Керамические вазы, горшки, чайные наборы, подсвечники, тарелки, свистки и даже музыкальные инструменты – все это можно создавать самостоятельно.

Чтобы научиться делать керамику своими руками, главное – желание. Перед тем как стать керамистом, попробуйте слепить из глины простейшую безделушку, и вы поймете, стоит ли тратить деньги на покупку оборудования для работы. Если что-то не получилось – не беда, размочите брак и сделайте из него новую фигуру, до запекания изделие можно видоизменять бесконечно.

Из чего делают керамику и где взять материалы для работы

Керамика – это обожженная глина, которая и является главным материалом в работе керамиста. В отличие от , натуральная имеет природное происхождение, ее добывают из недр земли, не подвергая химической и другим видам обработки.

Опытные мастера в целях экономии добывают и готовят сырье самостоятельно. Этот процесс включает несколько этапов и вряд ли заслуживает внимания, если вы только начинаете свой путь и живете в городе.

Глина для изготовления керамики должна быть жирной и без вкраплений камешков и прочего мусора, иначе поделка растрескается в процессе запекания. Готовую массу хранят при определенных условия влажности.

Натуральная глина бывает разных видов :

• Белая – наиболее распространенная, изначально имеет сероватый оттенок, а после термической обработки обретает приятный оттенок слоновой кости.
• Красная – содержит оксид железа, придающий сырью зеленоватый тон. Основной цвет сырца – коричневый, после обжига изделия становятся красными. Хорошо поддается лепке, не крошится, идеальна для скульптур и крупных изделий.
• Фарфоровая – серая в сыром виде и белая после запекания.
• Голубая – чаще используется в косметологии и народной медицине.
• Черная или темно-коричневая керамическая масса – самая твердая глина, приобретающая оттенок слоновой кости после обработки в печи.

Также глины для керамики классифицируют по температуре обработки на легкоплавкие, среднеплавкие, тугоплавкие.

Удобнее всего покупать готовую гончарную глину, ориентируясь на размер фракции, цвет после обжига при разных температурах и другие характеристики и качественные показатели. Стоимость зависит от производителя, фасовки, фактуры. Есть уже готовые массы с добавками для облечения разных задач – лепки, формовки, гончарного круга.

Помимо глины, нужны глазури и эмали для покрытия изделий, пигменты для придания сделанной своими руками керамике нужного оттенка, специальные добавки для улучшения свойств и температурной обработки.

Для склеивания деталей используют шликерную массу – своеобразный клей из разведенной глины. Если просто соединить элементы, они могут отвалиться при нагреве. Все это продается в специализированных магазинах для керамистов.

Способы изготовления керамических изделий

Существует несколько способов превращения глиняной массы в красивое керамическое изделие.

Лепка – самый доступный способ изготовления изделий из керамики своими руками в домашних условиях. Сувениры, скульптуры, посуду, игрушки или другие поделки лепят руками, словно из пластилина, помогая себе специальными стеками или подручными приспособлениями.

Гончарное дело требует наличия вращающегося круга. С помощью этого древнего ремесла и сегодня создают вазы, кувшины, горшки, тарелки, чашки.

Отминка – наиболее простой вариант изготовления керамики для начинающих. В работе используют гипсовую форму, в которую выкладывают мягкую глину, а после застывания извлекают фигурное изделие. Гипсовые формы привлекательны тем, что впитывают излишнюю влагу, помогая глиняному изделию отвердеть и просохнуть.

Литье – здесь тоже используют формы, но другого плана. Разведенную глину разливают по формам, высушивают заготовки, извлекают и раскрашивают.

Глиняная поделка обретает прочность только после обжига – обработки в гончарных печах при температуре от 900 до 1300 градусов. Готовые сувениры покрывают акриловыми красками или специальной стекловидной глазурью для керамики. В случае с глазурью требуется еще один обжиг после окрашивания.

Если хочется получить естественный оттенок, используют молочение – покрывают неокрашенную запеченную керамическую фигурку молоком в несколько слоев и еще раз запекают при более низких температурах.

Гончарная печь – виды и предпочтения

Раньше печи для обжига керамики представляли собой вырытые в земле горны и разогревались исключительно дровами. Современные гончарные печи бывают газовыми, электрическими и дровяными. Последние, как правило, изготавливаются собственноручно, они подходят для эксплуатации в частных домовладениях. В условия квартиры удобнее всего работать с электропечами, для больших объемов можно подобрать газовую.

В металлическом корпусе таких печей скрывается огнеупорный кирпич или другой материал, удерживающий тепло и не боящийся нагрева. Для отвода влаги предусмотрены вентиляционные отверстия, управление процессом обжига керамики осуществляется программным регулятором. Электрические гончарные печи – недешевое удовольствие. Цена зависит от производителя, объема, мощности.

В продаже есть модели с вертикальной и горизонтальной загрузкой и колпаковые. По типу расположения нагревательного элемента гончарные печи подразделяют на муфельные и камерные. В муфельных он находится вокруг емкости из огнеупорного материала (муфеля). В камерных нагреватель расположен внутри, что сокращает потери тепла и делает оборудование более экономичным.

Если немного постараться, можно сделать печь для обжига керамики в домашних условиях своими руками, взяв за основу огнеупорный кирпич и что-то для корпуса, например, старую стиральную машину.

Запекание – самый важный процесс, который не прощает ошибок. Иногда даже опытные мастера видят вместо ожидаемого шедевра негодный брак. Изделия никогда не достают сразу, они должны остыть в печи.

Как выбрать гончарный круг

Гончарные круги нужны для лепки круглых предметов, поэтому этот инструмент необязательно покупать сразу же. Если вы только осваиваете керамику, начинайте с лепки или отминки. Круги бывают с ручным, ножным и электрическим управлением.

