Материалы, применяемые для керамического производства

Текстовые материалы для учащихся
Силикатные материалы подразделяются на природные и искусственные.
Из природных силикатных материалов наиболее широкое применение
получили кварц (SiO2), полевой шпат (K2O.Al2O3.6SiO2), глина (каолинит)
Al2O3.2SiO2.2H2O. К искусственным силикатным материалам относятся
керамика, стекло, цемент. Силикатная промышленность − это производство
керамики, стекла, цемента из природных соединений кремния.
Материалы, применяемые для керамического производства, делятся
на основные и вспомогательные. Из основных готовятся керамические массы,
глазури и керамические краски, из вспомогательных − материалы,
применяемые для изготовления гипсовых форм.
Основные материалы делят на пластические, отощающие, плавни,
глазуреобразующие и керамические краски. Пластическими материалами
являются глины и каолины. Последние отличаются более чистым химическим
составом, меньшей пластичностью, большей огнеупорностью.
Отощающими материалами являются кварц и чистые кварцевые пески.
Они способствуют уменьшению пластичности глин, снижают усадку
и деформацию изделий при сушке.
Плавни понижают температуру плавления и спекания глинистых
материалов, придают глинистому черепку плотность, просвечиваемость,
механическую прочность. К ним относятся полевой шпат, пегматит, мел,
известняк, доломит.
Глазуреобразующие материалы (глазурь) требуются для образования
тонкого стекловидного слоя на поверхности керамических изделий. Она
предохраняет черепок от механических воздействий, улучшает его
гигиеничность, придаёт поверхности изделия лучший внешний вид.
Керамические краски применяются для украшения фарфоровых,
фаянсовых, майоликовых и других изделий. Основу керамических красок
составляют металлы и их оксиды, которые при нагревании образуют
с силикатами, алюминатами, боратами и другими веществами окрашенные
соединения на черепках керамических изделий.
По характеру применения керамические краски делятся на подглазурные
и надглазурные. Подглазурные краски наносят на сформованный черепок,
затем изделие покрывают глазурью и обжигают. Надглазурные − наносят
на покрытый глазурью и обожжённый черепок. Их закрепляют
дополнительным обжигом при температуре 600−850°С.
Вспомогательные материалы применяются для изготовления форм
будущих изделий, огнеупорного припаса и капселей для обжига. Для
изготовления форм используется формовочный гипс, который представляет
собой тонкомолотый порошок полуводного (жжёного) сульфата кальция −
CaSO4H2O.
Глина обладает пластичностью, т. е. способностью образовывать с водой
эластичный материал, принимающий под давлением любую форму
и сохраняющий её после высыхания. Другими важнейшими свойствами глины
являются её способность к адсорбции (поглощению газов или растворённых
веществ), набухание во влажной среде (за счёт поглощения воды), сокращение
объёма при высыхании, спекание при обжиге и огнеупорность. Керамические
материалы получают спеканием природных глин со специальными
минеральными добавками (полевым шпатом и кварцевым песком). Для
производства кирпича полевой шпат, как правило, не используется. Для
изготовления изделий из фарфора требуется больше полевого шпата, чем для
изделий из фаянса. Полевой шпат снижает температуру плавления фарфоровой
массы и используется в качестве флюса (плавня). Температура обжига в ряду
кирпич − фаянс − фарфор возрастает.
Вид керамики
Состав сырья
Температура обжига
40−45% глины
Кирпич глиняный (красный) 50% кварцевого песка
900−1100ºС
5% оксида железа(III)
25−35% глины
Фаянс
25−35% кварцевого песка 1200−1270ºС
10% полевого шпата
25−55% белой глины
Фарфор
25−30% кварцевого песка 1300−1450ºС
15−20% полевого шпата
Виды глины: красно-коричневая, беловато-жёлтая и беловато-серая. Ещё
в древности изделия из глины научились расписывать. Керамику можно
покрывать специальным материалом − стекловидной глазурью или поливой,
которая после обжига делает предмет гладким, блестящим, придает ему
декоративность, он становится нарядным и долговечным. В зависимости
от видов глин, глазурей, цветных полив керамические изделия по-разному
называют: из красной глины, не покрытые глазурью − терракота, с глазурью
или поливами − фаянс или майолика. Из белоснежной глины, которая получила
название каолин, делают фаянс и фарфор.
