Описание технологических процессов для производства керамики

Основы процессов производства и обработки керамики

Керамика является одним из наиболее древних материалов, которые начал использовать человек как для решения своих повседневных задач, так для создания художественных поделок.

До настоящего времени керамика продолжает оставаться материалом, который широко используется человеком.

Керамика – группа материалов, которые получают путем спекания глин с минеральными добавками, а также оксидов металлов и других тугоплавких соединений.

К технической керамике относят кислотоупорную, конденсаторную, теплоизалиционную, радиотехническую, строительную и другие виды.

И художественных целях используют декоративную керамику.

Основным сырьем для производства керамики являются глины и их наиболее чистая и тугоплавкая разновидность – каолины. Глинистые материалы сокращенно называют пластичными. Именно они придают исходной массе пластичность и определяют основные свойства шликеров – водных суспензий сырьевых материалов. Помимо глин в рецептах сырья наиболее часто присутствует кварцевый песок, обеспечивающий устойчивость материала при высокотемпературном обжиге, придающий ему твердость и снижающий усадку (уменьшение размеров изделия в процессе сушки и обжига), происходящую в результате удаления воды и спекания частиц сырья. Для этих же целей в массы иногда вводят шамот. Сырьевые материалы, не обладающие пластичными свойствами называют отощающими.

Часто в состав масс для производства керамики входят разнообразные минеральные добавки – полевые шпаты, гематиты, доломиты и т.д. Эти добавки играют роль плавней – легкоплавких веществ, образование расплава которых облегчает спекание.

Сырьевые материалы измельчают для облегчения процесса спекания и рассеивают на ситах, затем тщательно смешивают в соответствии с рецептом (Схема. 5.1.). В зависимости от метода формования изделия готовят различные сырьевые массы: для прессования приготавливают порошок небольшой влажности (4 – 8%), для шликерного литья – шликер (влажность 29 – 35 %), для пластического формования – пластичную массу (влажность 14 – 25 %).

Формование методом шликерного литья осуществляют заливкой шликера в пористые гипсовые формы. Благодаря силам капиллярного всасывания, вода из шликера всасывается в мелкие поры форм. При выдержке шликера в форме в течение определенного времени на внутренней поверхности формы образуется обезвоженный слой массы нужной толщины, после чего избыток шликера выливают из формы. Процесс обезвоживания набранного слоя массы продолжается, прослойки воды между частицами твердого материала уменьшаются, частицы сближаются, полуфабрикат набирает прочность. После разборки формы полуфабрикат зачищают от следов швов и отправляют на сушку и обжиг. Таким методом изготавливают изделия сложной формы (сантехнику, вазы, художественные изделия).

Пластическое формование проводят, используя способность влажной глинистой массы деформироваться под действием нагрузки и сохранять приобретенную форму после снятия нагрузки. Пределы влажности массы, в которых она находится в состоянии пластичности, зависят от минерального состава глины.

Пластическое формование включает в себя несколько разновидностей: ручную лепку, выдавливание через мундштук, раскатку на полуавтоматах типа гончарного круга, набивку и штамповку в формы и другие. Методами пластичного формования производят изделия разнообразных форм: кирпич, плитку, трубы (выдавливание), полую и плоскую посуду (раскатка), изразцы (набивка), черепицу (штамповка).

Прессование порошков небольшой влажности проводят уплотняя их под значительным давлением (10 – 50 МПа) в металлических формах. При этом между частицами образуются прочные физико-химические связи. Таким методом формуют в основном изделия простых форм (плитку, плоскую черепицу, огнеупорный кирпич). Разновидностью метода – изостатическим прессованием через резиновую оболочку – можно формовать изделия сложных форм (сантехнику).

Принципиальная технологическая схема обработки керамики

ПЛАСТИЧНЫЕ ОТОЩАЮЩИЕ

(глины, каолины) (кварцевый песок,

плавни, шамот)

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

СМЕШИВАНИЕ

ШЛИКЕР ПЛАСТИЧНАЯ ПОРОШОК

(29 - 33%) МАССА (4 - 8%)

(14 - 25%)

Дата добавления: 2017-01-14