Экспертиза качества керамических изделий Производство керамических изделий состоит

Экспертиза качества керамических изделий Производство керамических изделий состоит из обработки сырья и приготовления массы, формирования изделий, сушки, обжига и декорирования. Обработка сырья и приготовление керамической массы сводятся к очистке сырья от посторонних (главным образом окрашивающих) примесей, грубому и тонкому его измельчению, смешению в соответствии с рецептурой, тщательной переминке и вакуумизации массы. Примеси оксидов титана, железа вызывают желтоватые, сероватые оттенки черепка, а неоднородность массы является причиной образования деформаций, трещин, неровностей.

Формование бытовых изделий производится в основном из пластичной массы и литьем из шликера (суспензии компонентов массы в воде). Изделия простых очертаний (тарелки, кружки, салатники и т. д. ) формируют из пластичной массы влажностью 20 -25% на станках в гипсовых или других вращающихся формах посредством шаблона или ролика. Изделия сложной конфигурации, с тонкими стенками, рельефным или ажурным рисунком изготавливают отливкой жидкого шликера в гипсовые формы. Новыми прогрессивными методами производства керамических изделий являются формование из пастообразных масс, прессование в металлических формах из порошков.

Потребительские свойства и ассортимент керамических изделий формируются на стадиях разработки и изготовления и зависят от совершенства формы и конструкции авторского образца, свойств керамики, тщательности изготовления серийной или массовой продукции. В свою очередь качество изготовления изделий определяется характером технологии и точностью ее соблюдения. Сырье для изготовления керамических товаров подразделяют на материалы : для черепка; глазури; для декорирования.

Материалы для черепка – это пластичные глинистые вещества (глина, каолин), отощающие (кварцевые) материалы и плавни. Глина – тонкодисперсная горная порода, представляющая собой смесь различных минералов – водных алюмосиликатов (каолинит и др. ). Глины подразделяют по огнеупорности, способности к спеканию, окраске. В производстве фарфора и фаянса используют огнеупорные, беложгущиеся глины (не более 0, 8… 1% оксидов железа), в гончарном производстве – легкоплавкие красножгущиеся глины. В основе керамического производства лежат характерные свойства глинистых материалов – способность образовывать с водой пластичное тесто и легко формироваться, сохранять связность в сухом состоянии и приобретать прочность и твердость после обжига.

Глинистые материалы, особенно каолин, повышают белизну, прочность, химическую и термическую устойчивость обожженных изделий. Материалами для декорирования керамики являются керамические краски, препараты драгоценных металлов, люстры. Керамические краски подразделяют на надглазурные, внутриглазурные и подглазурные. Дефекты формовки: разнотолщинность стенки; следы изношенных форм попадание кусочков гипса в массу.

Дефекты подглазурной росписи: Отделение краски от черепка происходит в результате толстого слоя краски или при нанесении ее на запыленную поверхность. Скатывание глазури в начале ее плавления объясняется применением слишком огнеупорных красок (ввести флюс). К такому же дефекту приводит излишнее количество глицерина в краске (рекомендуется добавить НСl). Растекаемость красок возникает применении легкоплавких красок (Мп. О, Со. О, Fe 2 O 3) Дефект устраняется введением в краски огнестойких оксидов (Мg. О. Аl 2 О 3 ) или изменением состава глазури. Вспучивание красок происходит от применения плохо прокаленных пигментов.

Роспись красителями-растворами (солями) можно производить по сырому или слабо обожженному черепку, но обязательно прокалить. Затем изделия покрываются глазурью и обжигаются. Соли проникают в черепок на определенную глубину и прочно связываются с ним. Желаемый цвет рисунка может быть достигнут в процессе обжига в определенной среде. После росписи изделия прокаливают при температуре 700… 800°С для переведения растворимых солей в оксиды. Качество росписи фарфоро-фаянсовых изделий солями во многом зависит от строгого соблюдения технологического процесса. Рисунок наносится на хорошо просушенный и чистый черепок, иначе раствор проникает на обратную сторону черепка.

Если соли наносятся на глазурованные изделия, они также хорошо сушатся, иначе рисунок получается расплывчатым. Для получения особо мягких и нежных тонов роспись необходимо производит по высушенному или слабо обожженному черепку. Если же требуется пестрота и сочность рисунка, тогда роспись производится по оглазурованному черепку. Сравнительное простое приготовление красящих растворов солей, несложная роспись полуфабриката, а также ликвидация необходимости специального муфельного обжига при большом художественном эффекте является основным преимуществом росписи продукции солями.

Дефекты живописных работ: Изменение и обесцвечивание тонов красок может быть следствием слишком высокой температуры обжига. В этом случае отдельные красители разлагаются с изменением цвета и растворением красителя в расплавленном флюсе, образуя при этом слабоокрашенные или бесцветные силикатные стекла. Влияние повышенной температуры обжига особенно заметно на таких красках, как бирюзовые, пурпуровые, розовые, железосодержащие и золото. При повышенной температуре бирюзовые краски приобретают серо-голубой цвет, пурпуровые и розовые - синеватый оттенок, а золото теряет блеск, становится тусклым и легко стирается с черепка. Этот дефект может быть следствием действия восстановительной среды дымовых газов, попадающих в муфель через трещины.

