции заключаются в устранении мелких дефектов, шлифовке ножки и края.

Некоторые сведения о глазури и красках

Глазури подразделяются на прозрачные и непрозрачные разновидности, бывают они окрашенными и полностью бесцветными. Керамические краски применяют для украшения практически всех разновидностей изделий из обожженной глины. В основе их лежат или металлы, или их оксиды. При нагревании они образуют стойкие соединения, которые не только красивы, но и весьма долговечны. Такая керамика, отзывы о которой всегда прекрасны, с давних пор была украшением во многих зажиточных домах.

Краски делятся по способу их нанесения: или на слой глазури, или же под него. Как можно понять, в последнем случае красящий состав наносится непосредственно на черепок. Только потом его закрывают слоем глазури, а изделие обжигается в печи. Если состав наносится непосредственно на слой глазури, его фиксируют температурой не меньше 600-850 °С.

Что касается вспомогательных материалов, то их используют для изготовления форм для обжига и литья.

Сведения об изготовлении литейных форм

Чтобы изготовить достаточно прочные и качественные формы, используется формовочный гипс. Его делают, тонко измельчая порошок полуводного гидрата сернокислого кальция. Особенность такого гипса в том, что при смешивании с водой он должен превращаться в достаточно пластичное и упругое тесто. Но главное - этот состав должен схватываться в точно определенные сроки, что гарантирует действительно качественный обжиг. Если гипса по каким-то причинам нет, может быть использован карборунд. Допускается применение прочих огнеупорных материалов.

Вот что такое керамика. Это такой материал, без которого невозможно себе представить ни одной кухни или ванной комнаты. Впрочем, есть и другая ее разновидность, изделия из которой могут быть настоящими украшениями любого дома.

Художественная керамика

Под «художественными» понимаются изделия, украшенные особенно тонким рельефом или лепниной. Конечно же, прочих отличий от обычной керамики фактически нет, но в технологии изготовления есть немало тонкостей. О них-то мы сейчас и поговорим.

Первоначальная подготовка сырья

Как вы понимаете, художественная керамика мало в чем отличается от своих «бытовых» аналогов, но при ее изготовлении нужно требовательнее подходить к отбору сырья. Все то же самое, что и в прошлом случае, но все операции выполняются более тонко. Кроме того, использовать следует исключительно мелкоизмельченный каолин (диаметр частиц менее 2 мкм).

Что это дает? Такой подход позволяет получать намного более пластичную массу, а также минимум в два раза увеличивает прочность просушенных изделий. Кроме того, следует брать только мелкий так как он резко уменьшает осадку готовой продукции, что для художественной керамики крайне важно.

Сушка художественной керамики

Как мы уже указывали в первой части статьи, сушка - один из самых важных этапов. Если говорить о художественной керамике, то это утверждение становится еще более актуальным. Следует знать, что усадочные явления при обжиге тонких изделий протекают неравномерно, что может привести к большим неприятностям, вплоть до порчи всего изделия. А потому крайне важно выбрать правильный режим нагрева, дабы художественная керамика не превратилась в кучу черепков.

Если изделия плоские, то их настоятельно советуется сушить исключительно в формах. Сперва их слегка подвяливают, пока будущая керамика не приобретет необходимой плотности, и только после этого ее можно вынимать и досушивать до влажности 1-2,5 %.

Чтобы проводить данный процесс массово, используют специальные конвейерные сушилки. В особенно сложных случаях высушивание проводится в устройствах, которые работают по периодическому принципу. Так делают ради того, чтобы тонкая керамика не пересохла и не треснула. Длительность сушки колеблется от 30 минут до трех часов.

Вот вы и узнали, Это один из самых старых материалов, что когда-либо производился человечеством. Несмотря на свою древность, керамика весьма востребована и по сей день.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат: Производство керамики

Керамика (греч. keramike - гончарное искусство, от kramos - глина) - изделия и материалы, получаемые спеканием глин и их смесей с минеральными добавками, а также окислов и др. неорганических соединений. Керамика получила широкое распространение во всех областях жизни - в быту (различная посуда), строительстве (кирпич, черепица, трубы, плитки, изразцы, скульптурные детали), в технике, на железнодорожном, водном и воздушном транспорте, в скульптуре и прикладном искусстве. Основными технологическими видами керамики являются терракота, майолика, фаянс, каменная масса и фарфор.

Производство керамики

Керамические изделия и материалы классифицируют по назначению и свойствам, по основному используемому сырью или фазовому составу спекшейся керамики. В зависимости от состава сырья и температуры обжига керамические изделия подразделяют на 2 класса: полностью спекшиеся, плотные, блестящие в изломе изделия с водопоглощением не выше 0,5% и пористые, частично спекшиеся изделия с водопоглощением до 15%. Различают грубую керамику, имеющую крупнозернистую, неоднородную в изломе структуру (например, строительный и шамотный кирпич), и тонкую керамику с однородным, мелкозернистым в изломе и равномерно окрашенным черепком (например, фарфор, фаянс). Основным сырьём в керамической промышленности являются глины и каолины вследствие их широкого распространения и ценных технологических свойств. Важнейшим компонентом исходной массы при производстве тонкой керамики являются полевые шпаты (главным образом микролин) и кварц. Полевые шпаты, особенно чистых сортов, и их сростки с кварцем добываются из пегматитов. Во все возрастающих количествах кварцево-полевошпатовое сырье добывается из разнообразных горных пород путем обогащения и очистки от вредных минеральных примесей. Однако повышенные и резко дифференцированные требования, предъявляемые к керамике металлургией, электротехникой и приборостроением, обусловили развитие производства огнеупоров и других видов технической керамики на основе чистых окислов, карбидов и др. соединений. Свойства некоторых видов технической керамики резко отличаются от свойств изделий, изготовляемых из глин и каолинов, и потому объединяющими признаками керамических изделий и материалов остаются их получение спеканием при высоких температурах, а также использование в производстве родственных технологических методов, к которым относятся: обработка сырья и приготовление керамической массы, изготовление (формование), сушка и обжиг изделий.

По способу приготовления керамические массы подразделяют на порошкообразные, пластичные и жидкие. Порошкообразные керамические массы представляют собой увлажнённую или с добавкой органических связок и пластификаторов смесь измельченных и смешанных в сухом состоянии исходных минеральных компонентов. Перемешиванием глин и каолинов с отстающими добавками во влажном состоянии (18-26% воды по массе) получают пластические формовочные массы, которые при дальнейшем увеличении содержания воды и с добавкой электролитов (пептизаторов) превращаются в жидкие керамические массы (суспензии) - литейные шликеры. В производстве фарфора, фаянса и некоторых других видов керамики пластичную формовочную массу получают из шликера частичным обезвоживанием его в фильтр-прессах с последующей гомогенизацией в вакуумных массомялках и шнековых прессах. При изготовлении некоторых видов технической керамики литейный шликер приготовляют без глин и каолинов, добавляя в тонкомолотую смесь исходного сырья термопластические и поверхностно-активные вещества (например, парафин, воск, олеиновую кислоту), которые потом удаляются предварительным низкотемпературным обжигом изделий.