Производство керамических изделий включает следующие основные операции: приготовление массы, формование изделий, сушку, обжиг и декорирование.

Материалы, применяемые для керамического производства, принято подразделять на основные и вспомогательные. К основным относятся материалы, идущие для приготовления керамических масс, глазурей, керамических красок; к вспомогательным — материалы, применяемые для изготовления гипсовых форм, капселей.

Приготовление керамической массы осуществляется последовательным выполнением ряда технологических процессов: очистки сырья от вредных минеральных включений, дробления, размола, просеивания через сита, дозирования и смешивания.

Формуют изделия из пластических и жидких (шликер) керамических масс. Изделия несложных форм (чашки, тарелки) формуют из пластической массы влажностью 24-26% в гипсовых формах с помощью стальных шаблонов на автоматах и полуавтоматах.

Способ литья из жидкой массы (шликера) влажностью 30-35% в гипсовые формы считается незаменимым в производстве керамических изделий, где сложность и разнообразие форм исключает использование других способов формования. Осуществляют литье ручным или автоматическим способами.

Обжиг — основной технологический процесс. В результате сложных физико-химических превращений, проходящих при высоких температурах, керамические изделия приобретают механическую прочность.

Обжиг проводят в два приема. Для фарфоровых изделий первый обжиг (утильный) происходит при температуре 900-950°С, а второй (политой) — при температуре 1320-1380°С. Для фаянсовых изделий первый обжиг проводится при температуре 1240-1280°С, а второй — при температуре 1140-1180°С. Используются печи двух видов: туннельные (непрерывного действия) и горны (периодического действия).

Декорирование изделий — завершающая стадия производства фарфоровых и фаянсовых изделий, заключающаяся в нанесении на белье (неокрашенный полуфабрикат) специальных разделок двумя методами: ручным и полумеханизированным.

Усик, отводка, лента представляют собой непрерывные круговые полоски (усик шириной 1 мм, отводка — от 1 до 3 мм, лента — от 4 до 10 мм).

Трафарет наносят аэрографом при помощи пластин из тонкой жести или фольги, имеющих вырезы, контуры которых соответствуют наносимому рисунку. Он может быть одноцветным и многоцветным.

Крытьё различают следующих видов: сплошное — все изделие покрыто равномерным слоем краски; полукрытье — изделие покрыто краской шириной от 20 мм и выше; нисходящее — краску накладывают с ослаблением тона к низу изделия; крытье с прочисткой — по сплошному крытью сделана прочистка рисунка; крытье с прочисткой и раскраской красками и золотом.

Печать наносят на изделие с печатного оттиска на бумаге, при этом получают графический однокрасочный рисунок, который обычно раскрашивают одной или более красками.

Штамп представляет собой наиболее простой способ декорирования. Рисунок наносят резиновым штампом. Чаще штампы наносят золотом.

Декалькомания (деколь) занимает основное место в декорировании изделий. Перенося рисунок на изделие при помощи переводной картинки, выполненной литографическим способом, в настоящее время применяют сдвижную деколь. На подкладочную бумагу крепят ацетилцеллюлозную пленку, на которой напечатан рисунок. При смачивании пленка с рисунком отделяется от бумаги и остается на изделии. В процессе муфельного обжига пленка сгорает, а краска сплавляется с поверхностью изделия.

Шелкография является перспективным способом украшения керамических изделий. Печатание рисунка производят через шелковую сетку, на которую накладывают трафарет. Декорируемое изделие подводят под шелковую сетку. Резиновый ролик с краской, проходя через сетку, продавливает ее в вырезы трафарета и таким образом рисунок переводят на изделие.

Живописные работы выполняют кисточкой или пером ручным способом. В зависимости от сложности живопись бывает простой и высокохудожественной.

Фотокерамика воспроизводит на изделии портреты знаменитых людей, виды городов, особенно эффектна она в цветном исполнении.

Свойства керамических товаров

Основными свойствами керамических изделий являются физические и химические. Свойства керамических изделий зависят как от состава применяемых масс, так и от технологических особенностей их производства.

К основным свойствам относятся объемная масса, белизна, просвечиваемость, механическая прочность, твердость, пористость, термическая стойкость, скорость распространения звуковых волн, химическая устойчивость.

Объемная масса фарфора равна 2,25-2,4 г/см³, а фаянса — 1,92-1,96 г/см³.

Белизна — способность материала отражать падающий на него свет. Особенно важна белизна для фарфоровых изделий. Белизна определяется визуально путем сравнения испытуемого образца с эталоном или с помощью электрического фотометра, а также на "Спеколе".

Просвечиваемость характерна для фарфора, который просвечивает при большой толщине изделия, так как имеет спекшийся черепок. Фаянсовые изделия не просвечивают из-за пористого черепка.

Механическая прочность — одно из важнейших свойств, от которого зависит долговечность изделия. Удельная механическая прочность, т. е. отношение приложенного усилия к единице толщины дна, определяется по методу свободного падения стального шарика по дну изделия. У фаянса она более высокая, чем у фарфора. Прочность на удар по методу маятника наоборот у фаянсовых изделий ниже, чем у фарфоровых.

Твердость глазурного слоя по минералогический шкале для фарфора составляет 6,5-7,5, а для фаянса — 5,5-6,5, микротвердость определяется вдавливанием алмазной пирамидки. Фарфоровые глазури считаются твердыми, майоликовые — мягкими, а фаянсовые относятся к средним.

Пористость определяют методом водопоглощения, которая у фарфора составляет 0,01-0,2%, а у фаянса — 9-12%.

