Анималистический жанр в изделиях ДПИ. Пермский звериный стиль

Операции по удалению дефектов на отформованной, иногда высушенной, но не обожженной заготовке называют оправкой. Замывкой называют удаление с помощью влажной губки натеков, швов от разъема формы и т.д., зачисткой – обработку наждачной бумагой, металлической сеткой или металлическим инструментом.

Наиболее древний и универсальный способ  формирования – это пластическое формирование. Так как  глины различаются по своей пластичности, разным глинам необходимо разное количество воды для приобретения необходимых формовочных свойств. Влажность керамических масс, формуемых способами пластического формирования, колеблется от 18 до 25 %. Минимальную требуемую формовочную влажность можно определить, раскатывая в руках жгуты диаметром примерно 2-3 см: если масса не прилипает к пальцам, легко мнется, но при этом на формуемых жгутах не появляются поперечные трещины, то ее влажность соответствует формовочной. Пластическое формование осуществляют различными способами, из которых можно выделить как наиболее применяемые – лепку, набивку, раскатку и выдавливание.

Лепку осуществляют руками, заранее подготовив и промяв массу. Хотя керамисты до сих пор используют формирование сосудов жгутами – формуя стенки сосудов из наложенных друг на друга жгутов массы, формирование лепкой лучше вести из единого куска массы. При соединении различных кусков существует вероятность появления трещин в местах соединения по причине даже небольших различий влажности кусков. Таким приемом можно пользоваться, если масса обладает широким диапазоном пластического состояния, т.е. остается пластичной довольно долгое время, несмотря на частичное высыхание. Отформованная из пластичной массы заготовка может быть обработана с помощью металлического, пластмассового или деревянного инструмента – стека, на заготовке может быть выполнен рельеф, оттиснута печать, вырезан орнамент или сделаны отверстия.

Формирование набивкой заключается в приготовлении пластической массы, набивки, затирки или просто плотного заполнения массой гипсовой или деревянной формы. Таким образом формуют простые по форме изделия с неглубоким рельефом – плитки, изразцы, плакетки и т.п. Для лучшего заполнения рельефа рекомендуется втирать куски массы в рельеф формы, постепенно заполняя ее всю. После заполнения формы и образования некоторого излишка допускается уплотнение всего пласта массы легкими ударами киянки. Избыток массы срезают ножом или проволокой. Формовочная влажность массы для данного способа формирования может быть ниже, чем для формирования способом лепки, и формовочные усилия значительны. Формование набивкой позволяет тиражировать изделия.

Сушка керамических изделий

Сушка керамических изделий проходит как в естественных условиях – на стеллажах в мастерской, так и в принудительных – в сушильных шкафах и сушилках. Скорость сушки, зависит от температуры, влажности окружающей среды и воздухообмена. Кроме того, зависит и от формы и габаритов изделия. В процессе сушки механически и физически связанная вода, равномерно распределенная в изделии, перемещается по тонким каналам – капиллярам, образуемым свободным пространством между частицами пластичных материалов – глин и каолинов. Перемещаясь из глубины изделия к поверхности, вода освобождает занятые ранее полости, в результате чего частицы материала сближаются друг с другом. Такое изменение размеров изделия делает его меньше и называется усадкой. Так как вода начинает испаряться с поверхности, то первыми усадку испытывают внешние слои материала. Поверхность изделия, отформованного из массы, имеющей большую усадку, т.е. высокочувствительной к сушке, может покрыться трещинами уже на первых стадиях сушки. Если скорость сушки велика, то даже малочувствительные к сушке массы в толстостенных изделиях могут образовывать трещины из-за того, что внутренние, еще сырые слои материала не дадут возможность усесть слоям без разрыва поверхности, т.е. без трещин. Следовательно, для успешной бездефектной сушка необходимо ограничивать скорость сушки и тем более чем сложнее и массивнее изделие. Ограничивать скорость сушки можно не только снижая  температуру окружающего воздуха, но и увлажняя его.

Массивные изделия можно сушить продолжительное время под тканью, задерживающей влагу. При сушке керамическим изделий недопустимо резкое повышение температуры, особенно в первый период, до температур 70-80ﹾС. Необходимо прогреть изделие по все глубине и уже затем, поднимать температуру до 100-120ﹾС, окончательно высушить его.

Усадка при сушке называется воздушной усадкой и является серьезной проблемой на пути получения бездефектного изделия. Чтобы уменьшить трещинообразование, помимо регулирования скорости сушки можно регулировать состав массы, вводя в нее непластичные – отощающие компоненты. Введенные отощающие компоненты снизят усадку всей массы вследствие того, что сами не теряют воду и не испытывают усадки. Помимо того их введение в массу приводит к образованию при сушке изделия более крупных пор, облегчающих удаление влаги.

