При увеличении толщины изделия на 0,5 мм механическая прочность возрастает на 12- 17 %. Изделия из массы с повышенным содержанием глинистых материалов (50- 54 %) имеют более высокую механическую прочность. На механическую прочность черепка влияет степень дисперсности зерен кварца: чем тоньше помол, тем выше прочность за счет уменьшения пористости.
При нормальных условиях керамические материалы характеризуются малыми упругими деформациями и высокой хрупкостью. Если керамические материалы хорошо противостоят сжатию и сдвигам - значительно хуже, а ударному изгибу - недостаточно.
Независимо от прочностных показателей для всех тонкокерамических изделий при нормальной температуре типичен хрупкий характер разрушения. Пластическая деформация, предшествующая разрушению, почти полностью отсутствует, и разрушение происходит мгновенно.
Предел прочности при сжатии и изгибе - это максимальное сжимающее напряжение, которое выдерживает образец до разрушения.
Предел прочности при изгибе - это разрушающий изгибающий момент, отнесенный к сопротивлению образца. Он является основным показателем связующей способности, механической прочности и термостойкости керамического сырья, масс и изделий.
Керамические изделия хозяйственно-бытового назначения не испытывают на прочность при растяжении, кручении и сдвиге, так как условия эксплуатации посуды этого не требуют.
Предел прочности при ударе является важным показателем эксплуатационных свойств керамической посуды. Он характеризует способность материала изделий не разрушаться и не давать трещин при воздействии на него ударной изгибающий нагрузки.
Твердость характеризует прочность поверхностных слоев материала. Она определяет способность материала сопротивляться внедрению в него более твердого материала (обычно алмаз или стального шарика d~ 1,5 мм при определении по методу Бринелля).
Истираемость керамики - свойство материала уменьшать свою массу из-за потери его частиц с поверхности при истирании. Коэффициент истирания (г/см2) определяется отношением потери массы образца после истирания к площади истирания.
Глазурь хорошо сопротивляется истиранию и предохраняет керамическую массу изделий. Однако при длительной эксплуатации керамической посуды глазурь изнашивается от воздействия металлических предметов (вилок, ложек и др.).
Из тепло-физических свойств для керамической посуды важнейшими являются: теплоемкость, термостойкость, теплопроводность и термическое расширение обожженной керамической массы и глазури.
Теплоемкость керамики - способность материала поглощать тепловую энергию при нагревании. Теплоемкость твердого фарфора при t= 200- 400 °С составляет 0,84- 1,09 кДж/ кг К.
Термостойкость керамики - способность материала, не разрушаясь и не снижая прочности, выдерживать резкие многократные значительные колебания температуры (тепловые удары). При тепловом ударе материал разрушается под действием термических напряжений, возникающих как результат различных коэффициентов линейного термического расширения структурных элементов керамической массы. Термостойкость фаянсовой посуды должна быть не менее 145 °С.
Подобно механической прочности, термостойкость обусловливает назначение и долговечность изделий.
Теплопроводность керамики - способность материала передавать тепло от одной своей поверхности к другой. Теплопроводность твердого фаянса равна 1,04- 1,62 Вт / (М*К).
Термическое расширение керамики - это изменение линейных или объемных размеров керамических изделий при нагревании. При расчете состава керамических масс и глазурей одним из основных требований является соответствие их коэффициентов линейного термического расширения.
Эргономические свойства
Эргономические свойства включают в себя показатели гигиеничности и удобства пользования изделием.
Гигиеничность характеризуется отсутствием вредных веществ (соединений свинца, цинка, кадмия и др.).
Удобство пользования характеризуется показателем соответствия массы изделия силовым возможностям человека, его конструкции - размерам и форме руки человека.
Характеризует эргономику также допустимый угол наклона изделия до выпадения крышки, показатель сливной способности, а также параметр шероховатости неглазурованных частей изделия. Показатели удобства пользования обычно оценивают Экспертным методом в баллах.
Эстетические свойства
Эстетические свойства керамических изделий характеризуются белизной, просвечиваемостью, блеском заглазурованной поверхности, совершенством формы, декора и их соответствием современному стилю, целостностью композиции, а также совершенством производственного исполнения изделий.
Белизна черепка - важный показатель эстетических свойств фарфоро-фаянсовых изделий. Зависит главным образом от содержания в сырье и керамических массах красящих оксидов (Fe2 Оз, Ti О2 и др.), а также от режима и среды в печи при обжиге. Исходные материалы очищают от окрашивающих примесей. Если окись железа находится в массе в виде мельчайших частиц, то на изделиях могут появиться темные рассредоточенные точки- мушки, которые снижают белизну и ухудшают внешний вид изделий. Крупные включения окиси железа при обжиге выплавляются, оставляя темное пятно или сквозное отверстие.