Термическая стойкость характеризует способность изделия выдерживать резкие смены температур. Термическая стойкость фарфоровых изделий выше, чем у фаянсовых. Так, в соответствии с действующими ГОСТами 28390-89 и 28391-89 термостойкость фарфоровых изделий должна быть185°С, фаянсовых — от 125°С (для бесцветных глазурей) и 115°С (для цветных глазурей).

Скорость распространения звуковых волн для фарфоровых изделий в 3-4 раза выше, чем у фаянсовых, поэтому при ударе деревянной палочкой по краю фарфоровые изделия издают высокий звук, а фаянсовые — глухой.

Химическая устойчивость глазурей и керамических красок, применяемых для бытовых фарфоровых и фаянсовых изделий, должна быть высокой, так как при обработке слабыми кислотами и щелочами при обыкновенной температуре или при нагревании до 60-65°С они не должны разрушаться.

Классификация и ассортимент керамических товаров

Все керамические товары делят на изделия грубой и тонкой керамики. Изделия грубой керамики имеют неоднородную структуру черепка, различаемую невооруженным взглядом, кроме этого черепок имеет естественную окраску — от желтых до коричневых тонов.

Для изделий тонкой керамики характерен спекшийся мелкопористый черепок с однородной, плотной структурой.

Изделия тонкой керамики включают две группы:

• изделия со спекшимся в изломе черепком (твердый фарфор, мягкий, костяной и фриттовый фарфор, тонкокаменные изделия);
• изделия с пористым черепком (фаянс, майолика, полуфарфор).

Твердый фарфор характеризуется высокой механической прочностью, химической и термической устойчивостью. Наши заводы вырабатывают в основном фарфоровые изделия из твердого фарфора, который готовят из массы, содержащей 50% глинистых веществ, 25% полевого шпата и 25% кварца.

Мягкий фарфор имеет высокую просвечиваемость, но меньшую термическую и механическую прочность. Массы, применяемые в производстве мягкого фарфора, содержат 30% глинистых материалов, 30-36% полевого шпата и 20-45% кварца. Используют мягкий фарфор при изготовлении художественных изделий.

Костяной фарфор изготавливают из массы, в состав которой кроме обычных компонентов входит 20-60% костяной золы. Костяной фарфор характеризуется высокой просвечиваемостью, а также низкой механической и термической прочностью. Применяется для изготовления сувенирной посуды.

Фриттовый фарфор по своему составу напоминает стекло, так как не содержит глинистых материалов. Этот вид фарфора вследствие недостаточной твердости глазури и трудоемкости технологического процесса для изготовления посуды применяют редко.

Тонкокаменные изделия имеют окраску, зависящую от природных свойств глины (светло-серая, кремовая). Эти изделия обладают высокой термической устойчивостью. Изготавливают химическую тонкокаменную посуду, а также кружки, кофейные и чайные сервизы.

Майолика — разновидность фаянса, обладает высокой пористостью. Майоликовые изделия обычно покрывают цветной глазурью.

Полуфарфор по своим свойствам занимает среднее положение между фарфором и фаянсом и в основном идет на изготовление изделий санитарно-технического назначения. Полуфарфоровые изделия дешевле фарфоровых и выше по качеству, чем фаянсовые.

Керамические изделия подразделяются на посуду и художественно-декоративные изделия. В свою очередь посуда может быть столового, чайного и кофейного назначения.

Фарфоровые изделия по толщине стенки делят на обыкновенные с толщиной стенки 2,5 (чашка) — 4 мм и тонкостенные 1,4 (чашка) — 2,5 мм все остальные.

В зависимости от размера керамические изделия делят на мелкие и крупные.

По форме — на полые и плоские.

К плоским относятся блюдца, блюда, тарелки, селедочницы и др.; к полым — бокалы, чашки, кружки, пиалы, чайники, кофейники, сахарницы, кувшины и др.

В зависимости от наличия глазурного слоя различают фарфоровые изделия глазурованные и неглазурованные (бисквитные).

По комплектности изделия бывают штучные и комплектные (сервизы, гарнитуры, наборы). Особенностью изделий, входящих в комплект, является единство декоративного оформления, конструкции и формы.

По назначению ассортимент бытовых фарфоровых изделий делят на столовую, чайную, бытовую посуду и прочую.

Особо выделены художественно-декоративные изделия.

Ассортимент фаянсовых изделий проще и менее разнообразен, чем аналогичных фарфоровых. Значительную долю занимают плоские изделия (тарелки, миски, селедочницы др.). В ассортименте фаянсовых изделий отсутствуют чашки чайные, чайники, кофейники. В основном ассортимент фаянсовой посуды представлен изделиями столового назначения.

Ассортимент майоликовых изделий включает посуду и художественно-декоративные изделия. Для майоликовых изделий характерна разделка различными цветными глазурями (майоликовыми поливами) и подглазурными красками.

Оценка качества керамических товаров

Керамические товары должны быть прочными, удобными в пользовании, иметь красивый внешний вид. Их изготавливают в соответствии с образцами, утвержденными в установленном порядке. При оценке качества керамических товаров обращают внимание на показатели качества черепка, глазури и декорирования. В зависимости от внешнего вида, физико-технических показателей, характера, размера и количества дефектов посуда по действующим ГОСТам делится на I и II сорта.

Белизну, термическую стойкость, водопоглощение, кислотостойкость определяют по методикам, изложенным в ГОСТах.

Белизна фарфоровых изделий для I сорта должна быть не менее 64%, для II — 58%. Для фаянсовых изделий белизна не регламентируется.

Просвечиваемость характерна только для фарфоровых изделий, которые в слоях толщиной до 2,5 мм просвечивают. Механически прочными считаются фарфоровые и фаянсовые тарелки и блюдца, которые при пятидневном хранении их стопками (первые по 120 штук, а вторые по 100 и 150 штук) не разрушаются.

