Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1. Декоративное искусство 7
1.2. Дизайн уникальных и массовых керамических произведений 8
1.3. Роль цвета в дизайне 10
1.4. Виды керамики 11
1.5. Виды фарфора 13
1.6. Виды керамических глазурей 16
1.7. Использование различных типов глазурей в зависимости от вида керамики 28
1.8. Влияние оксидов на основные и хромофорные свойства глазури 30
1.9. Технология нанесения глазури 36
1.10. Физико-химические свойства фарфоровой подложки и глазури 37
1.11. Механические свойства фарфоровой подложки и глазури 49
1.12. Выводы из обзора литературы 57
2. Объекты исследований 58
2.1. Обоснование выбора направления работы 58
2.2. Выбор состава глазури для исследований 59
2.3. Методика подготовки образцов 60
3. Методы исследований 66
3.1. Спектроскопический анализ 66
3.2. Определение матовости 66
3.3. Дифференциально-термический анализ 67
3.4. Рентгенофазовый анализ 67
3.5. Электронный парамагнитный резонанс 68
3.6. Определение коэффициента термического линейного расширения 68
3.7. Определение пористости изделий 68
3.8. Определение кислотоустойчивое глазурей 69
3.9. Определение щелочеустойчивости глазурей 69
3.10. Определение термической стойкости 70
3.11. Определение вязкости 71
3.12. Оптический микроскопический анализ 72
3.13. Обработка микрофотографий образцов 74
3.14. Описание программы "PhotoM 1.21" 75
3.15. Методика измерения размеров частиц сырьевых компонентов фарфора и глазури 84
3.16. Методика измерения пористости фарфоровых образцов 85
3.17. Методика определения толщины контактного слоя 85
3.18. Методика статистических расчетов 86
4. Расчеты по технологии керамики 87
4.1. Расчет химического состава фарфоровой массы по ее шихтовому составу и химическому составу сырья 87
4.2. Расчет химического состава нефриттованных глазурей по их шихтовым составам и химическим составам сырья 88
4.3. Расчет молекулярной формулы глазурей по их химическому составу 90
4.4. Расчет основных свойств фарфоровой подложки и глазури 93
4.5. Выводы по главе 100
5. Экспериментальная часть 101
5.1. Исследование влияния различных оксидов на цвет, кристалличность и матовость глазури 101
5.2. Определение оптимальных параметров глазурной суспензии 105
5.3. Изучение свойств фарфоровой подложки, промышленной глазури и экспериментальной глазури № 25-2 112
5.4. Определение свойств по ГОСТ 9147-80 для посуды и оборудования лабораторных фарфоровых 129
5.5. Изучение цветности глазурных покрытий 131
5.6. Выводы по главе 143
6. Художественная разработка изделий из термостойкого фарфора и способы их декорирования 145
6.1. Разработка моделей изделий 145
6.2. Изготовление гипсовых (рабочих) форм 148
6.3. Формование шликерным литьем 149
6.4. Способы декорирования фарфоровых изделий 150
6.5. Рекомендации по применению экспериментальной глазури 151
6.6. Выводы по главе 152
7. Производственное опробование и внедрение 155
8. Выводы: 156
9. Список использованной литературы 158
Приложение 1 165
- Дизайн уникальных и массовых керамических произведений
- Механические свойства фарфоровой подложки и глазури
- Описание программы "PhotoM 1.21"
- Определение оптимальных параметров глазурной суспензии
Введение к работе
Керамика занимает важнейшее место в жизни человека, а понятие технического прогресса во многом связано с развитием производства керамики. В настоящее время перед керамической промышленностью стоит задача повышения технических характеристик, улучшения качества и снижения себестоимости технической, строительной, бытовой и художественной керамики. Одним из путей решения задачи улучшения качества керамических изделий в соответствии с современными эстетическими требованиями и повышения технических характеристик является покрытие изделий цветными стекловидными глазурями.
