регистрация /  вход

Технология производства фарфоровой и фаянсовой посуды (стр. 1 из 12)

Курсовая работа

по дисциплине: "Материаловедение"

на тему: "Технология производства фарфоровой и фаянсовой посуды"


Содержание

Введение

Раздел 1. Материалы керамического производства и их влияние на качество изделий

1.1 Характеристика материалов для черепка и их влияние на качество изделий

1.2 Материалы, применяемые в производстве глазури

1.3 Материалы для декорирования фарфоровой и фаянсовой посуды

Раздел 2. Характеристика этапов производства фарфоровой и фаянсовой посуды

2.1 Расчет керамических масс по рациональным составам компонентов

2.2 Подготовка пластических масс и литейных шликеров

2.3 Характеристика основных способов формования фарфоровой и фаянсовой посуды

2.4 Влияние процессов сушки изделий на их качество

2.5 Обжиг изделий: режимы и сущность процессов

2.6 Характеристика процессов декорирования изделий

Заключение

Список использованной литературы


Введение

Тема моей курсовой работы - "Технология производства фарфоровой и фаянсовой посуды". Актуальность работы заключается в том, что в настоящее время методы производства фарфорофаянсовых изделий совершенствуются, проводится интенсификация производственных процессов на основе более широкого применения достижений физики и химии и специалисту необходимо следить за развитием современных технологий производства.

Цель данной работы – рассмотреть основные этапы производства фарфоровой и фаянсовой посуды.

Для решения поставленной цели в работе рассмотрены следующие задачи:

1. Охарактеризовать материалы, применяемые в производстве черепка, глазури и материалы для декорирования изделий и рассмотреть их влияние на качество готовых изделий;

2. Рассмотреть процессы подготовки пластических масс и литейных шликеров;

3. Дать характеристику основных способов формования, сушки, обжига и декорирования фарфоровой и фаянсовой посуды.

Курсовая работа логически разделена на две главы, в каждой из которых представлен определенный аспект исследуемой темы. В первой главе рассмотрены материалы керамического производства и их влияние на качество изделий. Вторая глава посвящена характеристике этапов производства фарфоровой и фаянсовой посуды.


Раздел 1. Материалы керамического производства и их влияние на качество изделий

1.1 Характеристика материалов для черепка и их влияние на качество изделий

керамический глазурь шликер сушка

Сырьевые материалы, используемые для изготовления фарфоровых и фаянсовых изделий, подразделяются на пластичные и непластичные (отощающие и плавни).

К пластичным материалам относятся: глины, каолины и бентониты. Эти материалы в соединении с определенным количеством воды образуют пластичную массу, а после обжига приобретают прочность камня.

К отощающим материалам относятся: кварцевый песок, молотый кварц, молотый бой неглазурированных изделий, прошедших обжиг (шамот), дегидратированная глина (обоженная на температуру 600-750°С). Количество отощающих материалов влияет на пластичность масс и препятствует сокращению размеров изделий при сушке и обжиге.

К плавным относятся материалы, которые при максимальной температуре обжига или плавятся и переходят в расплав, или образуют с другими материалами массы силикаты (расплавы), способствующие образованию прочного материала. От количества образующегося расплава зависит степень спекания материала. Плавнями являются полевые шпаты (альбит, ортоклаз, анортит), кварц-полевошпатовое сырье, пегматиты, сиениты и др.

К глинистым материалам относятся глины, каолины и бентониты. Глины и каолины - природные материалы полиминерального состава, образовавшиеся в результате разрушения (выветривания) алюмосиликатных горных пород (полевых шпатов, пегматитов, гранитов и др.).

К важнейшим глинистым минералам относятся: каолинит - Аl2 О3 •2SiO2 •2Н2 О, монтмориллонит - (Са, Mg)O•Аl2 О3 •4 - 5SiO2 •xН2 О, гидрослюда (иллит) - К2 О•MgO•4Аl2 О3 •7SiO2 •2Н2 О и др.

Глины, состоящие преимущественно из каолинита или минералов каолинитовой группы, называются каолинами. Они имеют ясно выраженное кристаллическое строение и включают крупные зерна кварца. От обычных глин каолин отличается высоким содержанием глинозема Аl2 О3 , меньшей пластичностью и обладает свойством повышать белизну обожженных керамических изделий. Глины по сравнению с каолинами имеют более сложный минералогический состав. В них в виде примесей присутствуют зерна кварца, полевых шпатов, слюды, оксиды и гидроксиды железа и марганца, известковые и гибсовые включения и другие минералы, а также органические примеси (растительные остатки - древесина, торф, угли и др.).

Содержание окиси кальция (в виде карбонатов и сульфатов кальция) в некоторых глинах достигает 25%. Эти соединения кальция сокращают период спекания глин, что ухудшает условия обжига керамических изделий. Такое же влияние на обжиг изделий оказывает и окись магния, находящаяся в глинах в виде карбоната MgCO3 и доломита MgCO3 •CaCO3 . В незначительных количествах в глинах встречается в виде примесей сернистый ангидрид SO3 . Однако если он находится в соединениях с магнием или натрием, то он может вредно влиять на прочность изделий. Полезными примесями можно считать окись калия и окись натрия, которые служат плавнями, понижающими температуру обжига изделий и придающими им большую прочность. Окиси различных металлов, например марганца, титана и др., содержатся в очень небольших количествах и мало влияют на свойства глин. Вообще на свойства глин влияет не только количественное содержание тех или иных окислов, но и их соотношение.