Наличие дефектов устанавливают при внешнем осмотре изделия. Все многообразие дефектов, встречающихся на керамических изделиях, делится на дефекты черепка и глазури и дефекты декорирования.

К дефектам черепка и глазури относят деформацию изделия, выбоины и щербины, заглазурованные односторонние трещины, плешины и сборку глазури, цек и волос (трещины глазурного слоя), мушку (темные точки на изделии), следы от полозков, гребенок, неправильность монтировки деталей изделия, подрыв приставных деталей и др.

К дефектам декорирования — пережог и недожог красок, сборку декалькомании, помарки краской надглазурные, отслоение краски и др.

По ГОСТу число допустимых дефектов не должно превышать для фарфоровых изделий для I сорта — 3, для II сорта — 6; для фаянсовых изделий соответственно — 3 и 6.

Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение керамических товаров

Каждое фарфоровое и фаянсовое изделие маркируют товарным знаком, который наносят на центр дна изделия керамической краской и закрепляют обжигом. Товарный знак должен быть четким.

При упаковке посуды применяют: тару потребительскую (коробки из картона, бумаги и комбинированных материалов); пачки из картона, бумаги и комбинированных материалов, пакеты бумажные и из комбинированных материалов, материалы вспомогательные (бумагу оберточную и прокладочную, картон гофрированный, термоусадочные материалы, пленку полиэтиленовую, полистирол, древесную стружку и др.); тару транспортную (ящики деревянные и ящики из гофрированного картона).

Чашки с блюдцами укладывают следующим способом: чашку вверх дном помещают на блюдце с лицевой стороны, предварительно переложенное бумагой, и обертывают бумагой. Затем формуют стопу, содержащую от двух до двенадцати изделий, которую также обертывают бумагой. Допустимо формование стоп, составленных отдельно из чашек и блюдец. Плоские изделия завертывают в бумагу через одно изделие, а затем в пакет по 25-40 штук. Укрупненный пакет перевязывают шпагатом или заклеивают бумажной лентой и наклеивают ярлык с указанием завода-производителя и его адреса, наименования изделия, количества изделий в пакете, сорта, даты упаковки, номера упаковщика и номера ГОСТа или ТУ. При упаковывании пакетов сервизов, наборов, гарнитуров укладывают изделия одного сорта и одного декоративного оформления: каждый предмет обертывают бумагой. Затем посуду укладывают в потребительскую и транспортную тару. Изделия сувенирного и подарочного назначения укладывают в коробки из гофрированного картона, на которые наклеивают художественно оформленные этикетки.

Посуду транспортируют всеми видами транспорта. В основном посуду перевозят в железнодорожных вагонах и контейнерах, пол которых выстилают древесной стружкой равномерным и плотным слоем. Ряды пакетов тоже прокладывают стружкой. На контейнерах и железнодорожных вагонах завод-изготовитель должен сделать надпись "Осторожно стекло".

Фарфоровые и фаянсовые изделия хранят в закрытых сухих помещениях на стеллажах. При этом более тяжелые изделия размещают на нижних стеллажах, легкие — на верхних. Тарелки можно хранить в стопках (фарфоровые по 120 штук, а фаянсовые по 100 штук).

Керамические изделия вследствие их разнообразия изготовляют разными технологическими приемами, но основные этапы их производства примерно одинаковы и состоят из добычи глины, подготовки массы для формования, формования сырца, сушки и обжига изделий.

Добыча глины, подготовка керамической массы и формование изделий.

В большинстве случаев глину добывают открытым способом, для чего используют одно- или многоковшовые экскаваторы, скреперы и другие механизмы. На завод глину доставляют рельсовым транспортом, автотранспортом, ленточными транспортерами, подвесными дорогами, люлечными конвейерами.

Карьерная глина обычно непригодна для получении изделий. Поэтому технология любого керамического изделия начинается с приготовления так называемой керамической, или рабочей, массы. Цель этой стадии производства - разрушить природную структуру глиняного сырья, удалить из него вредные примеси, крупные куски измельчить, а затем обеспечить равномерное смешивание всех компонентов с водой до получения однородной и удобоформуемой керамической массы. В зависимости pi вида изготовляемой продукции и свойств исходного сырья керамическую массу получают пластическим, полусухим и шликерным (мокрым) способами. В связи с этим выбирают и способ формования изделий - пластическое формование, полусухое или сухое прессование, литье.

При пластическом способе подготовки массы и формования исходные материалы при естественной влажности или предварительно высушенные смешивают друг с другом с добавкой воды до получения теста. Влажность получаемой массы колеблется от 15 до 25 % и более. Подготовленная глиняная масса поступает в формующий пресс, чаще всего в ленточный обычный или снабженный вакуум-камерой (3.3). Разрежение способствует удалению воздуха из глины и сближению ее частиц, что повышает однородность и формуемость массы и прочность сырца. Глиняный брус требуемого сечения, выходящий через мундштук пресса, разрезают резательным аппаратом на изделия (сырцовые изделия). Пластический способ подготовки массы и формования наиболее распространен при выпуске массовых материалов (кирпича сплошного и пустотелого, камней, черепицы, облицовочных плиток и т. п).