Среди множества групп фарфоровых изделий большое распространение получил термостойкий фарфор. Он используется для производства термостойкой, кислото-щелочеустойчивой, химико-лабораторной посуды и для изделий электротехнического назначения. В последнее время в связи с сокращением выпуска химико-лабораторной посуды, расширяется производство товаров народного потребления из термостойкого фарфора. Ассортимент изделий столь велик и применение их столь разнообразно, что функции глазурного покрытия требуют нового подхода к разработке. Посуда должна быть выполнена в современных дизайнерских тенденциях и в ярких, радостных и светлых тонах.
В условиях сложной экономической ситуации, сложившейся в нашей стране, заводы не могут позволить себе приобретать импортные и дорогие отечественные глазури и пигменты, в состав которых нередко входят дорогостоящие и остродефицитные материалы, а также токсичные соединения. Кроме того, многие глазури, используемые для декорирования фарфоровых изделий подвергаются предварительной обработке фриттованию при высоких температурах, что требует дополнительных значительных тепловых и энергетических затрат.
Фарфоровые изделия, покрытые применяемой в настоящее время термостойкой фарфоровой глазурью, не всегда во всем соответствуют запросам современного потребителя. Термостойкий фарфор, в состав которого входит содержащая много примесей глина, имеет сероватый цвет и различные грязно-коричневого вкрапления - «мушку», а применяемая прозрачная промышленная глазурь не дает возможности закрыть подложку. На этих изделиях декорирование цветными матовыми кристаллическими глазурями было бы - наилучшим способом закрытия фарфоровой подложки. Именно изделия, покрытые матовыми и кристаллическими глазурями, пользуются наибольшим спросом у потребителей.
В связи с этим представлялась весьма перспективной разработка матовой кристаллической глазури яркого насыщенного цвета из дешевых, недефицитных и нетоксичных отечественных материалов для производства
товаров народного потребления из высокотемпературного термостойкого фарфора.
Цель работы. Развитие научных представлений о формировании матовых кристаллических покрытий на термостойкой подложке. Разработка на этой основе декоративных матовых кристаллических глазурей яркого насыщенного цвета из дешевых отечественных материалов для изделий народного потребления из термостойкого фарфора.
В ходе выполнения работы основными направлениями исследования были:
В системе: Si02 - А120з - СаО - MgO - К20 - ЫагО (примеси е20з и ТЮ2) синтезированы и изучены глазури, которые были опробованы на изделиях из термостойкого фарфора.
Изучено влияние технических факторов (условия нанесения глазури, температурно-временной режим обжига, толщина глазурного слоя) на процесс формирования кристаллической матовой глазури, ее структуру и свойства. Разработана технология глазурования термостойкого фарфора матовыми кристаллическими нетоксичными глазурями.
Проведена опытно-промышленная апробация разработанных глазурей и даны рекомендации по их внедрению.
Научная новизна. Разработан состав матовой кристаллической глазури яркого насыщенного цвета без использования фритты для высокотемпературного термостойкого фарфора. Выявлена корреляция цвета фона экспериментальных глазурей и центров окраски кристаллических включений с валентно-координационным состоянием ионов железа от температуры обжига, определенных методом ЭПР. Выявлена зависимость матовости глазури от концентрации оксида алюминия и режима обжига. С использованием разработанной компьютерной методики определен зерновой состав и геометрическая форма частиц сырьевых материалов для фарфора и глазури и гранулометрический состав сырьевых материалов. Разработана компьютерная методика для исследования пористости фарфоровой подложки на разных технологических стадиях производства. Установлена зависимость цвета глазурного покрытия от содержания оксида железа (ІП) двумя независимыми методами: при помощи спектрофотометра и по разработанной компьютерной методике для исследования глазурей с кристаллическими включениями (неравномерно окрашенных).
