Рецепт фарфора для обжига

Обжиг фарфоровых изделий

При двукратном обжиге фарфора (рис. 55) первый обжиг проводят при температурах 850-1050 ºC (см. табл. 1, 2). При этом в фарфоровой массе проходят те же реакции, что и при первом обжиге фаянсовых изделий, т. е. удаление свободной и кристаллически связанной воды, выгорание органических включений и углерода, диссоциация карбонатов, образование небольшого количества стекловидной фазы. Это приводит к получению после обжига материала с механической прочностью более 10 МПа и водопоглощением 16-19% (см. табл. 13), необходимых для выполнения последующих операций. Цвет полуфабриката изменяется от серого до белого со слабым розовым оттенком. Материал изделий, прошедших первый обжиг, не размокает в воде при глазуровании.

После первого (утельного) обжига фарфоровые изделия подвергают либо декорированию подглазурными красками, ангобами, растворами солей и т. д., либо глазурованию, а затем второму (политому) обжигу, декорированию надглазурными красками, препаратами золота и других драгоценных металлов, люстрами и последующему их закрепительному обжигу.

Рис. 55. Кривые режимов двукратного обжига фарфоровых изделий в туннельной печи:
а — первого, б — второго

Второй обжиг фарфоровых изделий (см. рис. 55) разделяют на ряд периодов.

Первый период протекает при подъеме температуры до 900-940 °С. В этот период достигается весьма незначительное спекание материала. В печи поддерживается окислительная газовая среда.

Второй период обжига характеризуется постоянной (или с малыми отклонениями) температурой 940-1040 ºC и окислительной газовой средой. Выдержка проводится для выравнивания температуры изделий в печи, нагретых неравномерно вследствие быстрого подъема температуры в первый период. Выравнивание температуры -это подготовка к ответственному периоду в обжиге фарфора — обжигу в восстановительной газовой среде. Окислительная газовая среда во втором периоде обжига необходима для выгорания углерода (отложившегося на поверхности, а также в порах изделий и глазури), которое должно быть закончено до начала следующего восстановительного периода, когда глазурный слой спекается и уплотняется.

Углерод, не выгоревший к этому времени из-за недостатка кислорода, придает фарфору серую окраску, или поверхность изделия покрывается мельчайшими кратероподобными точками-наколами. В этот период образуется небольшое количество стекловидной фазы, которая цементирует твердые частицы массы и обусловливает повышение механической прочности черепка.

Третий период обжига является специфической особенностью фарфорового производства. Температуру обжига в этот период поднимают до 1250 °С и создают восстановительную газовую среду. Это необходимо для устранения желтоватой окраски фарфора, получающейся в результате присутствия оксида железа (III) Fe₂O₃ в составе сырьевых материалов (глине, каолине, полевом шпате и др.). При обжиге в восстановительной газовой среде оксид железа (HI) Fe₂O₃ восстанавливается оксидом углерода СО до оксида железа (II) FeO, который образует с кремнеземом силикат, изменяющий желтоватую окраску фарфора на голубоватую. Восстановление оксида железа (III) в оксид железа (II) начинается при температуре 900 ºC и должно закончиться до закрытия пор (для твердого фарфора — около 1200 °С), после чего оксид углерода СО не сможет свободно проникать в материал изделия. Хотя содержание оксида железа в фарфоровых массах не превышает 1-2%, восстановительный процесс продолжается 3-5 ч (в туннельной печи) вследствие малого (слабого) газообмена в мелкопористом материале.

Восстановительные условия создаются увеличением концентрации оксида углерода в продуктах горения топлива (до 3- 4 %) за счет регуляции подачи воздуха в горелки при температуре 900-1250 °С. Увеличение содержания СО нежелательно, так как при этом в продуктах горения образуется сажа, которая осаждается на изделиях. При ее выгорании на поверхности глазури возможно, появление такого дефекта, как наколы.