Выбор метода формования керамики определяется в основном формой изделий. Изделия простой формы - огнеупорный кирпич, облицовочные плитки - прессуются из порошкообразных масс в стальных пресс-формах на механических и гидравлических пресс-автоматах. Стеновые стройматериалы - кирпич, пустотелые и облицовочные блоки, черепица, канализационные и дренажные трубы и др. - формуются из пластичных масс в шнековых вакуумных прессах выдавливанием бруса через профильные мундштуки. Изделия или заготовки заданной длины отрезают от бруса автоматами, синхронизированными с работой прессов. Хозяйственный фарфор и фаянс формуются преимущественно из пластичных масс в гипсовых формах на полуавтоматах и автоматах. Санитарно-строительная керамика сложной конфигурации отливается в гипсовых формах из керамического шликера на механизированных конвейерных линиях. Радио- и пьезо- керамика, керметы и др. виды технической керамики в зависимости от их размеров и формы изготовляются главным образом прессованием из порошкообразных масс или отливкой из парафинового шликера в стальных пресс-формах. Заформованные тем или иным способом изделия подвергаются сушке в камерных, туннельных или конвейерных сушилках.

Обжиг керамики является самым важным технологическим процессом, обеспечивающим заданную степень спекания. Точным соблюдением режима обжига обеспечиваются необходимый фазовый состав и все важнейшие свойства керамики. За редким исключением спекание кристаллических фаз протекает с участием жидких фаз, образующихся из эвтектических расплавов. В зависимости от состава керамической массы и температуры обжига в фарфоровых, стеатитовых и др. плотно спекшихся изделиях содержание жидкой фазы в процессе спекания достигает 40-50% по массе и более. Силами поверхностного натяжения, возникающими на границе жидкой и твёрдой фаз, зёрна кристаллических фаз (например, кварца в фарфоре) сближаются, а газы, распределённые между ними, вытесняются из капилляров. В результате спекания размеры изделий уменьшаются, возрастают их механическая прочность и плотность. Спекание некоторых видов технической керамики (например, корундовой, бериллиевой, циркониевой) осуществляется без участия жидкой фазы в результате объемной диффузии и пластического течения, сопровождающихся ростом кристаллов. Спекание в твердых фазах происходит при использовании весьма чистых материалов и при более высоких температурах, чем спекание с участием жидкой фазы, и потому получило распространение лишь в производстве технической керамики на основе чистых окислов и тому подобных материалов. В соответствии с комплексом предъявляемых требований степень спекания разных видов керамики колеблется в широких пределах. Изделия из электрофарфора, фарфора, фаянса и других видов тонкой керамики покрываются перед обжигом глазурью, которая при высоких температурах обжига (1000-1400 0C), плавится, образуя стекловидный водо- и газонепроницаемый слой. Глазурированием повышают технические и декоративно-художественные свойства керамики. Массивные изделия глазуруются после сушки и обжигаются в один прием. Тонкостенные изделия перед глазуровкой во избежание размокания в глазурной суспензии подвергают предварительному обжигу. В некоторых керамических производствах неглазурованная поверхность обожжённых изделий шлифуется абразивными порошками или абразивным инструментом. Изделия хозяйственной керамики украшаются керамическими красками, декалькоманией и золотом. керамика глина фаянс

История керамики

Древнейшая керамика

Первые фигурки из глины появляются в древнейшие времена палеолита (около 27 тыс. до н. э.). Несколько позднее появляются глиняные сосуды, в которых хранили воду и продукты питания. В это же время были попытки использовать обожженную глину.

Уже в эпоху неолита широко распространяется обжиг. В разных частях Земли создаются похожие изделия, еще неуклюжие, вылепленные со следами пальцев, большей частью открытых форм, с толстыми стенками. Первоначальные сосуды повсеместно имели острое или закругленное дно, их размещали между камнями очага. В позднем палеолите появляются сосуды с плоским дном. Изделия украшаются вылепленным орнаментом. Постепенно керамика разных местностей обретает разнообразие форм и орнаментов. Керамика этого периода является важным археологическим признаком культур, которые нередко и называют по преобладающему типу орнамента.

В 6 тыс. до н. э. в ряде регионов преобладает расписная керамика (самаррская культура в Средней Месопотамии, эгейская керамика). Появляется лощеная керамика прекрасного качества (коричневых и красных, строго черных тонов). Керамические статуэтки в Эгейском мире прекрасно передают изящество девушек-кор. В этот же период керамика используется как строительный материал.

В бронзовом веке в государствах Междуречья и Египта ремесленники стали использовать гончарный круг, изготовление керамики становится наследственной профессией. Благодаря открытию глазури пористые сосуды становились водонепроницаемыми, а разнообразные цвета и украшения, полученные с помощью цветной глазури, превращали керамические изделия в произведения искусства. В Китае благодаря использованию качественной белой глины - каолина уже во 2-1 тыс. до н. э. изготовлялись тонкостенная глазурованная посуда. В Древнем Египте во 2 тыс. до н. э. появляется фаянс.

Прекрасная обожженная керамика используется для отделки зданий (ворота Иштар в Вавилоне). Хараппская цивилизация использует кирпичные плитки для мощения полов.

Античная керамика

Расписная керамика Древней Греции оказала огромное влияние на развитие всего мирового декоративно-прикладного искусства. Широко известны разнообразные типы древнегреческих ваз (амфоры, гидрии, килики, кратеры), украшенные искусными цветочными узорами, которые затем сменяет ковровый, или ориентализирующий, стиль - орнамент с полихромными поясами изображений животных и фантастических существ.

Композиция росписи строилась на выразительности черных силуэтов, очерченных тонкой обобщенной линией. Немного позднее появилась краснофигурная вазопись, сохраняющая натуральный цвет глины в изображениях фигур при заливке фона черным лаком. Эта техника давала мастеру возможность более детально прорисовывать формы, передавая естественность движения фигуры.

Высокого уровня развития достигла и греческая керамическая пластика. Выразительные женские фигурки, выполненные из терракоты в Танагре, воссоздают образы древних гречанок, их повседневные занятия, изысканную моду древней Греции.