Практическая значимость. Для изготовления глазури применяли дешевые, недефицитные и нетоксичные сырьевые отечественные материалы. Разработанный состав глазури прошел успешное апробирование в промышленных условиях на Речицком фарфоровом заводе. Результаты апробации показали, что глазурь легко наносится и производство красивой термостойкой фарфоровой посуды возможно без изменения существующей
технологии производства. Предложены и опробованы различные способы декорирования глазурями изделий из термостойкого фарфора. Разработанные и изготовленные изделия: форма для холодца и чашка с рельефом утверждены и приняты в производство художественным советом ОАО "Речицкий фарфоровый завод". Выпущена опытно-промышленная партия термостойких изделий на ОАО "Речицкий фарфоровый завод", покрытых разработанными глазурями. По ориентировочным расчетам, выполненным на заводе, декорирование глазурями на 25% дешевле росписи. Разработка "Кристаллическая глазурь" награждена серебряной медалью на V международном салоне промышленной собственности "Архимед - 2002" решением Международного Жюри. Заявка № 2002107405 на патентование "Кристаллической глазури и способа глазурования поверхности", от 26 марта 2002.
Дизайн уникальных и массовых керамических произведений
Еще 15 лет назад слово "дизайн" в нашем обычном лексиконе означало некую загадочную и, конечно же, иностранную деятельность. А дизайн отечественной промышленности был ненужным элементом в громоздком процессе разработки и внедрения новых изделий.
Пережив тяжелые времена, в начале 90-ых, наша промышленность стала оживать, конечно, не во всем, но, по крайней мере, это чувствуется в области дизайна.
К традиционным заводам и производственным объединениям теперь добавились новые, те, кто раньше производством не занимался. Среди них и торговые фирмы, которым надоело продавать "китайский ширпотреб" и захотелось предложить покупателю что-то свое, и авторы уникальных разработок - изобретатели и ученые, нашедшие, наконец, инвесторов и решившие выпустить свои детища в свет.
Обновилась не только промышленность, дизайн изделий тоже стал новым. Сильно изменил дизайн и новый инструментарий - компьютер, интернет, технологии оперативного моделирования. Изменилась и потребность в дизайне - он превратился в непременную составляющую проекта нового изделия.
Если раньше мировой рынок был где-то там, а наш покупатель здесь, и дизайн делался больше на экспорт, то сегодня этот мировой рынок сам пришел к нам. А массовый российский покупатель очень быстро на нем освоился и привык к нему. И получил прекрасную возможность посмотреть, попользоваться и сравнить. На традиционной российской мякине его уже не проведешь и страшное, кривое и неудобное никакими низкими ценами не компенсируешь. Тем более, что низкими они не очень-то и получаются.
Для повышения покупательского спроса на керамику, необходимо создание дизайнерами уникальных и массовых предметов, удовлетворяющих возросшему вкусу потребителей.
При восприятии уникального керамического изделия мы имеем дело только с данным конкретным предметом, только он является объектом созерцания и источником эстетического наслаждения. Подходя к нему с разных точек зрения, в самых разнообразных обстоятельствах, в различные моменты нашего субъективного состояния, мы всегда сталкиваемся с одним и тем же предметом, с его восприятием.
Керамическое изделие, которое создано посредством промышленного тиражирования, мы воспринимаем по-другому. Образ этого изделия складывается в нашем сознании чаще всего в результате восприятия не одного, а целой серии идентичных экземпляров. Их мы тоже можем воспринимать в самых различных состояниях и жизненных обстоятельствах, при этом мы твердо знаем, что каждый увиденный нами экземпляр промышленного керамического изделия - это не репродукция, не его копия, а сам оригинал. И в то же время - не единственный, уникальный, а именно промышленно повторенный экземпляр, обладающий всеми качествами авторской модели.
Создание однотипных предметов в керамике всегда было свойственно человеку. Сила культурной преемственности диктовала многократный повтор одних и тех же оптимальных предметных керамических форм [3, 4, 5].
Машинное производство керамических предметов быта, их промышленный, машинный повтор отличаются от повтора вручную и по характеру и по количеству. Конечно, конвейер не способен воспроизвести форму в том виде, как ее задумал художник, уникального авторского произведения декоративного искусства, далеко не всегда задуманного для тиражирования, зато обеспечивает миллионные тиражи предметов. При этом от взаимодействия авторской работы и многотиражных массовых промышленных изделий во многом зависит определенный тип предметного ансамбля.
