Структура фарфору

Згідно з сучасними уявленнями, які ґрунтуються на петрографічному, електронно-мікроскопічному та рентгеноструктурному методах дослідження, фарфоровий черепок є гетерогенною системою, яка включає в себе скловидну та кристалічну фази і пори (рис. 1). Від співвідношення структурних елементів залежать властивості готових виробів. Змінюючи склад і технологічні параметри, можна управляти процесами структуроутворення фарфору і одержувати вироби з заданими споживними властивостями.

Рис. 1. Будова черепка фарфору:

1 — скловидна фаза; 2 — кристали муліту;

З — кристали нерозчинного кварцу; 4 — пори

Скловидна фаза — це розплав польового шпату з частково розчиненими в ньому зернами кварцу та глинозему. Іноді зустрічається польовошпатове скло з кристалами муліту. Скловидна фаза природно сприяє підвищенню просвітлюваності черепка і, разом з тим, знижує його міцність та термічну стійкість. В твердому фарфорі скловидна фаза займає 40—60%, а в м'якому — до 85%. Міцність, хімічна і термічна стійкість фарфору підвищуються зі збільшенням насичення польовошпатового скла глиноземом та мулітом. Розчинення дрібних кристалів муліту в заключній стадії випалювання підвищує механічні властивості скловидної фази черепка, а отже, і готового фарфорового виробу. Другою структурною складовою фарфорового черепка є кристалічна фаза, яка представлена, перш за все, кристалами муліту, а також часточками кварцу і каолінітового залишку, які не розчинились в скловидній масі. У фарфорі ця фаза займає близько 30%.

Муліт — найважливіший структурний елемент черепка, який має низку цінних властивостей: висока механічна міцність і хімічна стійкість, малий коефіцієнт термічного розширення і в зв'язку з цим висока термічна стійкість. Всі ці позитивні властивості кристалів муліту, а також їх волокниста структура, надають черепку фарфорових виробів високі споживні властивості.

Процес мулітизації фарфорового черепка залежить від температури випалювання та терміну витримки виробів при максимальній температурі. Найбільш активно утворення муліту спостерігається в інтервалі температур 1350—1480°С. Муліт утворюється в результаті перетворення глиняних матеріалів під впливом температури. Утворений муліт пронизує польовошпатове скло, надаючи черепкові фарфору позитивні властивості. Процес мулітизації відбувається при наявності рідкої фази, яка прискорює процеси та зростання лінійних розмірів муліту, а також зв'язує кристалічні фази між собою.

Пори у фарфоровому черепку займають об'єм до 5% і водопоглинання черепка становить приблизно 0,1—0,2%. Вони частково знижують просвітлюваність і механічну міцність черепка.

На властивості готових фарфорових виробів впливає не лише структура черепка, але й структура глазурі, яка утворює на фарфорі контактний шар. Контактний шар утворюється внаслідок різниці між хімічним складом глазурі і черепка, проникнення розплаву глазурі в пори черепка і розчинення кристалічних фаз черепка в розплаві глазурі. Все це зумовлює утворення нових кристалічних речовин і газових пузирів. На інтенсивність цих процесів, від яких залежить величина контактного шару, впливає тривалість і температура випаровування. Контактний шар, крім того, заповнює поверхневі тріщини черепка, знижує напругу між поливою і черепком, що і підвищує механічну міцність.

За даними Н.Я. Юрчака, глазур в стані стискування більше впливає на підвищення тер-мічної стійкості та механічної міцності, ніж глазур, в стані розтягування. Це пояс-нюється тим, що в зв'язку з низькою теплопровідністю фарфору шар його,глазурі швидко охолоджуючись, піддається напругам, яким він краще протистоїть в стані стискування.

9.2.Фактори, що впливають на формування споживних властивостей, керамічних товарів:

Дата добавления: 2015-06-27