Химическая безопасность
Нормативно-технической документацией определяется предельное содержание в товаре токсичных веществ. Так, внутренние поверхности полых и плоских изделий из фарфора, фаянса и майолики, соприкасающиеся с пищевыми продуктами, не должны выделять свинец, кадмий, более:
•для плоских изделий: свинец -1,7 мг/дм , кадмий - 0,7мг/дм ;
•для полых изделий мелких и средних свинец - 5,0 мг/дм , кадмий -0,5мг/дм ;
•для полых изделий крупных: свинец - 2,5 мг/дм3, кадмий - 0,25 мг/дм3 Химическая безопасность изделий из фарфора характеризуется также кислотостойкостью.
Надежность в потреблении
Важным требованием к керамическим изделиям бытового назначения являются
долговечность и сохраняемость. Долговечность изделий зависят от физического и морального износа, который обусловлен как особенностями строения черепка и конструктивного решения, так и ухудшением утилитарных и эстетических свойств. При этом под сохраняемостью изделий понимают, прежде всего, сохраняемость их утилитарных и эстетических свойств в том виде, какой они имели при выпуске с производства. Она имеет также важное значение при транспортировании и хранении изделий.
Особое внимание при оценке качества керамических изделий уделяют наличию, размерам, расположению и количеству дефектов.
Керамические изделия по форме, размерам, декорированию, белизне, механической прочности, термической и химической стойкости, водопоглощению, просвечиваемости и цвету должны соответствовать предъявляемым к ним требованиям и установленным нормативам. [18]
1.3 Методы оценки показателей качества фаянсовых изделий
Фаянсовые изделия должны быть изготовлены в соответствии с ГОСТ 28391-89 «Изделия фаянсовые. Технические условия» по технологическому режиму и образцами-эталонами, утвержденными в установленном порядке. Изделия должны быть правильной формы, соответствующей вместимости (размеров), с черепком определенной толщины, устойчивыми на ровной поверхности.
Фаянсовая посуда должна иметь белый черепок (для фаянсовой посуды допускается голубоватый или желтоватый оттенок), покрытый бесцветной прозрачной глазурью. Ручки и ножки должны быть прикреплены к изделиям правильно и прочно, края изделий — тщательно отшлифованы и отполированы. Крышки ваз, кувшинов и других изделий должны соответствовать им по фасону, оттенку и разделкам. Художественно-декоративные изделия должны иметь тщательную отделку без дефектов, влияющих на прочность и внешний вид.
Фаянсовую посуду по качеству подразделяют на изделия 1,2 и 3-го сортов. При определении сорта учитывают вид дефекта, его размеры, местонахождение (на лицевой или оборотной стороне, на ножке), а также размер изделия.
Дефекты фарфоровых и фаянсовых изделий подразделяют на физико-механические (черепка и глазури) и дефекты декорирования.
К дефектам черепка относятся деформация, неправильное монтирование приставных деталей, подрыв приставных деталей, заглазурованные односторонние трещины, недостаточная белизна черепка и др.
Деформация — нарушение правильности формы всего изделия или его части. Допускается в определенных для изделий каждого сорта пределах.
Неправильное монтирование приставных деталей выражается в неправильном прикреплении (косо или неверно по высоте) ручек, ножек, носиков и в неправильном подборе крышек.
Подрыв приставных деталей — сквозные или несквозные трещины в месте приклейки деталей, видимые под слоем глазури.
Заглазурованные односторонние трещины чаще всего встречаются на дне изделия или около ручек. Этот дефект влияет на механическую прочность изделий.
Недостаточная белизна черепка—черепок имеет желтые, серые или голубые оттенки. Этот дефект возникает вследствие низкого качества сырья и неправильного обжига изделий.
Прыщи — плотные вздутия на поверхности черепка, пузыри — полые вздутия;
возникают в результате образования при обжиге газообразных веществ, могут раздавливаться.
Слипыш появляется на изделиях, которые соприкасаются во время обжига.
Отколы—механические повреждения. Допускаются в определенном количестве и размере, заглазурованные или заполированные.
Мушки — точки темного цвета, образующиеся при обжиге вследствие попадания в массу окислов железа. Допускаются на изделиях в ограниченном количестве.
К дефектам глазирования относятся натеки глазури, волнистость, сборка глазури, наколы глазури и др. Натеки глазури—местное утолщение глазури с изменением ее оттенка, чаще всего на краях изделий. Этот дефект не только ухудшает внешний вид изделий, но и снижает их термостойкость.