Термин «майолика» (maiolica) − итальянский и произошёл от старого
названия испанского острова Майорка, через который морским путем
из Испании в Италию доставляли керамику. Майолика обозначает вид
керамики, к которому относят любые изделия из цветной обожжённой глины
с крупнопористым черепком и сюжетной росписью по сырой непрозрачной
глазури.
Слово «фаянс» имеет «географическое» происхождение: своим
появлением оно обязано итальянскому городу Фаэнца − одному из крупных
центров итальянского керамического производства. Но первый европейский
материал, который можно было отнести к настоящим фаянсам, появился
во Франции. Во Франции развитие керамического производства, особенно
раскрытие составов глазурей, связано с именем Бернара Палисси
(1510−1589 гг.) Созданный им особый вид керамики, получивший название
сельские глины, по многим своим свойствам очень близок к современному
фаянсу. Так называемый дельфтский фаянс появился во второй половине
XVII в. Это была керамика из белой глины, покрытая непрозрачной белой
оловянной глазурью и росписью.
Производство керамических изделий включает следующие основные
стадии:
1) измельчение, смешивание и увлажнение сырья,
2) формование изделия,
3) сушку,
4) обжиг.
Изделия обжигают несколько часов при высокой температуре. Иногда их
обжигают несколько раз: первый (утильный) − после того как их вылепят
и высушат, второй обжиг − после росписи и покрытия глазурью. Бывает
и третий обжиг, если предмет покрывают позолотой. Обжигов может быть
и больше, это связано с росписью изделия специальными красками. Каждая
краска требует своей температуры обжига, иначе она может выгореть. Роспись,
как известно, выполнялась в старину вручную. Механические приёмы
нанесения росписи возникают во второй половине XIX века. Роспись
наносилась после глазури, поэтому её называют «надглазурной».
«Подглазурная» роспись (т. е. до покрытия глазурью изделия) возникает в XIX
веке. Краски для росписи фарфора существенно отличаются от тех, которые
применяют в живописных работах по холсту, штукатурке, бумаге и т. п. Ведь
обязательным условием закрепления их на поверхности изделия является
обжиг. Даже среди современных красителей очень немногие способны
выдержать без изменения столь высокие температуры. Наиболее популярными
пигментами для приготовления подглазурной краски остаются синий кобальт
(на основе оксида кобальта (II)) и хромовая зелень (на основе оксида хрома
(III)). Помимо оксидов металлов в качестве красителей используют 50−80процентные растворы нитратов тяжёлых металлов: кобальта, хрома, никеля,
марганца, железа, урана, а также хлоридов золота и платины.
Народные промыслы художественной керамики в России
Гончарное ремесло известно на Руси с незапамятных времен. Глина была
повсеместно распространённым подручным материалом, легко поддавалась
обработке. С открытием обжига глиняные изделия, прежде всего глиняная
посуда и утварь, стали самыми практичными в быту древнего человека.
Ранее других возникла лепная керамика, т. е. вылепленная руками, без
каких-либо специальных приспособлений. Наряду с сосудами изготовляли
фигурки животных, птиц и людей. В них ярко отразились древние верования,
суеверия, приметы. В глиняных фигурках видели духов-охранителей человека,
его жилища, скота, посевов.
Глиняные сосуды тоже одушевлялись. Об этом свидетельствуют названия
частей керамического сосуда, сходные с человеком: тулово, шейка, горлышко,
носик, ручка.