Исключить неравномерную усадку изделия, являющуюся причиной образования трещин, можно, предъявляя к его форме определенные требования. Форма керамического изделия не должна содержать мест, которые могут служить концентраторами напряжения при сушке. Такими местами могут быть резкие переходы толщины изделия, острые края, углы, отверстия с острыми краями. Добиваться нужной формы можно, слегка закругляя кромки углов, краев, отверстий и сглаживая переходы, а также увеличивая толщину изделия в опасных местах, выравнивая таким образом скорость усадки в разных местах изделия и упрочняя их. После сушки изделия подвергают оправке, зачищая края, заглаживая поверхности и устраняя мелкие дефекты.

Обжиг изделий

Обжиг изделий проводят в печах. Изделия, помещаемые в печь, ставят на особые подставки лещадки, плиты. Их изготавливают из огнеупорных и термостойких материалов, выдерживающих высокие температуры и их резкие перепады. В качестве таких материалов используют смеси огнеупорных глин с шамотом – порошком обожженной глины, порошками карбида кремния (SiC), оксида алюминия (a-Al2O3)и других тугоплавких материалов, а также кордиерит (2MgO2∙Al2O3∙5SiO2) или карбид кремния.

Обжиг разделяют на 3 периода: подъема температуры – нагревания, выдержки при постоянной температуре и снижения температуры – охлаждения. В зависимости от материала, особенностей печи и садки, обжиг проводят по определенному режиму, под которым понимают скорость подъема и снижения температуры, температуру и время выдержки. Особое значение в придании фарфору белизны играет период обжига в восстановительной среде, при котором происходит переход рыжего оксида железа (III) Fe2O3 в синий (II) FeO.

Физический смысл стадии обжига керамики заключается в процессе спекания. После обжига изделие приобретает свои основные свойства: механическую прочность, твердость, необходимый цвет; форму изделия уже нельзя изменить, не разрушая его.

Первая стадия обжига – нагрев изделия до температуры выдержки – наиболее ответственная. Именно в течении этой стадии из изделия удаляется оставшаяся после сушки вода и начинается физико-химические превращения материала.

Процесс удаления воды называют дегидратацией.  Она происходит при нагревании глин до температур 600-800ﹾС.

До температуры 800ﹾС происходят наиболее  резкие изменения объема глинистых частиц и модификационные превращения кварца. До температуры 900ﹾС с выделением газообразных продуктов идет разложение карбонатов, часто содержащихся в глинах, и окисление примесей органического происхождения. Поэтому процесс нагрева изделий ведут достаточно медленно, не превышая 100 град/ч и нередко делая промежуточные выдержки.

Охлаждение изделия после выдержки при максимальной температуре в зависимости от материала и габаритов обжигаемого изделия ведут либо по особому режиму, постепенно снижая температуру и делая остановки – выдержки при температурах модификационных превращений образовавшихся в процессе обжига фаз, либо охлаждая изделия вместе с печью.

Основная проблема выбора режима обжига – не только определение температуры и времени выдержки, достаточных для спекания материала. Но и предотвращение образования дефектов в процессе нагрева и охлаждения изделия. Происходящая при обжиге – огневая усадка, должна протекать равномерно, не приводя к образованию трещин. После образования единого керамического тела на стадии охлаждения опасность представляют не только возможные модификационные превращения отдельных минералов, образовавшихся в материале, но и растрескивание изделия в местах концентрации напряжений из-за слишком резкого охлаждения.

Декорирование керамических изделий

Для придания изделию окончательного вида его подвергают декорированию. Оно осуществляется разными методами: скульптурными, живописными и технологическими, которые не только улучшают изделие, но и улучшают его свойства. Декорирование скульптурными методами производят на свежеотформованном или подвяленном изделии, находящимся в кожетвердом состоянии. Декорирование живописными методами ведут на высушенном, обожженном, глазурованном изделиях.

Глазурованием называют процесс покрытия высушенного  или обожженного изделия сырьевой суспензией – шликером, который в процессе обжига образует глазурь – стекловидное покрытие на поверхности изделия толщиной 0,1-0,3 мм. Глазурь придает изделию большую механическую прочность, защищает от загрязнений и служит одним из основных средств декоры. Глазури могут быть прозрачными, непрозрачными (глушенными) – скрывающими цвет материала изделия, блестящими и матовыми, бесцветными и цветными. Глазурование проводят окунанием изделия в глазурный шликер, поливом изделия шликером, распылением шликера на изделие.