Римская керамика не достигла таких высот, как древнегреческая, но оставила свой след в искусстве керамики. Не роспись, а рельеф был излюбленным приемом мастеров Арециума - центра изготовления керамической посуды Древнего Рима. Здесь были широко распространены сосуды с рельефным орнаментом, покрытые прозрачной глазурью. Римские строители широко применяют керамику, из нее выполняют сложные архитектурные детали.

Керамика стран Дальнего Востока

Древнейшие глиняные изделия, найденные в Китае, датируют 3 тыс. до н. э. Уже в 4-5 вв. в Китае изготовлялись фаянсовые изделия. Но Китай прославился в первую очередь изобретением фарфора, который появился в результате совершенствования технологии изготовления керамики в 6 в. С 14 в. одним из основных центров изготовления китайского фарфора стал Цзиндэчжэнь, район залегания каолина, полевого шпата, а также особенно чистого песка. Китайские вазы и посуда отличаются техническим и художественным совершенством, чрезвычайным богатством форм и декора. Они послужили образцом для позднейшей европейской продукции.

В 14 в. достигла расцвета и корейская керамика, украшенная инкрустацией из черной и белой глины, а также фарфоровые изделия с рельефами и растительными узорами. С формированием в Японии во второй половине 14 в. культа чайной церемонии здесь появились пористые сосуды и чаши раку-яки из тяжелой керамической массы. Среди японских керамических центров выделялся Сето, где производили изделия с прозрачными глазурями. Особой тонкостью отличался японский фарфор.

Керамика Среднего и Ближнего Востока

Керамика из Кашана

Толчком к развитию художественной керамики в странах Среднего и Ближнего Востока, вероятнее всего, послужили китайские фарфоровые изделия, завезенные на рубеже 8-9 вв. В Месопотамии, Египте, Турции и особенно Персии создавали превосходную керамическую утварь. Особенно выделялись сосуды росписью люстром, тонко обточенные предметы с бирюзовой глазурью из персидского города Кашана, сложные изделия в стиле "минаи" из древней Раги (ныне Рей в Иране), бело-голубая керамика из турецкого города Изника.

Западноевропейская керамика

В Западной Европе керамика стала интенсивно развиваться в эпоху Возрождения. Большое влияние оказали керамические изделия из арабских стран, в особенности из мавританской части Испании. Под влиянием испанских керамических изделий с оловянной глазурью, известных как испано-мавританские изделия (центр изготовления - Валенсия), в конце 14 в. в Италии (в городах Фаэнца, Урбино, Губбио) стало интенсивно развиваться производство подобной керамики, но уже под названием "майолика". Покрытие изделий белой оловянной глазурью создавало идеальный фон для росписи. В свою очередь, итальянская майолика оказала немалое внимание на развитие майолики Германии 15 в., а также Франции (особенно в Невере) 16-18 вв., где она стала называться "фаянс".

В Нидерландах (в Делфте) изготовляли подобную керамику с середины 16 в. Английская керамика с оловянной глазурью в духе голландских изделий, производившаяся в течение 17-18 вв., получила название "делфтские изделия". Позднее более утилитарные изделия выпускала английская керамическая Ламбетская фабрика - аптекарские кувшины, бутыли для вина, фляжки для воды.

Широкую известность получила и керамика со свинцовой глазурью, легко окрашивающаяся в различные цвета. Своего расцвета она достигла во Франции в 17 в. - знаменитые тончайшие сосуды из Сен-Поршера и "сельские глины" - покрытые поливами декоративные блюда Бернара Палисси.

Другим технологическим видом керамики того времени была каменная масса. Первенство в ее изобретении принадлежит немецким гончарам 14 в. Центрами производства изделий из каменной массы стали Нюрнберг, Хехст, Нимфенбург, Людвигсбург. Немецкая керамика попала в Англию. Стаффордширские мастера усовершенствовали каменную массу и получили более прочный черепок.

Самого большого успеха добился английский керамист Дж. Веджвуд, который на основе каменной массы, изобрел более качественные фаянсовые массы - базальтовый черепок, кремовую массу и "яшмовую массу", из которой изготавливались знаменитые синие вазы с белым рельефом в стиле классицизма.

Подлинным переворотом в истории западноевропейской керамики стало изобретение в начале 18 в. немецким химиком Иоганном Бетгером фарфора. Вскоре в саксонском городке Мейсене была открыта мануфактура, начавшая производить один из самых ценных фарфоров в мире - мейсенский. Фарфор из Мейсена прославился своими изящными сюжетными статуэтками, сервизами, вазами, туалетными приборами.

С середины 18 в. в Европе стал первенствовать севрский фарфор, выпускавшийся во французском городе Севре. Предшественницей севрской мануфактуры стала небольшая фабрика в Венсене близ Парижа, специализировавшаяся на отливке фарфоровых цветов в стиле рококо. В 1756 венсенская фабрика переехала в Севр, где окончательно сложился изысканно-утонченный стиль севрского фарфора. Наряду с расписной позолоченной пластикой создавали фигурки из белого неглазурованного фарфора - бисквита.

Английский высококачественный фарфор также получил всемирное признание. В 18 в. Британия едва ли не первенствовала по числу керамических фабрик: Вустер, Челси, Дерби, Споуд, Коулпорт, Боу, Минтон. Каждую из них отличал свой собственный почерк и стиль.

Российская керамика

После упадка в период татаро-монгольского ига российская керамика в 14-15 вв. возрождается вновь. В 18в. наряду с гончарными ремесленными изделиями стала выпускаться посуда из майолики с росписью по сырой эмали, в частности на московской фабрике А.К. Гребенщикова, основанной в 1724. Было налажено производство изразцов - сначала рельефных, затем гладких с росписью.

Керамика 20 века

Уже с конца 19 в. работы керамистов большинства стран отмечены поисками нового стиля: стремлением обнажить естественную красоту керамической массы или, наоборот, придать ей утонченную урбанистичность. Знаменитым стал фарфор в стиле модерн, изготовлявшийся на заводе в Копенгагене.

В ряде стран проявилась характерная для модерна стилизация народного творчества, возврат к изделиям ручного производства. К керамике обращаются многие художники и скульпторы. В мастерских Абрамцева керамика приобретает новые формы, новый колорит (прежде всего в работах М.А. Врубеля). Свойственное модерну внимание к декоративно-прикладному убранству приводит к широкому использованию керамики в отделке зданий и интерьеров.

