Глина и гончарное производство

Второй период обжига протекает в сильной окислительной среде при температуре 940-1040С. Он является подготовительным к самому ответственному этапу – обжигу в восстановительной среде. В этот период выравнивается температура, завершается выделение остатков гидратной воды и полностью выгорает сажистый углерод. Если углерод не выгорит до расплавления глазури в третьем периоде, то изделие будет иметь серую или буроватую окраску, либо покроется мельчайшими кратерообразными точками – наколами. Вследствие расплавления полевого шпата образуется жидкая фаза, которая цементирует твердые частицы и обуславливает повышение механической прочности черепка. Происходит процесс кристаллизации глинозема и начинает образовываться муллит.

Третий период ведется при температуре 1040-1250С в восстановительной среде, которая необходимая для перевода окисного железа в закисную форму. Закись железа образует силикаты, который придают черепку голубоватый оттенок. На этом этапе вначале образуется силиманитоподобный ангидрид, а затем муллит и кремнезем в виде кристобалита. При температуре выше 1200С вязкость расплава снижается, и на границе твердой и жидкой фаз сближаются под действием поверхностных сил частицы кварца, продукты разложения каолинита и кристаллы муллита. Образование легкоплавкого силиката закиси железа способствует развитию жидкой фазы. На этом этапе начинается расплавление глазури. Скорость подъема температуры – 30-35С в час.

Четвертый этап, завершающий формирование черепка, начинается при температуре 1250С и заканчивается при 1380-1410С, протекает он в нейтральной среде. Происходят окончательное спекание черепка, разлив глазури и сплавление с черепком. Активнее протекает процесс взаимодействия полевошпатового стекла и аморфного кремнезема из каолинитового остатка, что способствует заполнению промежутков между кристаллами муллита. Одновременно укрупняются кристаллы муллита в полевошпатовом стекле и уменьшаются размеры остаточного кварца. Протекают диффузионные процессы, обуславливающие равномерное распределение кристаллических  новообразований в черепке.

Период заканчивается выдержкой изделий при максимальной температуре в течение 1,5-3 часов. Чем продолжительнее выдержка изделий, тем больше образуется кристалла муллита. Игольчатые кристаллы муллита, переплетаясь, способствуют повышению механической прочности и термической стойкости черепка. При этом ускоряется процесс муллитизации за счет растворения кварца в стекле и насыщения его кремнеземностью. Образующиеся кристаллы муллита как бы врастают в стекло, в не растворившихся зернах кварца.

При повышении температуры обжига уменьшается пористость черепка, так как пустоты заполняются стекловидной массой и другими структурными элементами. Однако при повышении температуры выделяются газы из полевошпатового стекла, вспучивается черепок и снижается качество изделий.

Пятый, диффузионный, период обжига соответствует выдержке изделий при максимальной температуре обжига.

После обжига начинается процесс охлаждения. До температуры 600-530С охлаждение проводят со скоростью 250-200С в час. Затем процесс резко замедляется, при этом происходят ионные модификации, сопровождающиеся большими изменениями объемов, в результате чего возникают внутренние напряжения. Помимо этих напряжений, возникают напряжения вследствие перехода стекловидной массы из пластического состояния в упругое.

Продолжительность политого обжига в туннельных печах от 18-22 до   32-34 часов. На некоторых предприятиях фарфоровые изделия подвергают однократному бескапсельному обжигу. При этом цикл производства сокращается до 3-5 часа, что значительно снижается расход топлива, повышается производительность труда, уменьшает себестоимость готовой продукции. Главная задача однократного обжига – обеспечение непромокаемости черепка при глазуровании изделий, высушенных до содержания влаги 1%. С этой целью в массу вводят высушенные до 4-7% трошковские глины или специальные пластифицирующие добавки, способствующие повышению водостойкости, в том числе и некоторые виды пластических масс.

Однократному обжигу подвергают в основном толстостенные изделия – кружки, салатники, масленки, сахарницы, которые при глазуровании без утельного обжига не размокают, не деформируются и не разрушаются.

При обжиге на изделиях могут образоваться следующие дефекты: искажение размеров и формы, щербины, задувка, прыщи, пузыри, засорка, желтоватый оттенок и т.д. После обжига изделия проверяют для выявления дефектов. Изделия, отвечающие предъявляемым к ним требованиям, декорируют.

Изделия украшают подглазурными и надглазурными красками, препаратом золота, растворами солей, красящих окислов и декоративными глазурями с последующим обжигом.

В зависимости от характера поверхности декорирование изделий может быть рельефным и гладким. Рельефное декорирование – это нанесение на поверхность изделий выпуклых или заглубленных украшений. К выпуклым украшениям относится рельеф, получаемый при формовании путем лепки, к заглубленным – врезывание, сверление и вдавливание на поверхности. Различают гладкое декорирование по сырому черепку, подглазурное и надглазурное.

Вид разделки зависит от назначения и природы изделий. При выборе разделки необходимо учитывать естественную красоту черепка, украшение должно сочетаться с его естественными особенностями и подчеркивать их, а не затушевывать. Для фарфора в основном применяют гладкое надглазурное декорирование, иногда рельефное и подглазурное.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Гончарное дело возникло около 27 тысяч лет до нашей эры в эпоху палеолита. Но в те далекие времена человечество еще не изобрело технологию обжига. Поэтому из глины изготавливались лишь ритуальные фигурки и примитивные украшения.

Около 8 тысяч лет назад, в эпоху неолита, люди изобрели обжиг. С этого времени глина становится основным материалом для изготовления посуды, домашней утвари и применяется в качестве строительного материала.