В восстановительной газовой среде идет не только восстановление оксида железа (III), но и восстановление сульфатов кальция и натрия, присутствующих в глинистых компонентах массы, до сульфидов и сульфитов, которые диссоциируют с выделением газообразных продуктов при температуре ниже температуры расплавления полевого шпата. Выделение газообразных продуктов до закрытия пор способствует получению бездефектного (без вздутий) фарфора.

В этот период в массе интенсивно развивается стекловидная фаза, постепенно закрывающая капилляры и поры в материале, что сопровождается интенсивной усадкой изделий. Увеличение количества стекловидной фазы происходит за счет плавления полевого шпата. На этом этапе в массе также зарождаются нитевидные кристаллы муллита и начинается расплавление глазури.

Источник

Изготовление фарфора

Производство фарфора – это тонкое искусство, химия, магия, не зря материал называют «белым золотом». Были времена, когда столовые сервизы из него ценились дороже драгоценных металлов, считались привилегией венценосных особ.

История появления

Секрет производства фарфоровой массы долгое время был тайной. Родиной материала считается Китай, где он появился в 620 году. Почти тысячу лет китайские мастера оставались монополистами, тщательно оберегали рецепт и секрет изготовления каолиновых изделий.

Тем временем европейские мастера экспериментировали, чтобы получить оптимальную формулу. В итоге в 1708 году это удалось двум немецким ученым – Беттгеру и Чирнгаузу. Им удалось получить качественное сырье для фарфора. Так началась его эра в Европе.

В том же 1708 году в Дрездене открылась первая мануфактура, занимавшаяся выпуском неглазурованных столовых приборов. Через два года мастера презентовали изделия немецкому королю – он их одобрил. А вскоре немецкие сервизы покорили другие страны.

Подробное описание сырья и технологии появилось позднее, через 20 лет. Постепенно производство освоили во Франции, Англии, России.

Описание

В классическом варианте это полупрозрачный материал, тонкая остекленная керамика. Его характерные признаки:

• белый цвет с синим отливом;
• высокая прочность – оцарапать острым предметом изделия не получится;
• низкая пористость;
• устойчивость к химическому и температурному воздействию;
• природная красота.

Состав и подготовка сырья

Для изготовления фарфора используется масса, в составе которой:

При таких пропорциях смесь получается белой, с необходимой степенью прозрачности, пластичной. Не каждая глина подходит – только определенные сорта.

Подготовка сырья необходима, чтобы разрушить природные твердые материалы до состояния мельчайших гранул и получить однородную массу. Для получения равномерного состава пластичный каолин распускают в воде, используя мешалки с лопастями.

Затем предварительно подготовленную массу (она имеет консистенцию суспензии) просеивают через промышленные сита. В каждом сите – 3500-5000 отверстий на 1 см 2 . В них встроен электрический магнит, очищающий смесь от крупных металлических примесей.

Полевой шпат и кварц очищают от посторонних примесей, после чего обжигают в специальных печах. Температура обжига – 900-1000 градусов. В процессе термической обработки кварц растрескивается, его проще перемолоть и очистить от железных соединений.

Очистка от железа – обязательный этап, потому что если этого не сделать у готовых изделий будет грязный коричневый оттенок.

Для максимально тонкого помола в промышленные мельницы добавляют специальные добавки. Они поверхностные, на качество фарфоровых изделий не влияют.

Когда однородная масса получена, ее еще раз просеивают, затем обезвоживают в фильтр-прессах и отправляют на вылеживание. Вылеживается сырьевая масса во влажных помещениях в течение двух недель. За это время она разрыхляется, повышаются ее пластические свойства. Затем из сырья удаляют воздух в вакуумных прессах и отправляют для формирования заготовок.

Формование

Технология производства фарфора – сложный многоступенчатый процесс. Этим во многом объясняется высокая стоимость изделий. Для формования заготовок используются формы из гипса или ПВХ.

Формование проводится полуавтоматическим или автоматическим способом. Для раскатывания пласта одинаковой толщины используется специальный ролик и вращающаяся форма.

Вещи сложной формы, имеющие декоративно-художественную ценность и сложную конфигурацию, изготавливаются методом литья. Для заготовок используются гипсовые или разъемные формы.