Один из старейших приёмов украшения посуды − лощение. Это
блестящие полоски, которыми с помощью гладкого камня или кости –
лощила – покрывают часть либо всю поверхность сосуда, не совсем высохшего,
ещё не обожжённого. Одновременно лощение уплотняет поверхность черепка,
делает его менее водопроницаемым и более прочным. Известна краснолощёная
и чернолощёная керамика. Первая − цвета красной гончарной глины. Вторая –
задымлённая, обожжённая в коптящем пламени без доступа кислорода. Такую
чёрную керамику ещё называют томлёной или морёной.
В XVII−XVIII вв. московские гончары виртуозно выполняли чёрную
посуду – крупные кувшины, фляги, бочонки на ножках, украшенные, наряду
с лощением, рельефным и тиснёным орнаментом. Другой, более простой
способ украшения – обварка – состоял в том, что горячие горшки вынимали
из печи и сразу же окунали в мучную болтушку. При этом черепок уплотнялся,
а на его поверхности появлялись округлые концентрические коричневые пятна
и точки, образуя естественный орнамент.
Один из видов облагораживания и украшения глиняных изделий –
покрытие и роспись ангобом – жидко разведённой глиной цвета, отличного
от основного цвета изделия.
В 40-х гг. XVIII в. стали выпускать русскую ценинную посуду – с синей
и многоцветной (жёлто-зелёно-коричневой) росписью, которую наносили
на сырую (до обжига) поверхность, покрытую белой эмалью (непрозрачной
глазурью). Она была освоена на заводе московского купца Афанасия
Гребенщикова (открыт в 1724 г.), сын которого Иван Гребенщиков не только
изучил технологию майолики, но опытным путём сумел подойти к открытию
технологии изготовления фарфора. В конце XVIII в. в процессе конкурентной
борьбы дорогая майолика заменена более простым в изготовлении
полуфаянсом: изделиями из белой глины, покрытыми бесцветной прозрачной
глазурью и украшенными, как правило, одноцветной синей подглазурной
росписью. Фарфор с многоцветной надглазурной росписью, открытый в России
в XVIII в., позднее получил своеобразное декоративное направление
у народных мастеров керамического промысла. Параллельно с фарфором
и фаянсом, относящимся к тонкой керамике, продолжало развиваться народное
гончарство.
В XIX− начале XX в. характерно украшение гончарной посуды цветными
глазурями, процарапанным, рельефным орнаментом с помощью штампиков
и налепов.
Русские керамические промыслы в XVIII−XIX вв. существовали
во многих сёлах и деревнях. Каждый, как правило, обслуживал свой небольшой
район, и лишь некоторые приобрели широкое значение. В ряде районов
Ярославской, Московской, Калужской губерний сохранилась традиция
изготовления чёрнолощёной посуды, которую вытягивали в одних местах
на ножных, в других – на ручных гончарных кругах, украшали бороздками,
несложной гравировкой прямо на станке с помощью штампиков из дерева,
глины, металла. Это кувшины для масла, молока, корчаги для кваса, крынки
и горшки разных размеров для каши, сметаны и т. д.
В других местах делали не морёную, а обычную красную, коричневую
или желтоватую посуду из местной глины, украшали её горизонтальными
полосками, пятнами, кое-где веточками, нанесёнными белой глиной. Такого
типа гончарная посуда бытовала в Псковской, Новгородской, Тверской
и других губерниях. В некоторых районах покрывали красный черепок белым
ангобом, а на него порошком цветной глазури наносили несложный узор в виде
спиралей, полосок, пятен и слой бесцветной прозрачной глазури.
В Воронежской губернии гончарные кувшины, миски украшали рельефными
налепами в виде пуговок и поливали цветной глазурью. Применение трёх
цветных легкоплавких глазурей, коричневой (марганцевой), зелёной (медной)
и жёлтой (железной), характерно для гончарства разных районов второй
половины XIX− начала XX вв.
Основные современные промыслы русской художественной керамики –
это гжельский фарфор в Московской области, скопинская майолика
в Рязанской области, дымковская игрушка в г. Кирове, каргопольская игрушка
в Архангельской области, абашевская игрушка в Пензенской области.