3. Otrzymywanie ceramiki - surowce, dodatki schudzające, topniki, ich rola w wyrobach ceramicznych

1. Surowce

• szamot - cegła z odrzutu wtórnie wykorzystana, wypalona tłuczona dodawana do masy ceramicznej. Na przełomie jest bardziej wypalona (ciemniejsza)

• mączka - pył ceglany otrzymywany jest podczas tłuczenia, daje lepszą spójność, topi się w niższej temperaturze

• materiały organiczne - dodawane tylko czasami, podczas wypału zwiększały porowatość glin (tłusta glina bardzo długo trzyma wodę przez co traci właściwości mrozoodporne, zwiększając porowatości pozbywamy się zbędnych soli i wody). Słoma, trociny, trzcina, mielony węgiel

• skalenie - glinokrzemienie przestrzenne potasu, sodu, wapnia, rzadziej baru. Skaleń potasowy (najniższa temperatura topnienia wśród wszystkich skaleni, większa odporność na nagłe zmiany temperatury) skaleń sodowy (posiada mniejszą przeświecalność i odporność mechaniczną niż skaleń potasowy)

• gliny kaolinowe- wypalają się na jasno osiągając białą barwę, są tłuste w dotyku, chudzone w masie. Szkodliwe są dla nich sole mineralne, gruboziarniste domieszki,

• gliny lessowe- zawierają stosunkowo mało składników ilastych (topników), dzięki czemu w naturalny sposób po wypaleniu uzyskują strukturę porowatą. Posiadają w złożu schudzacze, należą do tzw. glin chudych

2. Dodatki schudzające- ich domieszki zapobiegają kurczeniu się glin w czasie suszenia jak i wypalania. Jeżeli glina ich nie posiada może dojść do spękań. Ziarna schudzaczy sprzyjają tworzeniu się porów co umożliwia odparowanie wody zarobowej ale także tej higroskopijnie związanej Służą również jako składniki szkieletotwórcze, zwiększają odporność termiczną i mechaniczną. Istotna jest funkcja użytego surowca (piasku). Najlepsze właściwości osiąga się przy wymiarach ziarna 0,015 - 0.03 mm (wymóg obecny). Ilość domieszki schudzjącej zależna jest od gatunku gliny i stopnia jej plastyczności. Gliny bardzo plastyczne (tłuste) mogą przyjmować więcej wypełniaczy, chude mają w złożu więcej schudzaczy dlatego przyjmują ich mniej. Ujemnym skutkiem wypełniaczy jest: nadmierne zwiększenie porowatości ( osłabienie mechaniczne wyrobu), problemy przy formowaniu

3. Topniki - związki rozpuszczalne w wodzie, najniebezpieczniejsze podczas wietrzenia, obniżają temperaturę wypalania lub spiekania mas, w przypadku skaleni zapewniają tworzenie się fazy szklistej

• potaż - węglan potasu, popiół drzewny, tem. topnienia 894˚ C

• soda - popiół z roślin morskich

Potaż i soda w pierwszej kolejności ulegały wietrzeniu, gdy uległy rozkładowi powstawało środowisko silnie zasadowe (bardzo szkodliwe dla krzemionki)

• inne - trudniej rozpuszczalne: sole wapniowe i potasowe

4.Technologia ceramiki- poszczególne etapy procesów technologicznych

Faza 1. Przygotowanie gliny i surowców nieplastycznych. Mrożenie, wietrzenie, wygniatanie, szlamowanie, odwadnianie, przegniatanie. Mają na celu: 1. Maksymalny stopień rozdrobienia składników 2. Usunięcie szkodliwych domieszek(sole, cząstki zanieczyszczeń). Uzyskujemy glinę o odpowiedniej konsystencji. Przygotowanie surowców nieplastycznych: rozdrobnienie, przesianie, wypłukanie.

Faza 2. Przygotowanie masy plastycznej (surówki). Formowanie właściwego kształtu. Surówkę ugniatano usuwając z niej pęcherzyki powietrza.

Formowanie ceramiki:

• najwcześniej w Chinach i Mezopotamii

• toczenie naczyń na kole garncarskim (okres wczesnoromański)

• prasa (matryca) do wyrobów kaflarskich dekoracyjnych i użytku codziennego, XVI - XVIII w. Matryce - do reliefów, były z drewna, gipsu i kamienia

Faza 3. Suszenie: powolne i równomierne tak aby nie dopuścić do pękania. W okresie suszenia skurcz surówki jest największy. Oddanie wody wolne następnie wydalenie wody higroskopijnej. Powstają mikropory. Ilość pozostałej wody powinna wynosić 7% - 4%

Faza 4. Wypalanie:

Literatura polska:

• wyroby kaflarskie, naczynia: 650°C - 1050°C

• majolika, fajanse: 850°C - 1000°C

• fajanse delikatne: 1100°C - 1300°C

• porcelana twarda: 1380°C - 1460°C

Literatura angielska:

• fajans delikatny: 1050°C - 1150°C

• wyroby kamionkowe: 1250°C - 1350°C

• porcelana twarda: 1250°C - 1400°C

• porcelana miękka: 1100°C - 1350°C

Nieodwracalne zmiany po wypale:

• barwa

• zmniejszenie objętości masy

• pojawia się mniejsza porowatość

• nadanie twardości i odporności

Wypał przebiegać musi w warunkach optymalnych. Nieprawidłowy wypał powoduje:

• wyroby niedopalone: za niska temperatura, barwa jaśniejsza lub ugrowo-brązowa, niższa odporność na urazy i uszkodzenia mechaniczne

• przepalenie: przekroczenie temperatury wypału, deformacja kształtu

• hals: zbyt gwałtowne studzenie wypałów powodujące spękania szkliwa

• użycie niedosuszonej surówki 7% - 4%, zniszczenia wyrobu, pękanie

2