Сушка

Когда будущая чашка, ваза, чайник, тарелка сформованы, их нужно высушить. Исходная влажность сырьевой массы – 22-24%, а после сушки показатель сокращается до 2-4%. Это необходимо для получения прочной продукции, без внутренних трещин и деформации.

Сушка состоит из двух этапов:

1. Предварительный – заготовки сушат в формах до 15-16% влажности, после чего их вынимают из форм.
2. Окончательный – заготовки сушат без форм до 2-4% влажности.

Обработка проводится в специальных сушилках, что значительно ускоряет процесс. Высушенные каолиновые изделия зачищают от швов, удаляют загрязнения, пыль и отправляют на обжиг.

Обжиг

Первый обжиг проводится при температуре 900 градусов и занимает около 12 часов. Затем изделие покрывают глазурью и снова обжигают.

Температура повторного обжига выше, стартует от 1000 градусов – точный показатель зависит от типа фарфора, техники его изготовления.

Типы фарфора

Материал классифицируется по технике изготовления как:

Твердый

В его составе от 47 до 66% каолина. Обжиг проходит при температуре 1400-1600 градусов. Изначально в таком сырье меньше влажности – заготовки практически не деформируются.

Костяной

Этот вид считается самым прочным, при этом ценится за тонкие, просвечивающиеся стенки. При кажущейся внешней хрупкости разбить его сложнее, чем классический.

Половину состава костяного фарфора занимает костяная мука – отсюда и название.

Бисквитный

У бисквитного фарфора пористая шероховатая структура, внешне похожая на мрамор. Эта особенность объясняется тем, что заготовки проходят только первичный обжиг при температуре от 800 до 1000 градусов.

Матовая фактура настолько эффектно смотрится, что ее обычно не покрывают глазурью. Эта техника используется для изготовления ваз, статуэток, других предметов интерьера. Посуду из бисквитного фарфора не делают.

Мягкий

В состав мягкого сырья входит меньше каолина – 25-40%. При этом количество полевого шпата и кварца увеличено – 45 и 30% соответственно. Каолиновая масса получается не такой прочной, зато очень пластичной.

Есть несколько разновидностей мягкого фарфора:

1. Полевошпатный. В нем содержится 50% шпата и всего 30% белой глины. Материал плотный, тяжелый, но не прочный, поэтому стоит намного дешевле аналогов. Обжигается один раз.
2. Высокополевошпатный. Отличается от полевошпатного большим количеством кварца – 45%. Удельный вес глины – всего 15%. Изделия из него считаются элитными, обжигаются при низкой температуре.
3. Фриттовый – прочный, устойчивый к термическому воздействию, химикатам, доступный по стоимости. Обжигается при самой низкой температуре. В состав помимо глины входят сплавы солей и стекла. Фриттовая масса часто используется для лепки статуэток и других оригинальных вещей.

Мягкую каолиновую массу предпочитали мастера Древнего Китая, а твердую – европейские умельцы.

Роспись

Есть два вида росписи: подглазурная и надглазурная.

При подглазурной росписи сначала на изделие наносят краски, а затем окрашенный слой покрывают глазурью. Глазурь прозрачная, придает элегантный блеск изделиям, защищает от микротрещин, ультрафиолета, воздействия щелочей. Такую посуду можно мыть много раз без ущерба качеству.

Надглазурная техника выполняется в обратной последовательности: сначала изделие покрывают глазурью, а на нее уже наносят краску. Цвета получаются яркие, насыщенные, но со временем блекнут, тускнеют.

Для сервизов и аксессуаров массового производства рисунки наносят по технике деколи. Сначала рисунок печатают на специальной бумаге, затем – наклеивают его на чашку, супницу, тарелку и обжигают. Бумага сгорает, а краски впечатываются в поверхность посуды.

Фарфоровые изделия премиум-класса – штучный товар, мастера расписывают его вручную, декорируют золотом и серебром. Стоимость работы высокая, зато получаются настоящие произведения искусства.