Чаще всего перед глазурованием изделие подвергают первому предварительному обжигу – утильному обжигу, после которого изделие набирает достаточную механическую прочность, чтобы не разрушиться при  намокании глазурным шликером.

Утильный обжиг предотвращает возникновение дефектов глазури, связанных с газовыделением из изделия через слой глазури во время обжига. Второй обжиг, который проводят для образования глазурного покрытия, называют политым. Однократный обжиг неглазурованного изделия, при котором оно приобретает конечные свойства, называют бисквитным, а само изделие после обжига – бисквитом. Для закрепления надглазурных керамических красок проводят – муфельный или декоративный обжиг.

При политом обжиге на поверхности пористого керамического тела образуется плотная пленка стекла; при этом возможно возникновение на глазури различных дефектов, портящих внешний вид изделия. Часть дефектов связана с неправильным подбором состава глазури к материалу, из которого сделано изделие: это цек – сеть мелких волосяных трещин на глазури, а также отслаивание глазури. Другая группа дефектов связана с неправильно выбранной температурой обжига. При завышенной температуре наблюдается сухость глазури – снижение блеска и шероховатость, матовость – при заниженной или завышенной температуре, плохой разлив, волнистость, слабый блеск – при недожоге. При неправильном нанесении глазурного шликера могут возникнуть натеки – утолщения глазури в отдельных местах. При плохой очистке глазуруемого изделия от пыли и жира могут возникнуть плешины – отсутствие глазури в отдельных местах. С той же причиной связана сборка – стягивание глазури в капельки и складки. При заниженной температуре утильного обжига могут образоваться наколы – точечные впадины, при слишком быстром нагреве в интервале температур  800-1000ﹾС – пузыри и прыщи.

Глазурные дефекты иногда служат также элементами декора, так цек используют для создания глазурей типа кракле, оттеняя сеть волосяных трещин.

Глухие глазури, чаще белого цвета, называют эмалями и используют для маскировки цвета керамики, а так же в качестве сырого фона для росписи красками и солями металлов.

Ангобом называют матовое, белое или цветное покрытие, наносимое на керамическое изделие для маскировки цвета изделия, создания рисунка и т.д. В отличие от глазури нанесенный на поверхность ангоб при обжиге не образует стекловидного слоя, а создает плотный декоративный слой, обладающий некоторой пористостью. В состав ангоба входит глина. Ангобы, образующие тонкие глинистые покрытия в виде глянцевых пленок, иногда называют лаками.

Керамические краски, используемые для декорирования керамики, разделяют на подглазурные, надглазурные и внутриглазурные. Для их производства используются керамические пигменты – соединения переходных металлов (оксиды и некоторые другие), сохраняющие и образующие цвет при обжиге и маловзаимодействующие с расплавом глазури.

Подглазурные краски наносят на высушенное или прошедшее утильный обжиг изделие. Для этого подглазурную краску, содержащую помимо пигмента глазурь, смешивают со связкой (глицерином, расвором сахара и т.п.). после растирания краски ее наносят кистью на поверхность изделия. Иногда используют в качестве подглазурных красок растворы солей металлов в воде или глицерине. Такой способ росписи называют росписью солями. После нанесения краски изделие глазуруют и обжигают.

Надглазурные краски наносят на изделие, прошедшие политой обжиг. Для этого надглазурную краску, содержащую помимо пигментов – флюсы – легкоплавкие стекла, придающие блеск краскам и хорошее сцепление с глазурью, смешивают со скипидаром. После быстрой сушки изделие подвергают декоративному обжигу.

Палитра подглазурных красок беднее палитры надглазурной, что объясняется высокой температурой политого обжига фарфора и следовательно, требованиями устойчивости к высоким температурам применяемых пигментов. Подглазурные краски обжигают вместе с глазурью до 1400ﹾС, тогда как надглазурные краски обжигают в отдельном обжиге при 600-900ﹾС.

Внутриглазурные краски наносят так же, как надглазурные на глазурованное изделие и подвергают скоростному обжигу, при котором краски внедряются в глазурный слой. По температурам обжига и палитре внутриглазурные краски ближе к надглазурным.

Помимо перечисленных выше соединений в качестве керамических пигментов используют для подглазурного декорирования препараты благородных металлов (золото, платины и др.) в виде органических соединений в растворители, для надглазурного декорирования – люстры – соли смоляных кислот различных металлов дающие после обжига перламутровый металлический блеск различных цветов.