Дизайнеры-функционалисты, начиная с 1920-х гг., стремились к новым простым формам, очищенным от излишней декоративности и пригодным для массового производства. Особое внимание придавалось выявлению фактуры материала. Развиваются технологии: появляются новые виды глазури, эмалей. Крупные панно и мелкую пластику из керамики делают практически все крупные художники 20 в. Особенно знамениты панно Ф. Леже. Керамика становится важной частью интерьеров.

Развитие технологии и рост уровня жизни приводит к тому, что керамика становится довольно массовым увлечением; многие имеют свои печи для обжига. В работах многих художников-керамистов заметно стремление соединить западные стили с восточными традициями и технологиями. В СССР своей керамикой особенно славились республики Прибалтики.

В 1953 организована международная Академия керамики в Женеве (Швейцария)

Керамический город

22 ноября 2006г. в музее "Эрец-Исраэль" в Рамат-Авиве в павильоне "Мерказ Ротшильд" (где проходила выставка, посвященная темплерам) открылось 4-е израильское биеннале керамики под серьезным названием "Территория и самоопределение - между керамикой и архитектурой". Звучит так серьезно, что все представления о том, керамика - это разрисованная ангелочками кривоватая тарелка или заварочный чайник в цветах и в виде слоника, развеиваются. Тем более что организаторы выставки считают, что это биеннале - скорее симпозиум, посвященный керамике "как средству определения, кто мы и что мы делаем на этой земле". Ведь глина и земля - понятия тождественные, и речь идет не о чашках и вазочках, а о вещах куда более серьезных, хотя архитектура - дело монументальное и помпезное, а керамика - интимное и сугубо функциональное. Израильские мастера керамики сплоченным строем (100 участников из 550 членов всеизраильской ассоциации керамистов) хотят доказать, что посредством глины можно выразить политические воззрения и общественные пристрастия, отношение к современному градостроительству, к вечному спору между ними и нами. Удивительно, но на этой выставке им это удалось, причем настолько хорошо, что выставка не вызывает никакого отторжения: мол, пришли посмотреть на красивые вещи, а нам едва ли не зачитывают редакционные передовицы. Выраженные в глине политические воззрения и взгляды на современное общество и урбанистику привлекают и заставляют еще больше уважать людей, умеющих слепить из глины кирпич, положенный в основу стены эскапизма и эстетизма, указывающей границу между миром искусства и миром реальности, между метрополией и домом. Что такое маленькое местечко, огороженное глиняным забором в эпоху глобализации; что такое культура - твоя, моя и чужая; в чем разница между этносом и религией. 100 керамистов и 100 их экспонатов пытались и смогли дать ответ на эти вопросы под руководством куратора этой необычной выставки - известного архитектора и лектора Техниона Давида Кнафо. "Архитектура и керамика - это две дисциплины, которых объединяет материал, земля, глина, - так объясняет Давид Кнафо. - И керамика, и архитектура определяют пространство вокруг нас и одновременно нас обслуживают, отвечая неким эстетическим потребностям. И керамика и архитектура созданы из материала и пространства, из цвета и форма, базируясь на культурных представлениях различных общин и народов. Архитектура подчинена экономике и технологиям, керамика - обычаям и традициям, но обе дисциплины определяют наше место и наши границы, право быть здесь и сейчас".Керамические тонкостенные дома-башни, похожие на картонные ящики; абстрактные геометрические скульптуры, очертаниями напоминающие трещины в земле; люстра, размером с дом, собранная из множества расписных чашек, тарелок, мисок, ложек - единственный чисто декоративный предмет на выставке; склеп-мавзолей с лабиринтом; кружева из глины; карта страны из разрисованных плиток; заборы, перегородки, стены - во многих предметах прослеживается тема границы, разделения, отчуждения, зоны. Это биеналле действительно стало серьезным симпозиумом на тему "Кто я и что я здесь делаю", но зрителям вместо того, чтобы вникать в многостраничные теоретические доклады участников, предлагается всего лишь оглядеть керамические результаты их трудов, воплощенные в глине выводы. Выставка - все-таки это всего лишь выставка, и бродить по ней приятно. К тому же мы тоже можем оставить свой след в искусстве: посереди зала установлен ящик с мягкой глиной, куда может ступить каждый желающий и оставить там печать своего башмака. Устроители биеннале обещали высушить все следы и сохранить их для вечности или, может, замостить ими дороги в городах будущего.

Глина и каолин

Массу, в сухом состоянии землистую, мягкую, липкую, а во влажном состоянии более или менее пластичную, называют глиной. Она образуется при разложении горных пород, богатых полевым шпатом. Состав глин разнообразен и зависит от видов горных пород, в результате разрушения которых они образовались. Чисто аналитическим путем (не учитывая тип связи) определены главные составные части глин - Al2O3, SiO2 и H2O. Раньше считали, что каолин представляет собой основное вещество глины, что различные виды глины, следовательно, являются каолином более или менее сильно загрязнённым примесями. Однако в соответствии с более поздними данными глина и каолин - это вещества совершенно различного характера, даже в тех случаях, когда они случайно имеют один и тот же аналитический состав. Ценные керамические глины содержат в значительном количестве примесь каолина; такой каолин был вымыт из своих первичных месторождений, а позднее снова осаждён вместе с другими коллоидно распределенными минералами, которые, однако, могут являться образователями глин и сами по себе.

В качестве основной составной части каолин содержит каолинит , который представляет собой (по рентгенографическим данным) кристаллическое вещество состава Al2O32SiO22H2O. Глины или совсем не содержат этого соединения или содержат его как случайную примесь. Чистый каолин - белого цвета и отличается сравнительно малой пластичностью. Ввиду того, что он служит сырьём для изготовления фарфора, его называют фарфоровой землёй .

Глины, которые часто значительно превосходят каолин по своим пластическим свойствам, служат для изготовления гончарных изделий, фаянса, керамических изделие и майолики. Большинство сортов глин окрашено в желтовато-серые или синеватые тона, но встречаются также и совершенно белые глины. Глины, богатые окисью железа, окрашиваются после прокаливания (обжига) в бурые цвета. Из них изготавливают обычно глиняные горшки и терракотовые изделия. Формовой землёй называют глину, сильно загрязнённую окисью железа и песком. Такая глина служит преимущественно для изготовления кирпича и черепицы. Глину, сильно загрязнённую примесями карбонатов кальция и магния, называют мергелем . Она не пригодна в качестве сырья для керамических изделий, однако её используют при производстве цемента.