Источник

Лучший рецепт холодного фарфора

Керамическая флористика сегодня находится на пике популярности. Мастера хенд-мейда создают великолепные цветы, почти не отличимые от настоящих, используя лучшие рецепты так называемого «холодного фарфора». Этот материал высоко ценится за доступность и широкие декоративные возможности. Предметы малой пластики, изготовленные из него, по внешнему виду очень похожи на настоящий фарфор – такие же тонкие, изящные и словно пронизанные светом.

Знакомство с материалом

Холодный фарфор – аналог современных полимерных глин, который можно сделать в домашних условиях. Несмотря на своё название, к настоящей керамике, в состав которой входят каолин, полевой шпат и кварц, материал не имеет никакого отношения. Он затвердевает на открытом воздухе, не нуждаясь в дополнительном обжиге или нагреве. Обычно при температуре 20- 24°С процесс занимает не более 2 суток.

В отличие от классической полимерной глины или керамики, сфера применения холодного фарфора ограничена. Материал идеально подходит именно для изготовления цветов, хорошо передавая текстуру листьев и полупрозрачных, нежных лепестков. Намного реже из него делают скульптурки и никогда – посуду, поскольку даже после высыхания изделия боятся воды и высоких температур.

История

Родиной холодного фарфора считается Аргентина. Именно там, в начале XX века изобрели аналог высокотемпературной керамики, не требовавший ни сложного многоступенчатого процесса обработки, ни специального оборудования. Хотя поиски альтернативы традиционному фарфору велись намного раньше и в разных частях света. Например, в Италии существовал особый вид солёного теста – pasta di sale, обладавший большой пластичностью и позволявший изготавливать миниатюрные фигурки (bomboniere) с ювелирной проработкой деталей. Однако у изделий был существенный минус – высокая пористость, приводившая со временем к их разрушению.

Материал аргентинских мастеров отличался намного большей стойкостью и долговечностью, поэтому быстро стал популярным. Сначала на латиноамериканском континенте – особенно у себя на родине, в Бразилии, Чили, Боливии и Перу, а затем в США, Японии и странах Европы. В Англии и Америке его относят к художественной керамике (хотя такая классификация весьма условна) и ценят соответственно.

Ежегодно устраиваются выставки и презентации лучших мастеров холодного фарфора, что служит толчком для дальнейшего развития промысла. В западных странах материал принято называть «бисквитом», по аналогии с керамикой, прошедшей только первый, утельный обжиг.

Преимущества перед полимерной глиной

Современные виды «пластики» высокого качества – главные конкуренты холодного фарфора. И если в скульптурной лепке или кукольном деле достоинства «полимерки» неоспоримы, то для мастеров, занимающихся керамической флористикой не всё так однозначно.

Цветы в обоих техниках очень похожи: они натуралистичные, достаточно прочные и по праву могут называться произведениями искусства. Почему же стоит предпочесть холодный фарфор?

1. Материал, изготовленный в домашних условиях, намного дешевле фабричных аналогов.
2. При выборе «правильного» рецепта, масса для лепки получается очень пластичной и позволяет создавать тончайшие детали, что не всегда удаётся с полимерными составами.
3. Материал экологичный и гипоаллергенный, работать с ним можно даже детям младшего возраста.
4. Для отвердевания фарфоровой массы не требуется термическая обработка. Изделия высушиваются естественным путём, достигая прочности камня.
5. Материал обладает прозрачностью, не свойственной большинству полимерных глин.

Главный минус «фарфоровых» изделий – уязвимость при эксплуатации. Их необходимо беречь как от солнечных лучей, так и от низких температур или чрезмерной влажности. При неблагоприятных условиях декоративная пластика начинает разрушаться. Лучше всего покрыть декор акриловым лаком, который хотя бы частично защитит о воды, перегрева и вредителей, привлёчённых натуральным продуктом.

Состав

В классический рецепт холодного фарфора входит:

• крахмал (чаще всего кукурузный);
• клей ПВА;
• глицерин;
• косметический крем без выраженной парфюмерной отдушки (например, детский).

Поскольку масса состоит из натуральных ингредиентов, в неё стараются добавлять консерванты – лимонную кислоту или бензоат натрия, которые защищают от бактерий и грибка.