При полусухом способе подготовки сырьевые материалы вначале подсушивают, дробят, размалывают в порошок, а затем перемешивают и увлажняют водой или, что лучше, паром, так как при этом облегчается превращение глины в однородную массу, улучшаются ее набухаемость и формовочная способность. Керамическая масса представляет собой малопластичный пресспорошок с небольшой влажностью: 8..Л2 % при полусухом и 2...8 % (чаще 4...6%) при сухом способе формования. Поэтому изделия из таких масс формуют под большим давлением (15...40 МПа) на специальных автоматических прессах. Изделия после прессования иногда можно сразу обжигать без предварительной сушки, что ведет к ускорению производства, сокращению расхода топлива и удешевлению продукции. В отличие от пластического способа формования можно использовать малопла-стнчные глины, что расширяет сырьевую базу производства. Полусухим способом прессования изготовляют кирпич сплошной и пустотелый, облицовочные плитки, а сухим способом - плотные керамические изделия (плитки для полов, дорожный кирпич, материалы из фаянса и фарфора).

По шликерному способу исходные материалы предварительно измельчают и тщательно смешивают с большим количеством воды (влажность смеси до 40 %) до получения однородной текучей массы (шликера). Шликер используют непосредственно для изготовления изделий (способ литья) или для приготовления пресспорош-ка, высушивая его в распылительных башенных сушилках. Шликерный способ применяют в технологии фарфоровых и фаянсовых изделий, облицовочных плиток.

Сушка изделий .

Сушка - весьма ответственный этап технологии, так как трещины обычно возникают именно на этом этапе, а при обжиге они лишь окончательно выявляются. Обычно достаточным является высушивание сырца до остаточной влажности - 6...8%.

В процессе сушки продвижение влаги из толщи керамического изделия к наружным слоям происходит значительно медленнее, чем влагоотдача с поверхности, особенно это проявляется в ребрах и углах изделий. При этом возникает различная степень усадки внутренних и внешних слоев, а следовательно, создаются напряжения, которые могут привести к растрескиванию материала. Для предотвращения этого к жирным глинам прибавляют отощители, которые образуют жесткий скелет, препятствующий сближению глинистых частиц, увеличивают пористость изделия, что способствует продвижению воды из его внутренних слоев к наружным. Для уменьшения чувствительности глин к сушке применяют также паропрогрев и вакуумирование глин, используют некоторые органические вещества в малых дозах ЛСТ, дегтевые и битуминозные вещества и др. (см. гл. 5).

Прежде сырец сушили преимущественно в естественных условиях (в сушильных сараях). Естественная сушка, хотя и не требует затрат топлива, но в значительной степени зависит от погоды и длится очень долго (10... 20 сут). В настоящее время сушку сырца, как правило, производят искусственно в специальных сушилках периодического или непрерывного действия. В качестве теплоносителя используют дымовые газы обжигательных печей или горячий воздух из калориферов. Срок сушки сокращается до 2...3 сут, а иногда до нескольких часов.

Обжиг изделий .

Обжиг - важная и завершающая стадия технологического процесса керамических изделий. Суммарные затраты на обжиг достигают 35...40 % себестоимости товарной продукции. При обжиге сырца образуется искусственный каменный материал, который в отличие от глины не размывается водой и обладает относительно высокой прочностью. Это объясняется физико-химическими процессами, происходящими в глине под влиянием повышенных температур.

При нагреве сырых керамических изделий до 110 °С удаляется свободная вода и керамическая масса становится непластичной. Но если добавить воду, пластические свойства массы восстанавливаются. С повышением температуры до 500...700°С выгорают органические примеси и удаляется химически связанная вода, находящаяся в глинистых минералах и других соединениях керамической массы, а керамическая масса безвозвратно теряет свои пластические свойства. Затем происходит разложение глинистых минералов вплоть до полного распада кристаллической решетки и образования аморфной смеси АЬОз и SiO2. При дальнейшем нагреве до 1000°С вследствие реакций в твердой фазе возможно образование новых кристаллических силикатов, например силлиманита Al2O3-SiO2, и далее при 1200...1300°С переход его в муллит 3Al2O3-2SiO2. Одновременно с этим легкоплавкие соединения керамической массы и минералы плавни создают некоторое количество расплава (жидкой фазы). Расплав обволакивает нерасплавившиеся частицы, частично заполняет поры между ними и, обладая силой поверхностного натяжения, стягивает их, вызывая сближение и уплотнение. После остывания образуется камнеподобный черепок. Этот процесс называют спеканием. Результатом процесса спекания является уплотнение обжигаемого материала и, как следствие, уменьшение его открытой пористости.

Температурный интервал между огнеупорностью и началом спекания называют интервалом спекания глин (3.4). Интервал спекания зависит от состава глин. Чем он шире, тем меньше опасность деформации изделия при обжиге. Большинство легкоплавких глин имеет узкий интервал спекания. Обжиг изделий из них обычно ведут при температуре 900-1000 °С. Огнеупорные и тугоплавкие глины имеют большой интервал спекания (более 100°С) и применяются для получения изделий с плотным спекшимся черепком; обжигают их при 1150...1400 °С.

Для обжига керамических материалов используют специальные печи (кольцевые, туннельные, щелевые, роликовые и др.).

После обжига изделия охлаждают постепенно, чтобы предотвратить образование трещин.

Обожженные изделия могут различаться между собой как по степени обжига, так и по наличию внешних дефектов. После выгрузки из печи их сортируют с учетом ГОСТов.

Производство керамической посуды считается древним народным промыслом.

Несмотря на наличие самых разнообразных современных материалов, дающих возможность изготовлять аналогичные изделия, она не теряет своей актуальности и сейчас.

Связано это с отличными потребительскими характеристиками, а также с длительным сроком эксплуатации. Керамика является сравнительно хрупкой по сравнению с пластиком, но ее безопасность с экологической точки зрения и высокая теплопроводность успешно компенсируют этот недостаток.

Капиталовложения

В давние времена горшки из глины лепились практически в каждом селении. Начинающие предприниматели, которые хотят наладить собственное производство керамики, могут пойти как путём использования давних традиций, так и придумать что-то своё. Главным преимуществом данного вида деятельности является то, что для него не нужны существенные капиталовложения.

