Отощающие материалы

Введение отощающих материалов в шихту фарфоровых и фаянсовых масс позволяет регулировать технологические свойства формовочных масс и литейных свойств шликера, а также получать изделия с заданными свойствами. Отощающие материалы снижают пластичность масс и, следовательно, уменьшают усадку изделий в сушке и обжиге, а также препятствуют деформации изделий в сушке и обжиге. Количество вводимых в массы отощающих материалов, их природа, зерновой состав и температура обжига изделий влияют на физико-технические свойства фарфора и фаянса (прочность, водопоглощение и др.).

В качестве природных отощающих материалов используют кварц жильный молотый, кварцевый песок, кварцевые отходы обогащения каолинов, а искусственных - шамот и дегидратированную глину.

Шамот - размолотый бой обожженных неглазурованных изделий или керамический материал, получаемый обжигом глин и каолинов при температуре не ниже 800 °С. Дегидратированная глина - это глина, обожженная до температуры 700-750 °С, при которой она теряет химически связанную воду (из каолинита уходит кристаллически связанная вода и становится непластичной при смешивании с водой.

Содержание отощающих материалов в массах доходит до 40%.

Кремнезем SiO2, образующий кварцевые породы, при обжиге претерпевает полиморфные превращения, переходит из одной кристаллической формы в другую. Эти переходы сопровождаются изменением объема кварца, что необходимо учитывать при выборе режима обжига и охлаждения, так как это обратимые процессы.

Например, при температуре 117 °С модификация кварца α-тридимит переходит в β-тридимит, при этом объем кварца увеличивается на 0,2 %; при температуре 180-270 °С β-кристобалит переходит в α-кристобалит с увеличением в объеме на 2,8%; β-кварц при температуре 573 °С переходит в α-кварц с увеличением в объеме на 0,82%. Реакции идут с большой скоростью, поэтому в этих интервалах температур, особенно при температуре 573 ºC, необходима выдержка без резкого подъема температуры. Несоблюдение режима обжига в этот период может стать причиной растрескивания изделий. Данный эффект используют для облегчения помола кварца, который вначале обжигают при температуре 900 °С, а потом резко охлаждают. При этом куски кварца растрескиваются и затем легко измельчаются.

Кремнеземистые материалы, используемые для производства фарфоровых и фаянсовых изделий, должны содержать не более 0,2% оксида железа и не менее 95% SiO2 для I сорта.

Каолинизированный кварцит (гусевский камень) двух разновидностей используют в производстве фарфоровых изделий. Бесщелочная разновидность (K2O + Na2O менее 0,5 %) - темно-серого цвета, состоит в основном из кварца (56 %) и каолинита (40 %). Кварцит нормальной щелочности (K2O + Na2O до 2,5%) - серого и темно-серого цветов, содержит кварц (50-55%), каолинит (20-30%) и гидрослюду (14-22%). Гусевский камень, введенный в фарфоровые массы (до 50 %), частично заменяет полевой шпат, каолин, кварц и кварцевый песок и способствует повышению белизны и просвечиваемости фарфора.

В капсельные массы, используемые для изготовления огнеупорных изделий (капселей, плит, стоек и др.), вводят шамот. Шамот получают обжигом огнеупорных глин с последующим измельчением или используют размолотый и просеянный бой бракованных капселей, плит и других изделий.