Образование глины происходит при выветривании силикатных горных пород, которое связано с их значительным механическим раздроблением (превращение в коллоидное состояние). Наряду с этим протекает подчинённый химический процесс, а именно гидролиз более или менее значительной части силикатов (прежде всего полевых шпатов) с образованием аморфных глинозёмистых гелей. Последние называются аллофанами и, по-видимому, представляют собой чистые смеси гидратов окиси алюминия и двуокиси кремния или прокаолинами - тоже аморфные, содержащие воду силикаты алюминия. Прокаолин является, вероятно, определенным химическим соединением состава Al2O32SiO2. Он содержит переменное количество воды, которая не связана с ним химически, как в каолините, примешана к нему, как вода в гелях. Раздробленные только механически и поэтому ещё кристаллические составные части горных пород содержатся в большинстве сортов глин также преимущественно в коллоидно раздробленном состоянии.

Особые свойства глин создаются определёнными составными частями, которые имеют слоистую структуру решётки, образованной шестичленными кольцами, состоящими из тетраэдров SiO4. Эти составные части, подобно пермутитам, отличаются определённой способностью к катионному обмену. К ним в первую очередь относится каолин и родственные ему вещества (например, галлоизит , Al2O32SiO24H2O), монтмориллонит и некоторые слюдоподобные минералы . Все глинообразующие минералы имеют аналогичные решётки. Аморфные составные части глин (аллофаны), смешанные большей частью с кристаллическими , преимущественно находящимися в коллоидно раздробленном состоянии составными частями, не имеют существенного значения для свойств глин.

В то время как выветривание горных пород с образованием глин может идти в обычных условиях атмосферного выветривания, образование каолина , как впервые показал Шварц (1933 год), связано с особыми условиями. Этому существенно благоприятствуют повышенная температура, повышенное давление, присутствие сильных кислот (например, HCl), но не угольной кислоты. Однако, согласно Ноллю (1935 год), в геологические периоды каолин мог образоваться также при низких температурах. Действие сильных кислот способствует образованию каолина, т.к. при этом ускоряется гидролиз полевого шпата. Если исходить из продуктов гидролиза полевого шпата, не содержащих щелочи, то можно наблюдать образование каолина в отсутствие кислоты. Так, Нолл смог синтезировать каолин, исходя, например, из смеси аморфной SiO2 с бёмитом или с байеритом при нагревании её с водой под давлением. Если нагревать смесь в присутствии раствора едкого натра, то образуется монтмориллонит. Очевидно, образование каолин в природе идет в том случае, если щелочные и щелочноземельные элементы полностью выщелочены из исходных горных пород; в противном случае образуется монтмориллонит . Следовательно, образование каолина в природе ускоряется прежде всего интенсивным вымыванием и хорошей циркуляцией растворов, а также благодаря кислой реакции вымывающих вод.

Образования каолина - чисто химический процесс, который можно передать суммарным уравнением

2K + 7H2O = Al2(OH)4 + 4H2SiO3 + 2KOH .

Каолин может образоваться непосредственно из полевого шпата, а также из прокаолина, первоначально образованного из полевого шпата при обычном выветривании, если его нагревать с водой под высоким давлением. Если каолин нагревать под давлением в слабощелочной среде (с раствором щелочного карбоната), то он превращается в монтмориллонит Al2(OH)2nH2O, в то время как в сильнощелочной среде из него получаются цеолиты .

При нагревании каолинит сначала отщепляет воду (10 мм рт. ст. при 430?). Механизм отщепления воды показывает, что вода в каолините связана химически. Обезвоженный каолинит (метакаолинит ) при более сильном нагревании сначала разлагается на Al2O3 и SiO2; при ещё более высокой температуре из него образуется муллит 3Al2O32SiO2 (наряду с тридимитом ).

Рентгеноструктурным анализом установлено, что каолинит построен из сетчатых плоскостей, образованных ионами 2-, между которыми включено иногда по два слоя из +. С каолинитом имеют одинаковый состав минералы дикит и накрит , встречающиеся во многих сортах каолина. Они показывают иную, чем каолинит, картину рентгеновской интерференции, но, по-видимому, построены аналогично.

Чистую глину в виде порошка применяют в медицине и называют "Bolus alba" (- комок земли).

Керамические изделия. Изделия, получаемые из встречающихся в природе и искусственно приготовленных пластических смесей глины или каолина с другими веществами называют "керамическими изделиями". Легко формующейся или "пластической" называют вязкую массу, которой при незначительном давлении можно придать любую форму, причем эта форма сохраняется и после прекращения давления. Важнейшие керамические изделия и их характерные свойства приведены в таблице 1.

Таблица 1

Важнейшие керамические изделия и их свойства

	Характерные свойства
	Излом плотный, просвечивающий, белый
Каменные изделия	Излом плотный, непросвечивающий, белый или цветной (серый, желтый, бурый)
	Излом пористый, непросвечивающий, белый (или почти белый), незначительная твёрдость по сравнению с предыдущим
Гончарные изделия	Излом пористый, непросвечивающий, цветной
	Пористый, сравнительно крупнозернистый, обычно красного цвета
Огнеупорные изделия	Пористые или плотные, плавятся не ниже 1600?

Фарфор. Фарфор был известен в Китае уже в самые древние времена, а в Европе его стали изготовлять фабричным способом впервые в Мейссене (с 1710 года). Фарфор был получен при сильном прокаливании ("обжиге") пластичных масс, изготовленных перемешиванием каолина (фарфоровой земли) с порошкообразным полевым шпатом и кварцем с добавлением небольшого количества воды. Если температура обжига не слишком высокая, то форма изделий сохраняется, только объём сильно уменьшается, так как фарфор "садится" при обжиге. Одновременно масса ("черепок") становится плотной (водонепроницаемой) и звонкой.

Для изготовления твёрдого фарфора обычно применяют около 50% каолина, 25% полевого шпата и 25% кварца. При обжиге каолин сначала отдает конституционную воду. Затем он разлагается на Al2O3 и SiO2, которые растворяют в стеклообразно размягчённом полевом шпате. При дальнейшем повышении температуры полевой шпат растворяет в возрастающих количествах крупнокристаллический кварц. По мере того, как полевой шпат обогащается двуокисью кремния, из него осаждается муллит , т.к. с увеличением содержания SiO2 растворяющая способность полевого шпата по отношению к муллиту понижается. Поэтому готовый фарфор состоит из стекловидной основной массы, которая пронизана тесно сплетенными между собой иглами муллита и оставшимися нерастворёнными зернышками кварца (и крохотными пузырьками воздуха). Как правило, обжиг производят дважды. После первого обжига, так называемого "сырого обжига", идущего приблизительно при 900?, на фарфор наносят прозрачную глазурь : полученные после сырого обжига ещё пористые черепки быстро погружают в глазурную массу - водную суспензию каолина, глины, полевого шпата и мрамора. При нагревании из неё образуется тугоплавкое стекло. Последующим высушиванием (около 1450?) производят окончательный обжиг . Часто фарфор подвергают еще третьему обжигу в муфельной печи при красном калении после нанесения красок, т.е. перетертого со скипидаром мелкоизмельчённого цветного стекла. Большей стойкостью обладают краски для "острого" огня или подглазурные краски, наносимые на неглазурованный черепок. Однако существует немного красок, для которых этот метод возможен. Окончательно отожженный без глазури фарфор называют бисквитным . Вместо процесса формования фарфоровой массы, основанного на её пластичности, фарфоровую массу можно перевести в жидкое состояние добавление незначительного количества щелочи и отлить в форме из гипса. В результате поглощения воды обожженной гипсовой формой наступает быстрое отвердение фарфорового изделия. Фарфор не только для изготовления домашней посуды и художественных изделий, но также, и при том в весьма широкой степени, для изготовления химической посуды, а благодаря его электроизоляционным свойствам - для изготовления изоляторов.