Примеси оказывают большое влияние на свойства глин. Так, при повышенном содержании свободного кремнезема, не связанного с Аl2 О3 в глинистые минералы, уменьшается связующая способность глин, повышается пористость обожженных изделий и понижается их прочность. Из глин, содержащих SiO2 более 80-85% и Аl2 О3 менее 6-8%, керамические материалоы получить невозможно. Соединения железа, являясь сильными плавнями, понижают огнеупорность глины. Углекислый кальций СаСО3 понижает огнеупорность, уменьшает интервал спекания и увеличивает усадку при обжиге, увеличивает пористость и этим понижает прочность и морозостойкость изделий.

Вода содержится в глинах как в виде свободной, так и химически связанной, т. е. входящей в состав глинообразующих минералов. Наличие в глине тех или иных минералов дает возможность судить о количестве химически связанной воды и, следовательно, о отношении к сушке и обжигу. От содержания органических веществ, находящихся в глине в виде остатков растений и гумусовых веществ, также зависят потери глин при обжиге и, следовательно, усадка изделий. Кроме того, повышенное количество органики снижает огнеупорность глин.

Важнейшие свойства глин: пластичность, набухание усадка, спекаемость, огнеупорность, способность образовывать устойчивые суспензии.

Пластичность - способность глин образовывать с водой тестообразные массы, принимающие под давлением любую форму и сохраняющие ее после высыхания. Пластичность зависит от минералогического состава и дисперсности глин. С пластичностью связана способность глин образовывать с отощающими материалами (кварц, шамот и др.) прочную и твердую однородную массу.

По пластичности глины бывают связующие, пластичные, тощие и непластичные. Связующие глины, имеющие наибольшую пластичность, не снижают своей способности образовывать пластичное тесто при добавке более 50% непластичных материалов. В пластичные глины можно добавлять до 50% непластичных материалов, не снижая способности глины образовывать пластичное тесто, в тощие - только до 20%. Непластичные глины не образуют пластичного теста.

Набухание - способность глины увеличиваться в объеме при смешивании с водой. Это свойство зависит от минерального и зернового состава глин.

Воздушная усадка - это уменьшение объема глины и изделий из нее при сушке, а огневая усадка - при обжиге. Воздушная и огневая усадки зависят от минералогического состава глинистого вещества, дисперсности и шлажности изделий. Воздушная усадка тем больше, чем выше пластичность глин. Воздушная усадка колеблется от 1,5 до 13%, огневая - достигает 23% от объема сырого образца. Добавление отощающих материалов снижает усадку.

Спекаемость глин заключается в их способности при обжиге образовывать камнеподобное твердое тело (черепок), характеризующееся высокой механической прочностью и химической стойкостью. Степень спекания зависит от состава глинистой массы и режима обжига. Температура спекания у разных глин колеблется от 450 до 1400°С. По степени спекания при температуре обжига 1350°С глины делятся на сильноспекающиеся, способные при обжиге давать черепок с водопоглощением не более 2%, среднеспекающиеся - с водопоглощением не более 5% и неспекающиеся - с водопоглощением более 5%.

Огнеупорность - способность глин противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур. Огнеупорность зависит от химического состава глин, дисперсности, наличия примесей.

По огнеупорности глины делятся на высокоогнеупорные (температура плавления 1700°С и выше), огнеупорные (температура плавления от 1580 до 1700°С), тугоплавкие (температура плавления 1350-1580°С) и легкоплавкие (температура плавления менее 1350°С).

Адсорбционные свойства характеризуются способностью глин поглощать из окружающей среды и удерживать на поверхности частиц глинистых минералов те или иные ионы и молекулы. Адсорбционные свойства глин зависят от их состава и дисперсности. Глины, образованные за счет вулканических туфов, обладают наиболее активными адсорбционными свойствами.

Бентонитовые глины образовались в результате расстекловывания и химического превращения стекловидной фазы вулканического пепла или туфа. По своим свойствам они чрезвычайно неоднородны. Цвет бентонитов - от белого до темно-коричневого. Бентонит обладает способностью при затворении водой до 10 раз увеличиваться в объеме и находиться продолжительное время во взвешенном состоянии в шликере. Его вводят в массу как пластифицирующую добавку. Ввод в массу до 4% бентонита позволяет заменить пластичные глины каолинами и повысить белизну фарфора. Бентонит увеличивает прочность полуфабриката в высушенном состоянии. Его температура спекания 1100-1200°С, плавления 1250-1400°С, то есть бентонит является материалом (плавнем), интенсифицирующим процессы спекания изделий в обжиге. В состав бентонитов входят монтморрилонит (основной минерал) и примеси кварца, слюды, полевых шпатов, карбонатов и др.