Область функционального обслуживания быта утилитарными керамическими предметами, естественно, и сегодня не уходит из круга творческих интересов художника декоративного керамического искусства. Однако создание керамических образцов для тиражирования становится отдельным самостоятельным жанром его работы. Контакты эстетических качеств тиражируемого керамического промышленного изделия и уникального керамического произведения становятся более сложными и опосредственными. Переводить замысел уникального произведения в малую серию, а затем - в миллионный тираж путем постепенного его упрощения, как было ранее, теперь не представляется возможным и целесообразным. Перспективная тенденция такова, что требования высокого эстетического качества керамических предметов быта выходят на передний план. При этом промышленные изделия должны быть, прежде всего, удобными в практическом применении и конструктивными в производстве. В керамической промышленности дизайн изделий неразрывно связан с необычными формами, качеством изделий, декором и культурой их производства [6].
Массовое производство и художественное творчество находятся в многообразных связях и взаимовлияниях, при этом всегда необходимо творческое участие художника в процессе промышленного производства.
Во всем мире борьба на рынке традиционных изделий идет в сфере дизайна. В самом деле, только производитель революционно нового изделия может позволить себе недостаточно внимательно отнестись к уровню его потребительских свойств - покупателя такого изделия, прежде всего привлекает его принципиальная техническая и функциональная новизна. Но как только у новинки появятся собратья, соревнование из технической плоскости быстро переходит в плоскость дизайна, ибо при одной и той же технической основе возможности наращивания функциональных свойств достаточно быстро исчерпываются. Дизайн дает почти неограниченные возможности видоизменения одного и того же изделия. В силу указанных причин сегодня в цивилизованном мире ни одно изделие не разрабатывается без участия дизайнера. Даже "китайский ширпотреб" не обходится без дизайна.
Язык цвета свойственен не только изобразительному или декоративному искусству, постоянно в той или иной степени цвет вторгается в сферы многих других искусств - архитектуру, театр, кино. Он начинает играть едва ли не ведущую роль в дизайне, а также в декоративно-оформительском искусстве. Цвет вырывается на улицы городов. Он заполняет улицы цветными декоративными зонтами и навесами над витринами. Цвет в полный голос заявляет о себе яркой и декоративной одеждой [7].
Появление новых вещей изменяет характер их связи с человеком. Вещи беспрерывно сменяют друг друга, поэтому стремятся обращать на себя внимание с первого взгляда. Цвет призван подчеркнуть их значимость, придать им эмоциональную наполненность.
В современном искусстве наметился интерес к сложной многоплановой разработке цветовых гармоний. С одной стороны, существует увлечение яркостью, броскостью цвета, диссонансностью и контрастностью колористических сочетаний, с другой - четко определился поиск разнообразных живописных тоновых решений, построенных на красоте колористических нюансов [8].
Механические свойства фарфоровой подложки и глазури
Прочность - способность материала сопротивляться разрушению при действии внешних сил, стремящихся сблизить между собой (при сжатии) или отдалить одна от другой (при растяжении) элементарные частицы [90].
Прочность материалов, рассчитанная на основе электростатической теории Маделунга-Борна, в сотни и тысячи раз превышает фактическую. Это объясняется наличием дефектов - поверхностных и объемных микротрещин на кристаллах, в устьях которых концентрируются напряжения.