От обычного или твердого фарфора отличается мягкий фарфор , из которого изготовляют главным образом художественные изделия. В мягком фарфоре содержится меньше каолина и соответственно этому больше "плавней", например, полевого шпата, мела. Такой фарфор в соответствии с его легкоплавкостью подвергают обжигу при менее высокой температуре (обычно при 1200-1300?) . Поэтому легко удается произвести его многоцветное подглазурное раскрашивание.

Каменные материалы , подобно фарфору, являются плотными звонкими и настолько твёрдыми, что не царапаются сталью; кроме того, они очень стойки по отношению к химическому воздействию. Поскольку их изготовляют из глины, они требуют более низкой температуры обжига, чем твердый фарфор (1200-1300?), не обладают такой, как фарфор, просвечиваемостью и в большинстве случаев имеют не белый, а серый, жёлтый или коричневый цвет. Их часто покрывают только тонким слоем "солевой" глазури, который образуется при испарении поваренной соли, бросаемой в печь; благодаря этому на поверхности такого изделия осаждается стекловидный двойной силикат натрия. В химической промышленности весьма часто применяют неглазурованные изделия из каменного материала.

Тонкий каменный материал служит для изготовления ваз и других художественных изделий, в архитектуре для изготовления рельефов и украшения фасадов. Из каменного материала выделывали серые, расписанные голубой краской старинные германские сосуды (кубки и т.п.). Примерами изделий из грубого коричневого каменного материала могут служить водопроводные и канализационные трубы, а также "метлахские плитки". В химической промышленности применяют многочисленные сосуды, изготовленные из коричневого каменного материала: туриллы, змеевики для охлаждения, трубы, ванны и др.

Фаянс , как и фарфор, белого или почти белого цвета, однако он мягче, так что сталь оставляет на нём царапины; он легче ломается, порист, поэтому в большинстве случаев его необходимо покрывать глазурью. Фаянс получают из смеси глины, кварца, щелочи и сурика, иногда добавляют ещё окрашивающие окислы. Фаянс обжигают дважды: сначала без глазури при 1200-1300? (сырой обжиг), а затем несколько слабее с глазурь (окончательный обжиг). Из тонкого фаянса делают мойки, ванны для купания и т.п. Некоторые сорта фаянса часто окрашивают титановой кислотой в бледно-кремовый цвет (умывальники). Примерами неглазурованного фаянса служат глиняные сосуды, глиняные трубка и т.п.

Фаянс имеет грязновато-серый пористый излом. Поэтому его покрывают глазурью, которая благодаря прибавлению двуокиси олова имеет белый цвет и непрозрачна. Раньше фаянс часто применяли для изготовления дешёвой посуды; однако фаянс изготовленный Веджвудом в Англии, почти совершенно вытеснил обычный фаянс из домашнего обихода. Более тонкий фаянс пригоден для художественной керамики. По своим свойствам фаянсу приближается майолика , покрываемая цветной глазурью.

Обычные гончарные изделия , например горшки для цветов, глиняная посуда, также имеют пористый излом. На них наносят глазурь, содержащую большей частью свинец; окрашена она обычно добавленными к ней окислами металлов. Окись железа дает желтую, а вместе с двуокисью марганца - коричневую окраску; медь окрашивает глазурь в зелёный цвет.

Кирпич . Обожженный кирпич формуют из глины и затем подвергают обжигу. Вследствие содержания в глине окиси железа кирпичи большей частью окрашены в красный цвет. Кирпич обладает большой пористостью, т.к. обжиг ведут при относительно низкой температуре. Сильно обожженный, плотный и очень крепкий кирпич называют клинкером .

Огнеупорные материалы . "Огнеупорными" называют такие материалы, которые, не плавясь, выдерживают нагревание при высокой температуре (по крайне мере 1600?). Наиболее употребляемым огнеупорным материалом является шамот , который состоит из смеси двух сортов глин: обожженной до спекания, возможно более огнеупорной глины (собственно шамот) и красной пластичной глины (связывающая глина). Существуют особые месторождения глин, которые в первую очередь идут на изготовление шамота. Шамот, который содержит обычно около 42-45% Al2O3 и 50-54% SiO2, прежде всего применяют для футеровки топок, высокотемпературных печей и рекуператоров. Для коксовых, керамических печей и для печей сталелитейной промышленности (например, печи Сименса - Мартена) используют в большинстве случаев (впервые полученный в Англии) динас . Его приготовляют обжигом грубозернистого кварцевого песка, смешанного с небольшим количеством известковой массы или глины. Глинистый динас содержит 15-17% Al2O3 и 80-83% SiO2. Он размягчается при 1350?, однако плавится только выше 1650?. По огнеупорным свойствам его превосходит известковый динас или силикатный камень (с содержание 1,5-4% CaO, 0,3-2% Al2O3 и 94-96% SiO2), который плавится только при 1700-1750?. Его и применяют в первую очередь в печах Сименса - Мартена. Ещё большей огнеупорностью обладают так называемые силлиманиты , которые получают обжигом при высокой температуре силлиманита, цианита или андалузита (минералов одного состава Al2 SiO5, но различного внутреннего строения), вследствие чего образуется муллит , 3Al2O32SiO2, который, как уже было отмечено является составной частью твердого фарфора.

Из огнеупорных веществ, не содержащих SiO2 или содержащих её в очень небольших количествах, следует назвать боксит, динамидон, магнизит и доломит. Высокими огнеупорными свойствами обладают магнезия, двуокись циркония и главным образом графит (в отсутствии воздуха).