Дело в том, что для начала работы необходимы лишь умелые руки и сырье. Какое-либо специальное оборудование для производства керамической посуды не требуется – достаточно наличия печи для обжига и сушилки - за нее придется выложить больше всего. Её можно приобрести либо построить самостоятельно.

В первом случае придётся потратить порядка 50 тысяч рублей. Что касается изготовления печи, то ее можно заказать у какого-нибудь умельца, и это выйдет гораздо дешевле покупки готовой. Следует отметить, что они бывают двух типов – туннельные (имеют непрерывное действие) и горны (отличаются периодическим действием).

Сырье для производства

Изготовление керамической посуды требует применения основных и вспомогательных материалов. К первым из них относят сырье для подготовки керамических масс, краски и глазури, а ко вторым – вещества, необходимые для производства капселей и гипсовых форм. Но основным сырьем в данном случае является спекающаяся глина.

Кроме нее в состав будущих керамических изделий в виде добавки должен входить каолин, который служит регулятором свойств. Можно добавить осколки разбитых или неудавшихся предметов, кварцевый песок и шамот. Добавление глинозема, талька, карборунда и дунита позволит существенно повысить такие показатели как прочность, теплопроводность и термостойкость.

Получение гончарных навыков

Для того чтобы самостоятельно освоить начала мастерства по производству керамической посуды, достаточно записаться на курсы либо платные уроки, которые дают профессионалы. Для человека, который ничем подобным никогда не занимался, нужно посетить хотя бы несколько занятий. Как бы там ни было, потраченное время не пройдёт зря и в будущем вам не придется на своих ошибках познавать те простые истины, которые человечество придумало еще много веков назад.

Технологии изготовления

В настоящее время существует далеко не одна технология производства глиняной посуды. Чаще всего способы выполнения работ различаются между собой временем обжига, наличием добавок и отделкой готовых изделий. Понять разницу между ними можно только после того, как на практике опробуете каждый из них.

Основные операции

Производство керамической посуды состоит из нескольких этапов: подготовка глиняной массы, формовка, сушка, обжиг и украшение готовых изделий. На первой стадии необходимо очистить сырье от всевозможных минеральных добавок, после чего раздробить его, размолоть и просеять при помощи специального сита. Далее приступаем к формованию будущего изделия. Масса может быть любой - пластичной либо жидкой.

Преимущество первой заключается в том, что она даёт возможность производить изделия разных размеров. Что касается второго способа, то литье в гипсовые формы выполняется из жидкой массы, которую еще называют шликером. Влажность ее не менее 35%. Он применяется при условии высокой сложности, когда не подходит какой-либо другой способ.

Как только будущие керамические изделия предварительно подсушатся, к ним необходимо будет прикрепить ручки, носики и другие элементы при помощи клеевой смеси шликера с декстрином.

Производство керамики предусматривает сушку, которая позволит обеспечить механическую прочность и устойчивость к размоканию. Следует отметить, что сушка производится при температуре около 80 о С в сушилках.

Заданные физико-технические характеристики посуда приобретает во время обжига. Кроме этого, он позволяет закрепить на поверхности декор и глазурь. Как правило, обжигают два раза, а при условии нанесения на глазурь росписи – три. На завершающей стадии выполняется ручное либо полумеханизированное декорирование.

Виды изделий

Такое понятие, как керамическая продукция, является довольно обширным. Кроме посуды сюда относятся разнообразные бытовые предметы (вазы, цветочные горшки), сувениры, украшения, игрушки, строительные материалы и так далее. Исходя из этого, при производстве изделий можно использовать самые разные виды глины. Для того чтоб понять, какая именно продукция будет востребована, желательно предварительно пройтись по торговым точкам, через которые планируется организовать их сбыт.

Реализация продукции

Производство керамической посуды не оправдает себя, если не наладить ее сбыт. В том случае, если нет возможности открыть собственный магазин, изделия нужно предлагать в чужих лавках и торговых точках сувениров и посуды на рынках. Несмотря на наличие аналогичной пластиковой продукции, покупатели часто отдают предпочтение более надёжной керамике. В связи с этим многие предприниматели согласятся взять на реализацию такую посуду.

Как бы там ни было, целесообразнее выглядит открытие своего магазина, ведь это позволит существенно увеличить доход. Следует отметить, что для организации такой предпринимательской деятельности как производство керамической посуды и ее реализация, необходимо зарегистрироваться в органах налогообложения и получить статус частного предпринимателя либо юридического лица.

Помимо всего прочего сбыт посуды можно организовать через интернет-сайт. Преимуществом этого варианта является возможность экономии на аренде помещения под магазин и работа напрямую непосредственно с клиентами. Не стоит забывать и о том, что в этом случае потребители могут заказать изделия по индивидуальному проекту с оригинальной росписью, поэтому нет необходимости ждать, пока то или иное изделие кто-то купит.

Диверсификация прибыли

Одним из основных способов увеличить финансовые доходы от производства керамической посуды является увеличение ассортимента.

Несмотря на то что сейчас она массово производится в промышленных объёмах, существует большое количество ценителей ручной работы.

Ещё одно интересное направление – это работа со специалистами по ландшафтному дизайну. Дело в том, что в последнее время очень популярны всевозможные керамические элементы декора, которые устанавливаются во дворах загородных домов, дач и ресторанов. К ним можно отнести декоративные фонари, фигурки животных, большие цветочные вазы и тому подобное – всё зависит только от фантазии.

Керамическими называют каменные изделия, получаемые из минерального сырья путем формования и обжига его при высокой температуре.

Классификация керамических изделий.