Разрушение керамического материала происходит в результате одновременного воздействия на него напряжений, возникающих под действием приложенной нагрузки, а также остаточных и локальных микронапряжений, обусловленных анизотропией свойств. Локальные микротрещины, обусловленные термической анизотропией кристаллической фазы, могут возникать в керамическом материале и при отсутствии внешней нагрузки. Такого рода локальные микротрещины являются одной из причин, вызывающих снижение прочности керамических материалов, особенно в тех случаях, когда они сложены из относительно крупных зерен (фаянс, майолика). Плотные тонкозернистые материалы (фарфор, тонкокаменные изделия) обладают относительно высокой прочностью, несмотря на анизотропию отдельных кристаллов, составляющих кристаллическую фазу. С увеличением размеров кристаллов зерен муллита и других кристаллических новообразований прочность изделий снижается. Показатели прочности изделий во многом зависят от их фазового состава (микроструктуры). С повышением кристаллической (муллитовой) фазы прочность изделий при изгибе возрастает. Большое количество остаточного кварца снижает механическую прочность изделий. Потеря прочности материалов в результате появления трещин происходит тогда, когда начинается ускоренное распространение их и вся кинетическая энергия, а также энергия упругого взаимодействия переходит в энергию разрушения. Несмотря на то, что излом керамических изделий определяется в основном однородностью структуры, регулирование энергетических факторов может оказаться действенным средством повышения прочности изделий. К таким факторам относятся: регулирование напряжений между глазурью и керамической подложкой, сдвиг на границах зерен и др. В изделиях с плотно спекшимся керамической подложкой (фарфор, тонкокаменные изделия) разрушение происходит либо по стеклообразной фазе и межфазовой границе, либо по кристаллической фазе путем раскалывания по кристаллографическим плоскостям и местам скопления малопрочных кристаллов. В этом случае соотношение прочности плоскостей для таких стеклокристаллических материалов описывается выражением где Сткр- прочность кристаллической фазы; аст- прочность стеклообразной фазы; с ск- прочность связи между кристаллической и стеклообразной фазами. Наличие пор (в фаянсе, майолике) и дефектов структуры (раковины, трещины, расслоения и др.) значительно снижает их прочность по сравнению с теоретической прочностью, вычисленной по силе связи между атомами. Наличие в материале изделий микронеоднородностей (дефекты структуры), пор и трещин создает наличие механически ослабленных участков, на которых возникают напряжения. Именно с таких дефектов и начинается разрушение керамического материала. С повышением пористости и размера пор показатели прочности керамики снижаются вследствие концентрации напряжений вокруг пор и уменьшения контактной поверхности между отдельными частицами. Влияние пористости на прочность керамических материалов обычно описывают различными полуэмпирическими зависимостями, которые могут быть использованы, как правило, только при значительных изменениях условий испытаний и структуры материала. При прочих равных условиях (химических и фазовый состав) прочность керамики возрастает с повышением плотности и мелкозернистости ее кристаллической фазы. Наличие глазурного покрова предохраняет от появления микротрещин на поверхности и существенно (до 20%) увеличивает прочность изделий. Это действие глазури особенно проявляется, если она обладает меньшим коэффициентом термического расширения, чем керамическая подложка, в результате чего керамическая подложка как бы обжата глазурным покровом, что повышает её прочность. Для всех тонкокерамических изделий при нормальной температуре типичен хрупкий характер разрушения. Упругость и пластическая деформация, происходят мгновенно, ввиду того, что кристаллическая решетка по-разному сопротивляется изменениям объема (растяжение, сжатие) и формы (сдвиг). Хрупкость изделий может быть уменьшена за счет увеличения модуля упругости, достигаемого повышением тонины помола сырья, снижения содержания стеклообразной фазы в подложке изделий и ввода кристаллических фаз - глинозема, искусственного муллита, обожженного каолина и др. Восстановленная среда при обжиге фарфора способствует повышению сопротивляемости удару.
Повышенная хрупкость керамических изделий объясняется как природой материала, так и остаточными напряжениями в изделиях, возникающими под влиянием градиента температуры при охлаждении, неоднородности структуры и фазовых превращений в процессе обжига.
Остаточные напряжения могут быть растягивающими и сжимающими. Более опасными для фарфора и других керамических изделий являются растягивающие напряжения, так как сопротивляемость фарфора сжатию в 3 -12 раз больше, чем растяжению.
По показателю термостойкости определяют область возможного применения керамических изделий. Разрушение материала изделий при тепловом ударе обуславливается возникновением термических напряжений в результате различий в термическом расширении структурных элементов керамической подложки (стеклообразной и кристаллических фаз), напряжений, возникающих по различным кристаллическим осям в одной из фаз, составляющих массу изделия, а также при нагревании изделия -температурный перепад в его различных частях. В результате термических напряжений в материале возникают микротрещины, понижающие прочность или приводящие к разрушению изделий.