Отрыв краски от изделия или "полет" краски в процессе обжига, происходит в результате нанесения краски толстым слоем. Потеки красок на изделиях результатом разъедения краски большим количеством скипидара или масла, чем это необходимо. Сухость краски на рисунках образуется в результате низкой температуры обжига, нанесения краски очень тонким слоем или недостаточною количества флюса в краске. Иногда имеют место случаи выхода некачественного рисунка после обжига в результате действия паров воды, попадающих в муфель из дымовых газов через трещины в стенах печи, от применения для перестилки печей необожженных плиток, а также паров влаги, выделяемых из стенок печи после ее ремонта.

Волосяные трещины – мелкие разрывы на поверхности рисунка, служащие причиной загрязнения и осыпания краски с черепка. Этот дефект – результат слишком толстого слоя краски или несоответствия количества флюса в краске. Чаще всего это бывает на легкоплавких красках. Вспучивание или вскипание красок происходит в результате быстрого подъема температуры при обжиге, особенно в тех случаях, когда в красках имеется избыток органических веществ (скипидар, канифоль). При быстром подъеме температуры происходит интенсивное выгорание органических веществ с образованием значительного количества газа, который не успевает быстро удалятся и вспучивает краску.

Сборка краски представляет собой дефекты в виде отделенных друг от друга пузырьков на рисунках. В обжиге краска как бы вскипает образуя пенообразные пузырьки, лопающиеся прикосновении руками. Причинами этого дефекта являются: излишек органики в красках, быстрый подъем температуры, плохая промывка изделия и недостаточная подсушка их, недоброкачественная декалькомания и неправильное ее хранение (пересушка), применение недоброкачественной олифы, дающей золу. Недожег красок на изделии получается при несоблюдении режима обжига. Краски получаются тусклыми, легко стираются.

Помарки и царапины на поверхности рисунка являются следствием небрежного отношения мастера к работе при нанесении красок, небрежной промывки декалькомании, недостаточной подсушке. Засорение рисунка и изделий происходит в результате попадания на них в обжиге шамотной пыли от перестилочных плиток, которые или плохо обожжены, или неочищены после обжига. Разнообразные по цвету надглазурные краски представляют собой смесь пигментов (оксиды железа, кобальта, меди и др. ) с флюсами (свинцовые, свинцовоборные силикаты). При обжиге (600 -800˚С) флюсы размягчаются и краска наплавляется на глазурь.

Внутриглазурные краски обжигают при 1200 – 1400˚С. При этом краски выплавляются или погружаются в глазурь, что обеспечивает их высокую механическую и химическую устойчивость. При синтезе и контроле качества глазурных покрытий весьма важно знать целый ряд показателей, определяющих их свойства. Плавкость глазури характеризуется тремя температурными точками, которые определяются с помощью нагревательного микроскопа типа МНО-2 на спрессованном из порошка глазури цилиндре.

Термический коэффициент линейного расширения (ТКЛР) является основным показателем, определяющим сочетание керамической основы и глазурного покрытия. По мнению исследователей ТКЛР керамики должен быть на 10*107 К-1 ниже, чем у покрытия. В таком случае глазурный слой будет находиться в состоянии сжатия, что обеспечивает улучшение термостойкости покрытия, так как предел прочности стекол на сжатие примерно в 10 раз выше, чем на растяжение. Чем ниже температура наплавления и чем короче цикл обжига покрытия, тем ТКЛР глазурного стекла должен быть меньше, чем у керамической основы. Белизна глазурных покрытий определяется с помощью спектрофотометров. Белизна покрытия является достаточно хорошей, если величина среднего коэффициента диффузного отражения превышает 75%.

Блеск глазурей устанавливается с помощью фотоблескометра ФБ-2 и зависит от состава к режима обжига глазурованного изделия. Резкое снижение блеска покрытий и появление матовости на отдельных участках глазурованной поверхности происходит за счет образования большого количества кратеров или наколов, а также кристаллизации на поверхности глазури различных новообразований (кристобалита, полевого шпата, волластонита, гипса, бората кальция и др. ). Цекоустойчивость глазурного покрытия является важной характеристикой и определяется показателями термической устойчивости. Термостойкость определяют по методу Харкорта, согласно которому плитки последовательно нагревают в сушильном шкафу до 150 °С и охлаждают в воде при температуре 20 ˚С.

Влажностное расширение плиток определяют автоклавным методом при давлении 0, 5 МПа в течение 5 часов. Установлено, что влажностное расширение плиток должно быть не более 0, 1% (лучше не более 0, 07%) для обеспечения их цекоустойчивости. Структуру глазурного покрытия исследуют при помощи электронного микроскопа. Определяют характер расположения и размеры кристаллов, особенности ликвационных неоднородностей. Фазовый состав новообразований определяют рентгенографическим методом. При нарушении газового и температурного режимов обжига возникают дефекты черепка и глазури: пятнистость; деформация; трещины; пузыри и прыщи; мушка; матовость; наколы; плешины глазури и др.