Клей ПВА – первый по значимости компонент фарфоровой массы. От него зависит прочность готовых изделий, их гибкость после высыхания, отсутствие трещин, толщина и проработка деталей. Клей обязательно должен быть с пластификатором, иначе приготовить из него тесто для лепки не получится.

Идеальной среди мастеров считается смесь из «Момента супер ПВА» от Henkel (класс D2 – D3) с «Титаном ПВА столяр» от Selena. Пропорция соответственно 1:3 или 1:2. Можно пользоваться пластифицированной дисперсией ПВА, некоторые художники считают лучшим именно этот вариант.

Крахмал придаёт изделиям мягкость и приятную бархатистость. Он выступает в роли наполнителя, одновременно сгущающего массу для лепки и адсорбирующего лишнюю воду, которая содержится в ПВА. Впитывая жидкость, зёрна набухают, увеличивая плотность материала. Адсорбция у разных видов продукта отличается. Наилучшим считается холодный фарфор из кукурузного крахмала, он славится особой белизной и прозрачностью. Хотя допустимо использовать картофельный, рисовый и тапиоковый порошок.

Глицерин уменьшает вязкость состава, благодаря ему, масса для лепки не липнет к рукам или инструментам. Некоторые мастера керамической флористики пробуют обойтись без этого компонента, считая, что таким образом ускорят процесс высыхания готовых изделий, но качество фарфорового теста резко снижается.

Крем делает материал мягким и эластичным, надёжно защищая от трещин. Многие предпочитают косметику «Nivea», считая её оптимальной по соотношению цены и качества. Можно также использовать вазелин или масло Johnson’s Baby.

Лучшие рецепты от опытных мастеров

В процессе работы с самодельной «глиной», каждый художник находит свой индивидуальный состав, максимально соответствующий его запросам. Варьируются пропорции и соотношение ингредиентов, добавляются новые компоненты, не указанные в базовой рецептуре. Конечная цель прилагаемых усилий – гладкое, «послушное» тесто, которое легко моделируется, не прилипает, не даёт трещин при усадке, хорошо окрашивается и не разрушается со временем.

Рецепт №1

В данном случае состав мало отличается от базового, но акцент делается на грамотный подбор компонентов от конкретных производителей.

• клей ПВА «Момент столяр» D1;
• кукурузный крахмал;
• масло детское Johnson’s Baby;
• универсальный крем для лица и тела Nivea (в синей банке);
• лимонная кислота.

Фарфоровая масса по этому рецепту получается очень похожей на тайскую самозастывающую глину Мodern clay, которая считается одной из лучших в профессиональной керамической флористике. Секрет высокого качества заключается в клее – нужна именно марка, указанная списке компонентов, причём, только от немецкого производителя. Важно избегать подделки, у неё совершенно другие свойства.