Собственно, глина не утратила своего значения и по сей день. Мы по-прежнему пользуемся глиняной посудой, кроем дома черепицей, украшаем жилища декоративной керамикой. В наши дни керамика применяется в строительном деле, в быту, в химической, радио и электротехнической промышленности.

Первые изделия из обожженной глины, это грубые, неправильной формы горшки для приготовления пиши. Дно этих горшков было округлым и даже заостренным. В эпоху позднего палеолита появляются горшки с плоским дном. Затем на поверхности глиняных изделий появляется вылепленный орнамент. И, наконец, около 6 тысяч лет до нашей эры возникает роспись по керамике.

Именно к этому периоду археологи относят зарождение первых мировых культур. Глиняные статуэтки, домашняя утварь, украшенная рисунками и орнаментами, посуда самых разнообразных форм – все это материальные свидетельства исчезнувших цивилизаций. В это же время человечество изобретает глиняный обожженный блок – кирпич, без которого невозможно представить строительство и в наше время.

Особое значение гончарное дело приобрело в эпоху бронзового века – около 4 тысяч лет до нашей эры. В государствах Египта и Междуречья профессия гончара считалась почетной. Мастерство гончара передавалось по наследству из поколения в поколение, от отца к сыну. В то же время были изобретены гончарный круг и глазурь.

Круг позволил получить керамические изделия правильной формы. А глазурь, слой спекшегося стекловидного вещества, придала древней посуде водонепроницаемость. До изобретения древними египтянами глазури горшки приходилось обрабатывать органическими веществами. Один из древнейших рецептов состоит в том, что готовый горшок заполняли молоком и ставили в печь томиться. В порах стенок глиняного сосуда образовывалась затвердевшая жировая пленка, которая предотвращала впитывание пористой глиной любой другой жидкости. Но со временем пленка выгорала, и сосуд снова давал течь.

Добавление в глазурь солей металлов придавало керамике тот или иной цвет. Найденные в ходе археологических раскопок египетских городов глазурованные глиняные предметы представляют не только историческую, но и художественную ценность.

Около 2 тысяч лет до нашей эры в Древнем Египте появляется фаянс – тонкая мелкопористая глазурованная посуда. К тому же времени относится появление в Китае глазурованной посуды из белой глины – каолина.

Изобретение гончарного крута и глазури придало древней керамике новое значение. Из ремесла прикладного, утилитарного, керамика превратилась в искусство. Особое развитие художественная керамика получила в Древней Греции. Греческие амфоры, покрытые черным лаком, расписанные белой и пурпурной краской, рассказывают нам о том, как одевались, как и чем жили древние люди, во что они верили, кому поклонялись.

Совершенствование технологии керамики в значительной степени повлияло на развитие культуры человечества. В VI веке нашей эры в Китае был изобретен фарфор. Фарфоровые изделия были необычайно тонки, почти прозрачны на просвет и издавали мелодичный звон.

К XIV веку производство китайского фарфора достигло совершенства. Примерно в то же время фарфоровые изделия впервые попали в Европу, где пользовались огромным спросом. На два столетия позже в Европе началось производство своего, «мягкого» фарфора без каолина. Китайцы держали в строжайшем секрете технологию изготовления фарфора, поэтому ее пришлось изобретать повторно. В начале XVIII века рецепт фарфоровой массы был открыт в Саксонии И.Ф. Бетгером и Э.В. Чирнгаузом. С этого времени в Саксонии начинается производство знаменитого мейсенского фарфора.

В России технология изготовления фарфора была разработана в 1747 году Д.И. Виноградовым. С 1765 года занимающаяся исследованиями в области производства фарфора Порцелиновая мануфактура, основанная в Санкт-Петер-бурге в 1744 году, переименована в Императорский фарфоровый завод, который и начал выпуск изделий из фарфора по заказам царской семьи.

В другой стране Дальнего Востока – в Японии – с развитием керамики связано возникновение чайной церемонии. Во второй половине XIV века в Японии появились чаши раку-яки и другие сосуды из пористой глины, предназначенные для чая.

А как обстоит дело с гончарным производством сегодня? Это вечное ремесло вовсе не забыто. Керамику не смогло уничтожить ни появление металла, пластмасс, ни других современных материалов. Керамика – один из популярнейших видов современного прикладного искусства. Более того, керамика широко применяется в области высоких технологий. Если присмотреться к устройству персонального компьютера или телевизора, то мы обнаружим, что изоляторы многих электронных деталей изготовлены из керамики. Износостойкие керамические втулки устанавливаются в автомобильные двигатели. Керамическими огнеупорными плитками покрыта поверхность корпуса космического корабля многоразового использования. Наконец, в быту мы пользуемся керамическими чашками и тарелками. И даже живем в домах, построенных из кирпича.

А начиналось все почти 30 тысяч лет назад – с неказистого глиняного горшка.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Августиник А.И. Керамика. - Спб.: Стройиздат, 1975

2. Бугамбаев М. Гончарное ремесло. - Ростов-на-Дону: ФЕНИКС, 2000

3. Горчаков Г.И. Строительные материалы. /Учебное пособие для высших учебных заведений - Владимир: Союзполиграфпром, 1986

4. Долорс Р. Керамика. Техника. Приёмы. Изделия. /Пер. с нем. Ю.О. Бем. - М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2003

5. Захаров А.И. Основы технологии керамики. /Учебное пособие – М.: РХТУ, 1999

6. Иванова А.В., Михайлова Н.А. Технологические испытания глин. /Методические указания. Екатеринбург.: УГТУ-УПИ, 2005

7. Морозов В.И. Физические основы пластического формирования глиняного кирпича. - М.: Наука, 1973

8. Хигерович М.И., Байер В.Е. Производство глиняного кирпича. - М.: Стройиздат. 1984.