По основным технологическим видам различают следующие разновидности керамики:

Терракота – неглазурованная однотонная естественно окрашенная керамика от кремового до красно – коричневого цвета с пористым черепком (стеновые материалы, архитектурные детали, облицовочные плитки и т.д.)

Майолика – керамика из цветной обожженной глины с крупнопористым черепком, покрытая глазурью (изразцы, скульптура и др.)

Фаянс – твердый керамический материал обычно белого цвета с мелкопористым черепком, покрытым глазурью (санитарно-техническая керамика, посуда, облицовочные плитки и др.)

Фарфор – плотный керамический водонепроницаемый материал белого цвета (санитарно-техническая керамика, посуда, плитки и др.)

В зависимости от их структуры керамические изделия подразделяются на пористые и плотные. Пористые поглощают более 5% воды по массе, плотные – менее 5% воды по массе.

По назначению керамические изделия подразделяются на: стеновые, кровельные, облицовочные, заполнители для легких бетонов, теплоизоляционные изделия, санитарно-технические изделия, плитка для пола, дорожный кирпич, изделия для подземных коммуникаций, кислотоупорная и огнеупорная керамика.

Сырьевые материалы для производства керамики

Глинистые материалы. Важнейшими сырьевыми материалами для про-

изводства керамики являются глины. Под ними понимают природные водные алюмосиликаты общей формулой Аl 2 O 3 ·SiO 2 ·nH 2 Oс разными примесями, способные при замешивании с водой образовывать пластичное тесто, которое после обжига необратимо переходит в камнеподобное состояние.

Глины состоят из нескольких алюмосиликатов. К ним относятся:

Каолинит – Аl 2 O 3 ·4SiO 2 ·2H 2 O

Монтмориллонит - Аl 2 O 3 ·4SiO 2 ·nH 2 O

Галлуазит - Аl 2 O 3 ·2SiO 2 ·4H 2 O.

Кристаллическая решетка глинистых минералов имеет пластинчатое строение, и это обусловливает свободное перемещение отдельных частиц глины при затворении водой. Этим объясняется их пластичность.

Свойства этих минералов связаны со строением их кристаллической решетки. У каолинита она более плотная, у монтмориллонита – самая неплотная, очень подвижная. Если глина содержит в основном каолинит – ее называют каолином (в переводе с китайского языка – белая гора). Это малопластичная беложгущаяся глина. Если глина содержит в основном монтмориллонит, она называется бентонитом. Бентониты – это высокопластичные глины. Пластичность глин, кроме минерального состава, определяется величиной и количеством тонких частиц (менее 0,005 мм). В высокопластичных глинах таких частиц содержится ~80-90%.

В качестве примесей в глины входят различные вещества – кварц, слюда, полевые шпаты, песок, оксиды и гидроксиды железа и других металлов и т.п. Примеси оказывают влияние на свойства глин, а также определяют цвет керамики. В зависимости от примесей глины могут иметь различный цвет от белого (чистые каолиновые глины) до черного цвета из-за примесей органических соединений. Часто встречающаяся примесь оксидов железа придает глинам коричнево-красный цвет, а гидроксидов железа – бурый цвет.

Свойства глин . Важным свойством глин является пластичность. Пластичностью глины называют ее свойство во влажном состоянии принимать под влиянием внешнего воздействия желаемую форму без образования разрывов и трещин и сохранять ее при сушке и обжиге. Она зависит от минерального состава глин, от наличия примесей и от количества воды, взятой для приготовления глиняной массы.

Другим важным свойством глин является усадка. Усадка – это уменьшение линейных размеров и объема глиняного сырца при его сушке (воздушная усадка) и обжиге (огневая усадка). Воздушная усадка происходит при сушке отформованных изделий за счет удаления физически связанной воды и сближении частиц глины. Огневая усадка происходит при обжиге керамических изделий за счет спекания, расплавления легкоплавких составляющих глин и сближении твердых частиц. Усадка выражается в процентах от первоначального размера изделия. Воздушная усадка составляет 10-15%. Огневая усадка составляет 2-8%. Полная усадка представляет собой сумму воздушной и огневой усадки.

Характерным свойством глин является их способность при обжиге превращаться в каменный материал. При температуре выше 100 о С из глиняной массы начинает испаряться свободная вода, дальнейшее повышение приводит к выгоранию добавок, повышающих пористость керамики. В интервале температур 450-700 о С происходит разложение кристаллогидратов, из глинистых минералов испаряется химически связанная вода. При этом необратимо теряется пластичность глин. При температурах 900-1000 о С происходит расплавление легкоплавких составляющих глин и образование новой фазы – муллита 3Аl 2 O 3* 2SiO 2 , придающей керамике прочность.

Отощающие добавки. Они вводятся в состав керамической массы для по-

нижения пластичности и уменьшения воздушной и огневой усадки глин. В качестве отощающих добавок в зависимости от вида керамики используют следующие вещества:

Для высококачественной керамики шамот – зернистый керамический материал, получаемый обжигом измельченной глины при температуре обжига керамики – 900 –1000 о, а также дегидратированную глину, обжигаемую при температуре 700 – 750 о.

Для рядовой керамики используют песок и гранулированные шлаки.

Порообразующие добавки. Они вводятся для повышения пористости кера-

мического черепка и улучшения спекаемости глин. К ним относятся выгорающие добавки и газовыделяющие вещества.

Выгорающие добавки (опилки, бурые угли, золы и др.) сгорают при обжиге керамики, оставляя после себя пустоты (поры).

Газовыделяющие добавки при обжиге диссоциируют с выделением газа, например, карбонатные породы (мел, доломит, известняк) разлагаются с выделением углекислого газа СО 2 , пузырьки которого образуют поры в керамическом изделии.