Примеры изделий из керамики

Изделия из фарфора

Еще 300 лет назад Европа и не представляла, из чего делается фарфор - китайцы старательно оберегали тайну его изготовления. Фарфору приписывались магические свойства, как, например, способность изменять цвет, если положенная в фарфоровую посуду пища или налитая в фарфоровый сосуд жидкость отравлена. Может быть, в этом и заключалась причина появления первых образцов китайской фарфоровой посуды при дворах европейских монархов и на территории Московского кремля еще в XIII - XIV вв.

1 февраля 1744 года камергер императрицы барон Николай Корф, находившийся в Стокгольме с дипломатическим поручением, заключил договор с неким Христофором Гунгером, который обязался "учредить в Санкт-Петербурге мануфактуру для делания чистого фарфора так, как оный в Саксонии делается".

Круг сюжетов русского фарфора первой трети 19 века определяется историческими событиями и мироощущением этого времени. Это: Отечественная война 1812 года и современная мода, как в костюме, так и в литературе.

Литература

1. "Курс неорганической химии",Г. Реми, изд. "Мир", Москва, 1972.

2. "Энциклопедический словарь юного химика"/ Сост. В.А. Крицман, В.В. Станцо. - М.: Педагогика, 1982.

3. "Детская Энциклопедия Академии педагогических наук РСФСР", Москва, 1983.

4. "Компьютерная Энциклопедия Кирилла и Мефодия", 2000.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Классификация и производство керамических изделий и материалов, основные технологические виды: терракота, майолика, фаянс, каменная масса и фарфор. История развития и образование международной Академии гончарного искусства в Женеве. Биеннале керамики.

реферат , добавлен 23.12.2010


Основные виды керамики: майолика, фаянс, каменная масса и фарфор. Производство санитарно-технических и бытовых изделий из тонкой керамики. Технология производства технической керамики. Способы декорирования полуфарфора, фарфоровых и фаянсовых изделий.

реферат , добавлен 18.01.2012


Керамика: изделия и материалы, получаемые спеканием. Распространение оксидной керамики на основе природных минералов и синтетических оксидов металлов. Виды, состав и свойства стекла. Применение силикатного стекла в быту и различных областях техники.

презентация , добавлен 04.03.2010


Исторические сведения о возникновении керамики, область ее применения. Современные технологии керамических материалов. Производство керамических материалов, изделий в Казахстане, СНГ и за рубежом. Производство и применение стеновых и облицовочных изделий.

курсовая работа , добавлен 06.06.2014


Получение керамики из промышленного глинозема с добавками ультрадисперсных порошков оксида алюминия и диоксида циркония методами холодного прессования и спекания в вакууме и терморазложения солей; исследование структуры и свойств корундовых керамик.

дипломная работа , добавлен 03.10.2011


Изучение технологии изготовления керамики - материалов, получаемых из глинистых веществ с минеральными или органическими добавками или без них путем формования и последующего обжига. Этапы производства: формовка изделия, нанесение декора, сушка, обжиг.

реферат , добавлен 03.02.2011


Высокопрочные керамики на основе оксидов - перспективные материалы конструкционного и инструментального назначения. Свойства оксидов цинка и меди. Допированные керамики. Основы порошковой металлургии. Технология спекания. Характеристика оборудования.

курсовая работа , добавлен 19.09.2012


История гончарной керамики. Технология производства керамических изделий. Сырьё для керамических масс. Прозрачные керамические материалы, особенности их структуры. Производство каменной керамической посуды в XVI в. Виды современных глиняных изделий.

презентация , добавлен 11.02.2011


Методы производства композиционных ультрадисперсных порошков: способы формования, реализуемые при спекании механизмы. Получение и применение корундовой керамики, модифицированной допированным хромом, оксидом алюминия, а также ее технологические свойства.

дипломная работа , добавлен 27.05.2013


Фарфор - вид керамики, непроницаемый для воды и газа. История происхождения, исходное сырье, технология производства; характеристика и свойства материала; виды фарфора. Области применения фарфоровых изделий: промышленность, медицина; декоративный фарфор.

Керамические вазы, горшки, чайные наборы, подсвечники, тарелки, свистки и даже музыкальные инструменты – все это можно создавать самостоятельно.

Чтобы научиться делать керамику своими руками, главное – желание. Перед тем как стать керамистом, попробуйте слепить из глины простейшую безделушку, и вы поймете, стоит ли тратить деньги на покупку оборудования для работы. Если что-то не получилось – не беда, размочите брак и сделайте из него новую фигуру, до запекания изделие можно видоизменять бесконечно.

Из чего делают керамику и где взять материалы для работы

Керамика – это обожженная глина, которая и является главным материалом в работе керамиста. В отличие от , натуральная имеет природное происхождение, ее добывают из недр земли, не подвергая химической и другим видам обработки.

Опытные мастера в целях экономии добывают и готовят сырье самостоятельно. Этот процесс включает несколько этапов и вряд ли заслуживает внимания, если вы только начинаете свой путь и живете в городе.

Глина для изготовления керамики должна быть жирной и без вкраплений камешков и прочего мусора, иначе поделка растрескается в процессе запекания. Готовую массу хранят при определенных условия влажности.

Натуральная глина бывает разных видов :

• Белая – наиболее распространенная, изначально имеет сероватый оттенок, а после термической обработки обретает приятный оттенок слоновой кости.
• Красная – содержит оксид железа, придающий сырью зеленоватый тон. Основной цвет сырца – коричневый, после обжига изделия становятся красными. Хорошо поддается лепке, не крошится, идеальна для скульптур и крупных изделий.
• Фарфоровая – серая в сыром виде и белая после запекания.
• Голубая – чаще используется в косметологии и народной медицине.
• Черная или темно-коричневая керамическая масса – самая твердая глина, приобретающая оттенок слоновой кости после обработки в печи.

Также глины для керамики классифицируют по температуре обработки на легкоплавкие, среднеплавкие, тугоплавкие.

Удобнее всего покупать готовую гончарную глину, ориентируясь на размер фракции, цвет после обжига при разных температурах и другие характеристики и качественные показатели. Стоимость зависит от производителя, фасовки, фактуры. Есть уже готовые массы с добавками для облечения разных задач – лепки, формовки, гончарного круга.

Помимо глины, нужны глазури и эмали для покрытия изделий, пигменты для придания сделанной своими руками керамике нужного оттенка, специальные добавки для улучшения свойств и температурной обработки.

Для склеивания деталей используют шликерную массу – своеобразный клей из разведенной глины. Если просто соединить элементы, они могут отвалиться при нагреве. Все это продается в специализированных магазинах для керамистов.

Способы изготовления керамических изделий

Существует несколько способов превращения глиняной массы в красивое керамическое изделие.