1. Нужно взять 2 стакана одного объёма. В первый наливаем 100 мл клея, а во второй насыпаем крахмал так, чтобы оба ингредиента находились на одном уровне. Как известно сыпучие вещества дают усадку. Поэтому стаканом с крахмалом необходимо слегка постучать по столу, а затем добавить ещё 3 полных чайных ложки продукта. В итоге его уровень поднимется, а это как раз то, что нужно.
2. Приступим к варке фарфоровой массы. Потребуется посуда с толстым дном и, желательно, антипригарным покрытием. Лучше всего, если она не будет впоследствии использоваться для приготовления пищи. И ёмкость, и лопатка, которой придётся помешивать массу в процессе варки, должны быть идеально чистыми. Иначе ворсинки и пыль попадут в смесь для лепки, и она потеряет свой белоснежный вид.
3. В посуду для варки наливаем клей, добавляем ½ чайной ложки крема, столько же лимонной кислоты и в два раз больше детского масла.
4. Ставим посуду на слабый огонь. Постоянно помешивая массу, ждём, пока растворится крем. Действуем только деревянной лопаткой, чтобы не повредить антипригарное покрытие.
5. Когда ёмкость нагреется и на поверхности смеси проступят первые пузырьки воздуха, засыпаем крахмал. Добавляем продукт в 2 приёма, разделив на равные по объёму порции. При этом продолжаем всё время мешать фарфоровое тесто, двигая лопаткой по кругу и как бы собирая его в комок. Ответственный момент: массу можно переварить или недоварить. В первом случае она утратит пластичность и станет «резиновой», во втором – превратится в подобие жвачки, липнущей ко всему, с чем соприкасается. И тот, и другой вариант непригоден для работы.
   Масса нужной степени готовности должна легко отделяться от лопатки, если приподнять её над посудой и отпустить. Как только комок перестанет липнуть к деревянной поверхности, ёмкость нужно снимать с огня.
6. На заранее подготовленный стол (доску), присыпанный крахмалом выкладываем фарфоровую массу и оставляем на некоторое время.
7. Вымешиваем тёплое тесто. Руки присыпаем крахмалом. Разминать материал нужно до тех пор, пока он не станет полностью однородным, мягким, эластичным (не рвётся при растягивании) и бархатистым на ощупь.
8. Готовую массу для лепки плотно заворачиваем в полиэтилен, выдавливая весь воздух, и помещаем в непрозрачный контейнер с герметичной крышкой.

Храним в прохладном месте, без доступа солнечных лучей, но не в холодильнике и тем более не в морозилке. Низкие температуры негативно влияют на ПВА, снижая пластичность теста в целом. Но существуют отдельные марки клея, устойчивые к холоду, поэтому если использовать их, заготовленный материал может храниться в морозилке до 3 лет. Определиться с выбором можно только экспериментальным путём.

Рецепт №2: без варки

Нагревание клея ПВА и глицерина сопровождается выделением токсичных веществ. Поэтому при варке составов с этими компонентами, необходимо хорошо проветривать помещение и пользовался средствами индивидуальной защиты. А ещё лучше вообще не ставить фарфоровое тесто на огонь. Его вполне можно изготовить и без нагревания.

Лучший рецепт холодного фарфора без варки:

1. 5 столовых ложек клея ПВА, смешиваем в контейнере для хранения продуктов с ½ чайной ложки лимонной кислоты. Консервант предохранит тесто для лепки от заплесневения.
2. Добавляем 4 чайных ложки порошкового клея КМЦ, известного также как эфир целлюлозы. Он выступит в качестве пластификатора и загустителя.
3. Тщательно перемешиваем все ингредиенты. Появление в смеси комочков не говорит о том, что технология была нарушена – это естественный процесс.
4. Контейнер со смесью, напоминающей густую сметану, закрываем крышкой и оставляем на 30 минут.
5. Берём гигиеническую одноразовую пелёнку, надрезаем и вынимаем целлюлозный наполнитель. Потребуется 2 столовых ложки распушенной ваты, которую нужно добавить в клеевое тесто.
6. Мешаем до тех пор, пока целлюлоза полностью не разойдётся, а состав вновь станет однородным.
7. Вводим по 1 чайной ложке глицерина и вазелинового масла. При желании можно добавить такое же количество рицинового масла или специального пластификатора для ПВА. Это улучшит скульптурные свойства самодельной «глины», приблизив её к заводским образцам.
8. Последний компонент – рисовая мука, которую нужно добавлять по 1 столовой ложке, тщательно вымешивая и следя за состоянием фарфорового теста. Обычно требуется около 5 столовых ложек продукта (не более). В конце тесто разминаем руками, поскольку оно становится плотным, но сохраняет мягкость и эластичность.

Рисовая мука в рецепте заменяет крахмал, в 4 раза эффективнее сгущая смесь. Её предпочтительно использовать именно в фарфоровом тесте без варки.

Готовую смесь помещают в герметичный контейнер и оставляют «дозревать» 2-3 часа. Затем её заворачивают в пищевую плёнку и хранят в любой закрытой ёмкости. Непосредственно перед лепкой массу необходимо тщательно размять ещё раз. По своим свойствам она напоминает зефирную глину, типа немецкой Fimo Airlight или японской Hearty.

Источник