Пластифицирующие добавки. Пластифицирущие добавки вводятся для повышения пластичности глин. К ним относятся высокопластичные глины (бентониты), а также поверхностно-активные вещества – сульфитно-дрожжевая бражка СДБ (отход производства целлюлозы).

Декорирующие составы. Для отделки поверхности керамических изделий используют глазури, ангобы и торкретирующие составы.

Глазури представляют собой минеральные стекла, используемые для поверхностного покрытия керамических изделий. Главными сырьевыми компонентами глазурей являются полевой шпат, кварцевый песок, каолин, соли щелочных и щелочноземельных металлов, бура и др. Глазури наносятся на керамику после формования, закрепляются на поверхности керамических изделий в процессе обжига, образуя блестящую пленку, цветную или бесцветную, прозрачную или непрозрачную (глухую).

Ангобы представляют собой красочные составы из белой или цветной глины. Они наносятся тонким слоем на поверхность еще не обожженной керамики. При обжиге ангоб не плавится, поэтому цветная поверхность получается матовой.

Торкретирующие составы наносят на поверхность керамического изделия с помощью пескоструйных аппаратов. Они состоят из окрашенного песка, минеральной крошки из стекла, мрамора, фарфора и др. Окрашенная поверхность керамического изделия приобретает зернистую фактуру.

Общая схема производства керамических изделий

Производство керамических изделий включает следующие этапы: карьерные работы, механическую обработку глиняной массы, формование изделий, их сушку, обжиг и декорирование поверхности.

Карьерные работы. Они включают добычу глины в открытых карьерах, транспортирование ее на заводы по производству керамических изделий и хранение промежуточного запаса глины. При хранении происходит т.н. вылеживание глины – технологическая операция, в результате которой, под действием переменной температуры и влажности, глиняные частицы распадаются на более мелкие агрегаты.

Механическая обработка глиняной массы. . Она осуществляется с помощью глинообрабатывающих машин и имеет целью выделение или измельчение каменистых включений, гомогенизацию керамической массы и введение необходимых добавок.

Выделение каменистых включений из глины осуществляют, пропуская ее через винтовые камневыделительные вальцы или применяя другие специализированные машины. Практически полного выделения камней из глины можно добиться гидравлическим обогащением. Глину распускают в глиноболтушках, а затем пропускают через сито и обезвоживают. Измельчение глины производят после выделения каменистых включений. После измельчения глину с необходимым количеством воды и добавками проминают в специальных глиномялках, представляющих собой цилиндрическую конструкцию, в центре которой вращается вал с лопастями. В результате получают однородную (гомогенную) керамическую массу.

Формование керамических изделий. Задачей формования является придание глиняной массе геометрической формы и размеров будущего изделия. В результате образуется заготовка керамического изделия – сырец. Формование производят тремя способами:

Пластическое формование. Изделия стеновой керамики формуют из пластичных (с влажностью 18 – 28%) глиняных масс на ленточных шнековых прессах, которые могут быть вакуумными и безвакуумными при давлениях до 7 МПа;

Полусухое прессование. Оно производится в пресс-формах на одно или несколько керамических изделий. Керамические изделия формуются на гидравлических или механических прессах способом полусухого прессования под давлением 15 – 40 МПа из керамических пресс – порошков с влажностью 8 – 12%.

Способ литья (или шликерный). Этим способом изготавливаются в основном тонкие глазурованные плитки на конвейерных автоматизированных линиях, а также изделия сложной конфигурации (например, санитарно-техничес-кая керамика). При производстве плитки сырьевая масса с влажностью 40 – 60% разливается на керамические пористые поддоны и покрывается глазурным слоем. Двигаясь по конвейеру, керамическая масса быстро подсыхает на пористом поддоне и поступает сначала на зачистное, а затем на режущее устройство, разрезающее подсохшую массу на плитки заданного размера. При производстве сложных керамических изделий используют гипсовые формы.

Сушка сырца. Формовочная влажность изделий, изготовленных различными методами формования, различна. Перед обжигом изделие надо высушить до содержания влаги не более 5% во избежание неравномерной усадки и растрескивания при обжиге. Сушку проводят в туннельных сушилках, в которых по принципу противотока сырец движется навстречу потоку горячего воздуха или дымовых газов. Сушка протекает приt о = 120-150 о С в течении 16-36 часов. На современных автоматических заводах используют туннельные щелевые сушилки, в которых время сушки сокращается до 5-7 часов.

Обжиг изделий. Обжиг является важнейшим и завершающим этапом производства изделий строительной керамики. Для обжига используют кольцевые и туннельные печи. В кольцевых печах обжиг продолжается в течение 1,5 –3 суток, в туннельных печах от 18 до 24 часов, проходя зоны подогрева, обжига и охлаждения. Максимальная температура обжига составляет:

Для кирпича и камней керамических – 950 - 1100 о С;

Для облицовочной керамики - 1000 - 1200 о С;

Для санитарно-технической керамики - 1150 - 1300 о С;

Для кислотоупорной керамики - 1200 - 1300 о С;

Для огнеупорной керамики - 1350 - 2000 о С;

Декорирование изделий . Оно происходит либо в процессе формования (нанесение рельефной структуры на лицевую поверхность, торкретирование, ангобирование), либо после сушки или после обжига изделий (глазурование, окрашивание специальными красками). Поверхностное окрашивание осуществляется подглазурными и надглазурными красками. Подглазурные краски наносятся на неглазурованные изделия, которые покрываются глазурью и обжигаются. Надглазурные краски наносятся на глазурованные обожженные изделия и закрепляются последующим обжигом. Краски наносят различными способами: распылением с применением трафарета или без него, с помощью переводных рисунков, сериографией (продавливанием через сетку-трафарет цветных мастик с последующим их глазурованием и обжигом).

---