Заняття №5

Тема: Плавні.

Мета:ознайомитися з плвнями та їх призначенням в керамічних масах.

Пояснити:роль плавнів в керамічних масах.

Тип заняття:лекція.

Література:Акунова Л.Ф. Материаловедение и технология производства художественных керамических изделий. Глава 3.

Французова И.Г. „Общая технология производства фарфоровых и фаянсових изделий бытового назначения”. Глава 2.

План лекції

1. Плавні, їх призначення у керамічних масах.

2. Польовошпатові матеріали і їх домішки.

3. Властивості і можливість використання у різних видах кераміки.

1. Плавні (флюси)-речовини, що дають в суміші з глинистою речовиною при прокалюванні більш легкоплавкі зєднання, ніж перша глиниста речовина. Введення плавнів також обумовлює зниження температури спікання керамічної маси, що має особливе значення в виробництві тонкої кераміки.

В процесі випалу плавні переходять в рідкий стан, розчинюючи частково основні компоненти маси (глинисту речовину та кварц). Одночасно плавень, наприклад польовий шпат, склеює зерна глинистої речовини та кваца, що в ньому не розчинилися, утворюючи в основному скелет керамічного матеріалу.

Плавні до температури, при якій вони починають проявляти флюсуючу дію можуть відігравати роль спіснюючих матеріалів.

Їх розділяють на власне плавні і невласне плавні.

Власне плавні-речовини, флюсуюча дія яких обумовлена низькою температурою їх плавлення. Сюди відносяться: польові шпати, пегматити і т.д.

Невласне рплавні – карбонатні породи.

2. Польовий шпат являє собою дось поширену гірську породу, який є складовою частиною багатьох вивержених гірських порід (граніт, гнейси, трахіт). Розрізняють 4 основні групи польових шпатів:

Калієвий польвий шпат – ортоклаз К₂O∙Al₂O₃∙6SiO_2. Зустрічається у вигляді кристалів в вигляді дрібнозернистих мас. Непрозорий, має характерний склянний або перламутровий блиск. Ортоклази можуть бути зафарбовані сірий, білуватий, жовтий та червоний кольори.

Натрієвий польовий шпат – альбіт Na₂O∙Al₂O₃∙6SiO₂. Кристали альбіту дуже схожі з кристалами ортоклазу, але ніколи не бувають такими крупними. Часто зустрічається у вигляді дрібнозернистої маси. Альбіт більш прозорий за ортоклаз, у тонких шарах просвічується, має скляний блиск. Колір альбітів буває білий, сірий, голубуватий, зеленуватий та червонуватий.

Кальційовий польовий шпат – анортит CaO∙Al₂O₃∙2SiO_2. Анортити утворюють майже такі ж кристали (завжди маленького розміру) та кристалічні маси, як ортоклази та альбіти. Блиск анортитів скляний або перламутровий. Колір білий, сірий, жовтуватий та голубуватий.

Вапняково-натрієвий польовий шпат – плагіоклази. Представляють собою суміш альбіту та анортиту. Важливим признаком, що відрізняє плагіоклази від ортоклазів є пластична будова перших. По хімічному складу плагіоклази представляють собою суміш мінералів, крайніми членами яких альбіт та анортит. Всі проміжні ізоморфні суміші того та іншого зустрічаються в різних пропорціях. В природі дуже рідко зустрічаються польові шпати, які точно відповідають тому чи іншому класу. Всі польові шпати – відносно тверді мінерали. Їх твердість по шкалі Мооса становить від 5,5 до 6,5 та в середньому дорівнює 6. Щільність польових шпаті коливається у межах від 2500 до 2800 кг/м³.

Родовища польових шпатів: Карелія, Красноярськ, Байкал, Маріупольський район. Застосовується в керамічній промисловості, як плавень – матеріал, який плавиться при температурі 1200ºС і діє на інші матеріали шихти чи маси, як флюс або плавень.

3. Головними споживачами польового шпату є керамічна промисловість. Де використовується у якості плавня при виробництві фарфору та електрофарфору, фаянсу, кислотостійких та санітарно-будівельних виробів, каналізаційних труб та полив. Польові шпати в керамічних масах відіграють подвійну роль. В сирій масі вони діють, як матеріали в випаленому стані при випалі утворюють вязку скломасу, яка заповнює всі пори між решіток компонентів керамічної маси і як-би склеює між собою, при охолоджені загускає в монолітну масу. Польові шпати містять домішки кварца, слюди, оксидів заліза. Найбільш шкідливі накопичення в польовому шпаті домішків заліза. Ці домішки визиваютьна виробах чорні точки, так звану „мушку”. Крім оксидів заліза шкідливими є домішки сполук титана, які викликають неприємне забарвлення черепка.

Пегматити являють собою польові шпати, які проросли зернами кварцу. Родовища пегматитів знаходяться на Уралі і в Мурманську. В силікатній промисловості пегматити застосовують при виробництві фарфоро-фаянсових виробів у якості замінників польових шпатів. Запаси якісних польових шпатів закінчуються.

Граніти представляють собою глибинні магматичні породи. Структура гранітів кристалічна, іноді порфіроподібна. Колір –сірий, червоний, рідше зелений. Щільність граніта 2700кг/м³. граніти представляючі інтерес, як джерело польовошпатової сировини, містять менше 5% кольорових металів 5-7% К₂О і 2-3% Na₂O. З таких світлих гранітів отримують кварц-польовошпатовий концентрат для виробництва безкольорового скла, фаянсу та фарфору.

Сієніти та нефелінові сієніти відносяться до глибинних магматичних порід. Сієніти майже не містять кварцу і складаються в основному із лужних польових шпатів і кольорових мінералів. Нефелін, який добувають із нефелінових сієнітів та апатит-нефелінових руд є глиноземною сировиною для отримання алюмінія, використовують для отримання соди. Нефелін широко використовується у виробництві скла, фарфора та фаянса. Застосування нефеліна в цих галузях зумовлено наявністю в ньому глинозему та лугів. Глинозем збільшує щільність скла, а луги відіграють роль флюса.

Контрольні запитання:

1. Які ви знаєте спіснюючі плавні?

2. Який вплив здійснюють плавні на керамічну масу?

3. Назвіть види польовошпатових матеріалів?

4. Що собою представляють пегматити та нефелін і нефелінові сієніти?

5. При виготовленні яких видів кераміки застосовують плавні?