Термостойкость можно характеризовать разностью температур между изотермическими поверхностями в изделии при установившемся температурном режиме или между температурой Т0 (до начала измерения температуры) и температурой Ті (после ее измерения) при неустановившемся температурном режиме:
Описание программы "PhotoM 1.21"
Наиболее приемлемым из известных методов для производства чашки и формы для холодца являлось формование шликерным литьем, которое наиболее широко применяется в производстве изделий из термостойкого фарфора.
Формование литьем в фарфоровом производстве несколько сложнее, чем в производстве других керамических материалов, что, в первую очередь, было обусловлено невысокой пластичностью фарфоровой массы. Кроме того, в данном случае было необходимо обратить внимание на изготовление формы, которая должна была быть технологичной. Размеры изделия и толщину стенок подбирали с таким расчетом, чтобы не допустить деформации при обжиге.
Литьем получали тонкостенные фарфоровые чашки, которые трудно получить формованием из пластичной массы. При шликерном литье фарфоровых тонкостенных чашек наиболее полно проявлялись такие ценные свойства фарфора, как легкость и изящество формы.
При производстве разработанных изделий были использованы сливной способ для литья чашки и наливной для формы для холодца.
При сливном способе - шликер заливался в пористую форму и заполнял всю ее внутреннюю полость. Через некоторое время в результате способности гипсовой пористой формы отсасывать воду из шликера на границе форма - шликер образовывался уплотненный слой массы, толщина которого зависела от свойства шликера и гипсовых форм. Избыток шликера сливался, а в форме оставался уплотненный слой массы - отливаемое изделие. Этот способ обеспечивал получение полуфабриката чашечки с желаемой толщиной стенки.
При наливном способе - форма полностью заполнялась шликером. Но шликер не сливали, а оставляли в форме, которая имела специальную полость - прибыль, из которой шла подпитка по мере уплотнения шликера. Этот способ обеспечивал получение полуфабриката формы для холодца с постоянной толщиной стенки. Процесс литья завершался подвялкой, подрезкой, выбивкой и приставкой изделий из гипсовых форм. Подвялка производилась в гипсовых формах при температуре 20 - 25С в течении 1,5 часов. Затем резаком подрезался край полуфабриката в гипсовой форме (подрезка) на литейном вращающемся столе. Выбивкой полуфабрикат извлекался из гипсовой формы, затем приставлялась ручка. После формовки большинство фарфоровых изделий требовало доработки (оправки). Обычно оправку изделий производили после их подвялки до кожетвердого состояния, т.е. когда они еще хорошо поддавались обработке ножом; при этом использовались резачки. Еще до окончания формовки в гипсовых формах избыток массы срезали резачком, затем изделие некоторое время продолжало подвяливаться до извлечения его из формы. Изделия зачищали как в подвяленном (мокрая зачистка), так и в окончательно высушенном состоянии (сухая зачистка). Причем мокрая зачистка была более гигиенична, чем сухая, так как она не сопровождалась выделением пыли в отличие от сухой. Швы на изделиях, прошедших формовку в гипсовых формах, срезали резачком, небольшие изъяны заделывали мягкой массой, после чего вся поверхность заглаживалась влажной греческой или капроновой губкой. Изделия, выполненные методом шликерного литья, имели влажность 20 - 25% и поэтому подвергались сушке. При сушке происходило уменьшение размеров отформованного полуфабриката, его усадка. После сушки изделия обжигали в утельной печи. 6.4. Способы декорирования фарфоровых изделий Декорирование является ответственным этапом в общем цикле технологического процесса по изготовлению художественных термостойких фарфоровых изделий. Оно придает им законченный вид, художественное достоинство изделий во многом зависит от цвета и вида декора. К наиболее выразительному виду декорирования относят роспись изделий, а также нанесение на них сплошных или частных декоративных покрытий керамическими красками, глазурями, ангобам, люстрами и эмалями. Для исследований применялось декорирование цветными глазурями (рис. 6.5). Для расширения цветовой гаммы высокотемпературных глазурей на фарфоровых изделиях в настоящей работе вводились ионные красители различного вида: С03О4, Сг20з, CuO, Fe203, Мп02, и NiO в широком концентрационном интервале. Главное требование, предъявляемое к изделию - это равномерно заглазурованная поверхность. Глазурный вид живописи не терпит никаких исправлений. Сложность процесса глазурной живописи заключалась в том, что цветные глазури имели способность прочно впитываться в подложку утельного изделия и даже при тщательной очистке глазури (в случае необходимости исправления рисунка) на этом месте после обжига все равно оставалось темное грязное пятно. Глазурование изделий - одна из основных технологических операций, обеспечивающая нанесение на изделие глазурной суспензии. Фарфоровые изделия изнутри глазуровали бесцветной глазурью для того, чтобы подчеркнуть качество материала. Назначение декора - повысить эффект, производимый цветом и формой материала, так как материал, форма и декор при правильном сочетание определяют функциональные и эстетические свойства изделий. Глазурная живопись долговечна и прочна. Содержащаяся в глазурной суспензии влага проникала в поры высушенного полуфабриката, и на поверхности полуфабриката закреплялся слой глазурной массы заданной толщины. В процессе обжига при термообработке глазурная масса расплавлялась, и на поверхности изделий при охлаждении, образовывался тонкий стекловидный слой толщиной 0,01 - 0,03 мм. Контур рисунка имел более мягкое, слегка расплывчатое звучание. После декорирования изделия подвергали политому обжигу. Палитра высокотемпературных глазурей для фарфора очень бедна, поскольку немногие оксиды цветных металлов и пигменты выдерживали не выгорая высокую температуру обжига 1320 - 1350С. Только оксид кобальта и оксид хрома сохраняли цвет при обжиге фарфора. В основном это синие, голубые, зеленые, серые тона. Проведенные исследования, декорирования изделий цветными глазурями, показали достоинство разработанной матовой кристаллической глазури, обладающей ярким насыщенным цветом, которая выгодно выделялась из общей палитры высокотемпературных глазурей (рис. 6.6). Еще 15 лет назад, когда термостойкая посуда была в новинку неизбалованному российскому покупателю, можно было представить на рынке дешевые, но некрасивые и кривые изделия. Как только на нашем рынке появились заграничные конкуренты, а теперь и российские производители осваивают термостойкую посуду, между производителями началось соревнование по дизайну. Изделия должны иметь своеобразный дизайн и выделять среди похожих изделий. Дизайн дает почти неограниченные возможности видоизменения одного и того же изделия. Проведенные исследования показали, что разработанный состав матовой кристаллической глазури яркого насыщенного цвета позволяет использовать ее для декорирования изделий из термостойкого фарфора с целью создания оригинального декора с кристаллическим рисунком на поверхности. Дизайн термостойкой посуды при помощи яркого цвета экспериментальной глазури дает возможность связать разные предметы в единый ансамбль и сделать уникальные изделия из целой серии идентичных экземпляров.
Определение оптимальных параметров глазурной суспензии
Маточная форма отливалась с первичной гипсовой модели чашечки, для чего необходимо было последнюю разделить на две половинки с таким расчетом, чтобы каждая из них легко извлекалась из будущей формы. После условного деления «чашечки» на две половинки с нее снималась двух кусковая форма. Сначала согласно линии раздела снимали первую половину формы. Для получения второй половины формы, не вынимая модели из полученной первой половины формы, снимали второй кусок формы.
Затем маточную форму вместе с замками покрывали шеллачным лаком, который наносили несколько раз. После высыхания лака маточную форму покрывали смазкой и она была готова для изготовления капов.
Вторичные модели, так называемые капы, в свою очередь служили для получения и размножения рабочих форм, с которыми работали в формовочных цехах. Ввиду того, что капы в значительной степени приспособлены для снятия с них форм, процесс отливки с капов значительно проще, чем с первичной модели и является более производительным.
Наиболее приемлемым из известных методов для производства чашки и формы для холодца являлось формование шликерным литьем, которое наиболее широко применяется в производстве изделий из термостойкого фарфора.
Формование литьем в фарфоровом производстве несколько сложнее, чем в производстве других керамических материалов, что, в первую очередь, было обусловлено невысокой пластичностью фарфоровой массы. Кроме того, в данном случае было необходимо обратить внимание на изготовление формы, которая должна была быть технологичной. Размеры изделия и толщину стенок подбирали с таким расчетом, чтобы не допустить деформации при обжиге.
Литьем получали тонкостенные фарфоровые чашки, которые трудно получить формованием из пластичной массы. При шликерном литье фарфоровых тонкостенных чашек наиболее полно проявлялись такие ценные свойства фарфора, как легкость и изящество формы.
При производстве разработанных изделий были использованы сливной способ для литья чашки и наливной для формы для холодца. При сливном способе - шликер заливался в пористую форму и заполнял всю ее внутреннюю полость. Через некоторое время в результате способности гипсовой пористой формы отсасывать воду из шликера на границе форма - шликер образовывался уплотненный слой массы, толщина которого зависела от свойства шликера и гипсовых форм. Избыток шликера сливался, а в форме оставался уплотненный слой массы - отливаемое изделие. Этот способ обеспечивал получение полуфабриката чашечки с желаемой толщиной стенки. При наливном способе - форма полностью заполнялась шликером. Но шликер не сливали, а оставляли в форме, которая имела специальную полость - прибыль, из которой шла подпитка по мере уплотнения шликера. Этот способ обеспечивал получение полуфабриката формы для холодца с постоянной толщиной стенки. Процесс литья завершался подвялкой, подрезкой, выбивкой и приставкой изделий из гипсовых форм. Подвялка производилась в гипсовых формах при температуре 20 - 25С в течении 1,5 часов. Затем резаком подрезался край полуфабриката в гипсовой форме (подрезка) на литейном вращающемся столе. Выбивкой полуфабрикат извлекался из гипсовой формы, затем приставлялась ручка. После формовки большинство фарфоровых изделий требовало доработки (оправки). Обычно оправку изделий производили после их подвялки до кожетвердого состояния, т.е. когда они еще хорошо поддавались обработке ножом; при этом использовались резачки. Еще до окончания формовки в гипсовых формах избыток массы срезали резачком, затем изделие некоторое время продолжало подвяливаться до извлечения его из формы. Изделия зачищали как в подвяленном (мокрая зачистка), так и в окончательно высушенном состоянии (сухая зачистка). Причем мокрая зачистка была более гигиенична, чем сухая, так как она не сопровождалась выделением пыли в отличие от сухой. Швы на изделиях, прошедших формовку в гипсовых формах, срезали резачком, небольшие изъяны заделывали мягкой массой, после чего вся поверхность заглаживалась влажной греческой или капроновой губкой. Изделия, выполненные методом шликерного литья, имели влажность 20 - 25% и поэтому подвергались сушке. При сушке происходило уменьшение размеров отформованного полуфабриката, его усадка. После сушки изделия обжигали в утельной печи. Декорирование является ответственным этапом в общем цикле технологического процесса по изготовлению художественных термостойких фарфоровых изделий. Оно придает им законченный вид, художественное достоинство изделий во многом зависит от цвета и вида декора. К наиболее выразительному виду декорирования относят роспись изделий, а также нанесение на них сплошных или частных декоративных покрытий керамическими красками, глазурями, ангобам, люстрами и эмалями. Для исследований применялось декорирование цветными глазурями (рис. 6.5). Для расширения цветовой гаммы высокотемпературных глазурей на фарфоровых изделиях в настоящей работе вводились ионные красители различного вида: С03О4, Сг20з, CuO, Fe203, Мп02, и NiO в широком концентрационном интервале. Главное требование, предъявляемое к изделию - это равномерно заглазурованная поверхность. Глазурный вид живописи не терпит никаких исправлений. Сложность процесса глазурной живописи заключалась в том, что цветные глазури имели способность прочно впитываться в подложку утельного изделия и даже при тщательной очистке глазури (в случае необходимости исправления рисунка) на этом месте после обжига все равно оставалось темное грязное пятно.