Керамічні процеси

У цьому посібнику ми будемо мати справу, головним чином, із керамічними процесами. Властивості кераміки у значній мірі залежать від сировинних матеріалів, використаної виробничої техніки та застосованих технологічних прийомів виготовлення. Останні повинні бути контрольованими для того, щоб одержувати необхідні відтворені властивості виробів і забезпечити економічність виробництва. Одна з найголовніших задач даного посібника - забезпечити основу для рішення того, який з різноманітних процесів виробництва повинний бути контрольованим і як його варто контролювати для одержання якісної продукції. Контроль керамічних процесів, безумовно, включає, як контроль сировинних матеріалів, так і шляхів їхньої переробки та теплового опрацювання. У розділі 2 розглянуті види та джерела сировинних матеріалів, які найбільш часто використовуються у кераміці. Це здебільшого природні матеріали, що доступні по достатньо низькій ціні, але містять деяку кількість домішок. Якщо ці домішки шкідливі, то повинні бути застосовані різноманітні хімічні, або інші методи збагачення сировини. Проте ці методи коштовні і не повинні використовуватися без особливої необхідності - у залежності від їхнього впливу на процес виробництва та властивості готової продукції. Істотно також розуміння, як впливів домішок на властивості виробів, так і загального знання найбільше придатних для кожного конкретного випадку сировинних матеріалів.

Подібним же чином властивості, відхилення від заданих розмірів, ціна і навіть практична здійсненність одержання придатної продукції залежать від уміння виготовляти вироби, що відповідають потрібним вимогам. У розділі 3 розглянуто властивості глин, у розділі 4 – фізико-хімічні процеси, що протікають при утворенні кераміки, а у розділі 5 – різноманітні технологічні процеси формування керамічних виробів із погляду їхньої придатності для виготовлення різноманітних матеріалів, складу та форми, а також їхній потенційний вплив на властивості виробів.

Керамічні сировинні матеріали

При вивченні складу, структури та властивостей керамічних матеріалів, необхідно мати уявлення не тільки про всі процеси виробництва, але і про сировинні матеріали, які використовуються у цих процесах. Хоча і є надзвичайно велике число різноманітних сировинних матеріалів, використовуваних для виробництва кераміки, традиційна керамічна промисловість в основному використовує різноманітні комбінації глинистих мінералів, що надають пластичність, польових шпатів, що утворять грузлу рідину при температурі випалу, а також тугоплавких кремнеземистих матеріалів, спроможних утворювати скло. Крім того, широко використовуються мінеральні плавні, алюмосилікати, тальк і пов'язані з ним мінерали, вогнетривкі сировинні матеріали. Більшість цих матеріалів добувають і потім підготовляють для використання. Усе більше число сировинних матеріалів піддають очищенню; багато з них утворюються як повторний продукт з інших вихідних складових. У даному розділі ми роздивимося деякі з найбільш звичайно та широко використовуваних керамічних сировинних матеріалів, які, звичайно, поділяють на три групи: глинисті (пластичні), непластичні та добавки.

Глинисті матеріали (глини) - основна сировина для виробництва кераміки. Вони забезпечують форму виробів та їхні основні властивості.

Непластичні матеріали в залежності від їхньої ролі в технологічному процесі поділяють на ті, що отощають, флюси (плавні) та добавки, що коригують структуру.

Матеріали, що отощають, вводять у масу для зменшення усадки при сушінні й випалі виробів, щоб зберегти форму виробу у процесі його виготовлення, полегшити та прискорити процеси сушіння та випалу виробів. При виробництві виробів будівельної кераміки в якості матеріалів, що отощають, застосовують кварцовий пісок, шамот і деякі інші матеріали (шлаки, піски та т.п.).

Флюси (плавні) покращують спікання керамічного черепка при випалі, знижують температуру випалу виробів. У процесі сушіння виробів плавні, звичайно, відіграють роль матеріалів, що отощають. У якості плавнів до складу маси для виготовлення виробів будівельної кераміки вводять польові шпати, пегматити, нефелінові концентрати, перліти, склобій.

Добавки, що коригують структуру, змінюють взаємне розташування складових кераміки. До них відносяться добавки поризатори та добавки модифікатори.

У якості добавок поризаторів, звичайно, використовують речовини, які сприяють утворенню пористої структури кераміки. До них відносяться вигоряючі добавки, речовини, які при високих температурах згорають, залишаючи замість себе порожнини в керамічному виробі (золи, тирса та інші).

У якості добавок-модифікаторів, звичайно, використовують хімічні або природні речовини, які змінюють склад новотворів кераміки.