Введение к работе
Актуальность работа. В процессе изготовления художественного фарфора, декорированного ручным способом подглазурной кобальтовой краской, часто встречается дефект в виде восстановления оксвда кобальта до металлического состояния (называемый "металлизацией" кобальте) s что приводит к снижению качества фарфоровых изделий.
Опробование содержащих кобазът керамических красок разных заводов изготовителей России и зарубежных стран показало, что их применение при декорировании фарфоровых изделий, связано с появлением дефекта "металлизации" кобальта.
В этой связи возникла необходимость изучения механизма образования зтого дефекта и создания керамической содержащей кобальт краски, которая позволила бы исключить явление восстановления кобальта до металлического состояния на фарфоровьк изделиях и тем самым обеспечила бы возможность улучшения качества декорированных фарфоровых изделий.
Цель исследования. Целью настоящей работы являлось:
установить механизм образования дефекта "металлизация" кобальта;
осуществить синтез синего пигмента шинельного типа, устойчивого к действию нестабильней газовой среды и высоких температур при обжиге, позволяющим получить соответствующие керамические краски на качественно новом уровне по сравнению с традиционным методом;
на основе синтезированного кобальтового пигмента разработать состав и технологию подглазурной краски для осуществления живописных работ на фарфоровьк изделиях.
Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач.
1. Оценить влияние газовой среды на восстановление оксида кобальта на участках наиболее платного наложения керамической краски.
-
Изучить влияние клєющей добавки - декстрина, толщины красочного слоя и глазури на образование дефекта "металлизация" кобальта.
-
Выбрать температуру и продолжительность процесса синтеза шпинели и оценить их влияние на цвет, фаговый состав и дисперсность полученного пороша.
-
Изучить влияние дисперсности синтезированного пигмента на образование различных дефектов содержащей кобальт краски.
-
Разработать параметры процесса декорирования фарфоровых изделий синтезированной красней, содержащей кобальт и рекомендации по ее использованию для получения фарфоровых изделий улучшенного качества.
Научная новизна. Установлены условия и механизм образования дефекта "металлизация" кобальта на фарфоровых изделиях, декорированных кобальтовыми керамическими красками. Суть которого состоит в том, что в местах густого наложения краски уменьшается толщина глазурного слоя в результате действия декстрина, находящегося в составе кобальтовой краски. Декстрин при росписи закрывает поры керамической подложки, а в процессе глазурования препятствует впитыванию глазурной суспензии в тело керамики, при зтом происходит понижение толщины глазурного слоя. При обжиге в местах нанесения кобальтовой краски глазурный расплав, характеризующийся низкой вязкостью из-за действий кобальта и углерода, образовавшегося при разложении декстрина, интенсивно проникая в поры керамики понижает защитный слей глазури. В этом случае действие газов, выходящих из керамики, печной атмосферы, краски и глазури на красочный слой, становится наиболее интенсивным, что приводит к восстановлению оксида кобальта до металлического состояния. Установлено, что "металлизация" кобальта имеет различную форму проявлений и первые признаки зтого дефекта проявляются при толщине красочного слоя более 50 мкм.
Установлено, что наилучаей связкой в кобальтовых красках, среди опробованных фосфатных, силикатных и разных видов декстринов, является картофельный декстрин. Определены допустимые граница (13-15%) содержания декстрина, а также разработаны рекомендации, о помощью которых можно существенно уменьшить отрицательное влияние его на качество фарфоровых изделий.
Разработан новый метод анализа газовой среды и распределения температуры в камерных печах при обжиге фарфоровых изделий, названный "картированием печей", при осуществлении которого используется фарфоровая масса в виде тестового материала, которая подвергается обжигу в разных тачках печи, с последующи! исследованием структуры фарфора методами магнитометрии и электронно-парамагнитного резонанса. Метод "картирования печи" позволяет произвести корректировки в режимах обжига и конструкциях камерных печей.
При использовании "золь-гель" метода установлена возможность синтеза шпинели состава Mgi-nConAl^04., где n=0,1+0,9. При этом определены условия получения шпинелей следующих составов: Що. 5Соо. 5АІ2О4; Mgo, зСао. 7АІ2О4; Шо. іСоо.оА1г04.
Определены свойства, состав синтезированных шпинелей, а также оптимальные режимы синтеза и характеристика цвета шпинелей.
Установлена возможность применения синтезированных шпинелей в составе содержащих кобальт красок, устойчивых к действию высоких температур и нестабильных газовых сред.
Практическая ценность. Проведенные комплексные исследования особенностей технологического процесса изготовления фафроровых изделий, декорированных кобальтовыми красками позволили разработать способы повышения белизны фарфоровых изделий и снижения выхода некачественной продукции с дефектом "металлизация" кобальта.
Разработана технология керамических красок, содержащих кобальт, на основе шпинелей составов: Mgo,5С00.5AISO4;
- 4 -МГ0.зСоо,7АІг04; м&0.іСоо,еАІг04 при использовании которых существенна снижается дефект "металлизация" кобальта и реализуется возможность изготовления высококачественных декорированных фарфоровых изделий при высоких температурах (более 1320С) обжига п нестабильных газовых средах.
Разработана технология подгдазурного декорирования фарфора керамическими красками на основе кобальтовые-; шпинелей.
Апробация. Основные разделы диссертационной работы и полученные результаты доложены и обсуждены на научна-технических" Советах ТОО "Гжель", на 24-ой конференции по фарфору и технической керамике в Карловых Варах в 1990 г., на 11-ом съезде керамического общества СССР в 1991г., на научной конференции "Физика и химия твердого тела" в Благовещенске 1391 г., на научной конференции "Наука и технология силикатных матеркалаз в современных условиях рыночной экономики" в Москве 1935г.
Публикации, По материала!»! диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, глаз (обзора литературы, экспериментальной части, практического использования разработанных кобальтсодержашдх керамиче-ких красок), общих выводов, списка литературы, приложений. Работа изложена на 1Є0 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц и 47 рисунков.