Лепка – самый доступный способ изготовления изделий из керамики своими руками в домашних условиях. Сувениры, скульптуры, посуду, игрушки или другие поделки лепят руками, словно из пластилина, помогая себе специальными стеками или подручными приспособлениями.

Гончарное дело требует наличия вращающегося круга. С помощью этого древнего ремесла и сегодня создают вазы, кувшины, горшки, тарелки, чашки.

Отминка – наиболее простой вариант изготовления керамики для начинающих. В работе используют гипсовую форму, в которую выкладывают мягкую глину, а после застывания извлекают фигурное изделие. Гипсовые формы привлекательны тем, что впитывают излишнюю влагу, помогая глиняному изделию отвердеть и просохнуть.

Литье – здесь тоже используют формы, но другого плана. Разведенную глину разливают по формам, высушивают заготовки, извлекают и раскрашивают.

Глиняная поделка обретает прочность только после обжига – обработки в гончарных печах при температуре от 900 до 1300 градусов. Готовые сувениры покрывают акриловыми красками или специальной стекловидной глазурью для керамики. В случае с глазурью требуется еще один обжиг после окрашивания.

Если хочется получить естественный оттенок, используют молочение – покрывают неокрашенную запеченную керамическую фигурку молоком в несколько слоев и еще раз запекают при более низких температурах.

Гончарная печь – виды и предпочтения

Раньше печи для обжига керамики представляли собой вырытые в земле горны и разогревались исключительно дровами. Современные гончарные печи бывают газовыми, электрическими и дровяными. Последние, как правило, изготавливаются собственноручно, они подходят для эксплуатации в частных домовладениях. В условия квартиры удобнее всего работать с электропечами, для больших объемов можно подобрать газовую.

В металлическом корпусе таких печей скрывается огнеупорный кирпич или другой материал, удерживающий тепло и не боящийся нагрева. Для отвода влаги предусмотрены вентиляционные отверстия, управление процессом обжига керамики осуществляется программным регулятором. Электрические гончарные печи – недешевое удовольствие. Цена зависит от производителя, объема, мощности.

В продаже есть модели с вертикальной и горизонтальной загрузкой и колпаковые. По типу расположения нагревательного элемента гончарные печи подразделяют на муфельные и камерные. В муфельных он находится вокруг емкости из огнеупорного материала (муфеля). В камерных нагреватель расположен внутри, что сокращает потери тепла и делает оборудование более экономичным.

Если немного постараться, можно сделать печь для обжига керамики в домашних условиях своими руками, взяв за основу огнеупорный кирпич и что-то для корпуса, например, старую стиральную машину.

Запекание – самый важный процесс, который не прощает ошибок. Иногда даже опытные мастера видят вместо ожидаемого шедевра негодный брак. Изделия никогда не достают сразу, они должны остыть в печи.

Как выбрать гончарный круг

Гончарные круги нужны для лепки круглых предметов, поэтому этот инструмент необязательно покупать сразу же. Если вы только осваиваете керамику, начинайте с лепки или отминки. Круги бывают с ручным, ножным и электрическим управлением.

Ассортимент изделий из керамики чрезвычайно разнообразный и различаются они и по форме, и своими свойствами. Но кое-что остается одинаковым или, по крайней мере, очень похожим – это основные производственные этапы изготовления.

Основные этапы и технология производства керамики:

• Добыча сырья;
• Подготовка массы;
• Формирование сырца (изделий);
• Сушка;
• Обжиг;
• Прочая обработка;
• Упаковка продукции.

Добыча сырья

Если говорить о добыче сырья, то в основном все заводы по производству находятся рядом с месторождением глины, а очень часто эти карьеры и есть частью завода. Добыча же происходит открытым способом с помощью эскалаторов.

Первым этапом обработки сырья является очистка (большие включения удаляются вообще или же измельчаются), а также разрушается естественная структура глины. После этого глина смешивается с добавками и увлажняется до состояния такой массы, которая легко поддается лепке.

Способы обработки глиняной массы

Включает в себя разные способы придания формы массе. Выбор того или иного метода зависит от первичных свойств поставляемого материала, а также от вида изготавливаемой продукции. Рассмотрим каждый из них отдельно:

1. Полусухой способ – после дробления и просушки глину подают на формирование с влажностью не более 8–12%. Формирование массы происходит на механических или гидравлических прессах.

2. Пластический способ – сначала дробление, а потом в глиносмесителе, смешивание с отощающими добавками до получения однородной массы с влажностью 20–25%. При использовании этого метода изделия формируются в основном на ленточных прессах.

3. Шликерный способ – глины смешивается с огромным количеством воды (около 60%), конечно предварительно измельчив. Все смешивается до тех пор, пока не образуется однородная масса – так называемый шликер. Он используется для изделий, которые изготовляются способом литья или же непосредственно после просушки в специальных распылительных печах.

Особенности производственного процесса

В наше время процесс технология производства керамических изделий максимально автоматизирована. Именно в связи с этим технология получения специального пресс-порошка занимает очень важную позицию в общем процессе. Суть этого процесса заключается в объединении процессов дробления, сепарации и обезвоживания. Сама по себе сушильная камера – это металлический цилиндр, снизу он заканчивается конусом. Основное его предназначение – это сбор уже готового продукта. Именно объединение выше названых процессов в распылительных сушилках дало возможность поднять производительность в 3,5 раза и при этом сократить затраты на производство.

Процесс сушки

Теперь поговорим о сушке. Этот промежуточный этап – обязательный при пластическом способе изготовления. Сырец, влажность которого высокая, ни в коем случае нельзя сразу отправлять на обжиг, потому что в таком случае он потрескается. При искусственном способе для сушки используют дымовые газы в обжигательных печах или же специальных топках. Если же изготовляют изделия из тонкой керамики, тогда для сушки используют горячий воздух из калорифера. Для искусственной же сушки подходит обжиг в туннельных или камерных сушилах.

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.

Что такое обжиг?

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 +550 0 C до +800 0 C.

Летучие органические примеси удаляются при температуре от +200 0 C до +800 0 C, а также происходит окисление примесей, но только в пределах их возгорания. Здесь характерным является резкое поднятие температур (от +300 0 C до +450 0 C за час). После этого, до полного выгорания углерода, изделия пребывают в окислительной среде.

В дальнейшем температура поднимается от +800 0 C 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 +900 0 C до +1100 0 C. Именно благодаря таким температурам подобные изделия характеризуются морозостойкостью, прочностью, очень высокой водостойкостью и многими другими качествами, которые особенно ценны для строительства.

Технология производства керамических изделий, видео-обзор: