Заняття №28

Тема:Керамічні фарби.

Мета:Ознайомитися з пігментами та керамічними фарбами.

Пояснити:що представляє собою шпінель.

Тип заняття:лекція.

Література:Мороз И.И. Технология фарфоро-фаянсовых изделий. Глава 11.

План лекції.

1. Основні відомості про керамічні фарби та пігменти.

2. Надглазурні керамічні фарби та пігменти.

3. Препарати дорогоцінних металів.

4. Підглазурні фарби-розчини-люстри.

1. Керамічні пігменти представляють собою зєднання металів у вигляді окислів та солей (боратів, алюмінатів), які дають при взаємодії з керамічними матеріалами (в процесі випалу) кольорові зєднання, або деякі благородні метали в тонкодисперсному стані (ці метали володіють характерним кольором і дають окрас в результаті їх здатності давати при випалі колоїдні розчини в керамічних масах та поливах).

Пігменти.

Fe₂O₃ – найбільш стародавня керамічна фарба, використовуваляся гончарами в епоху неоліту. Колір оксиду заліза змінюється в залежності від від температури прокалювання: 600⁰С – червоний з жовтуватим відливом, 700⁰С – червона, 800⁰С – червоно-фіолетова, 900⁰С – фіолетова, вище 900⁰С – темно-фіолетова до чорної.

Cr₂O₃ – дуже стійкий зелений барвник. Забарвлення оксда хрома залежить від продовжуваності і температури прокалювання.

CoO – легко розчинюється в силікатних стеклах, використовують для отримання красивих прозорих синіх полив – майолікових, фаянсових та фарфорових.

MnO₂ – барвник, в чистому вигляді розчинюється в поливах, зафарбовуючи їх в коричнево-фіолетові тона, часто використовується природнє зєднання марганця піролюзіт, який містить і значну кількість оксида заліза.

CuO – застосовують для зафарбовування легкоплавких полив в прозорі зелені і голубі тона (в залежності від складу керамічних мас).

NiO – слабий барвник, який застосовується для зафарбовування мас і полив в поєднанні з іншими фарбниками в зелені і коричневі тона.

Процес приготування пігментів включає слідуючі операції: тонкий помел компонентів, змішування, спікання при температурі 700-1400⁰С, подрібнення, промивка, сушка.

Вузька кольорова гамма оксидних фарбників, їх низька стійкість до дії глазурних розплавів і високих температур при випалі – всі ці фактори знижували якість виробів. Тому було освоєно виготовлення барвників аналогічних природньо зафарбованим мінералам типа шпінелі, корунда, віллеміта, корунда, граната, циркона, кристалічні решітки яких відрізняються високою хімічною стійкістю, стійкістю до дії високих температур і мають високі показники переломлення світла.

Шпінелі – пігменти, які надають керамічному окрасу велику міцність, які роблять її більш стійкою по відношенню до високих температур і різним хімічним агентам. Вони представляють собою штучний строго стехиометричний склад із двох окислів: закису і окису. Назва їх пішла від натуральної шпінелі: MgO Al₂O₃ – алюміната магнія кристалічної будови.

Шпінелі відносяться до групи хімічних зєднань з загальною хімічною формулою R^//O, R^///₂O₃.

Де R^// - катіон двувалентного метала, як наприклад магнія, цинка, марганця (11), заліза (11).

R^/// - катіон трьохвалентного метала, як наприклад алюмінія, хрома, заліза (111).

Отже, особлива міцність шпінелей зумовлена наявністю у них кристалічної структури, яка характеризується щільною упаковкою атомів.

Для кращого приплавлення пігмента до поливи або до основного керамічного матеріала його змішують зі спеціальними легкоплавкими стеклами (флюсами) або з відповідною поливою, польовим шпатом, каоліном.

Флюсами для надглазурних фарб служать спеціальні легкоплавкі стекла. Призначення флюсів зводиться до закріплення керамічних фарб на глазурованій поверхні виробу, а також для надання їм відповідного блиску.

Таким чином, керамічні фарби представляють собою суміш пігментів з флюсами або поливою, до якої інколи додають польовий шпат, каолін і інші матеріали.

2. По характеру застосування керамічні фарби підрозділяються на надглазурні і підглазурні. Надглазурні фарби наносяться на глазурований керамічний виріб з послідуючим закріпленням їх на цьому виробу декоративним випалом.

Підглазурнікерамічні фарби наносяться на неглазурований керамічний виріб, які після висихання і попереднього прокурювання або без нього покривають поливою і випалюють.

Надглазурні фарби в порівнянні з підглазурними відрізняються меншим блиском і стираються при довгій службі в той час, як підглазурні фарби, які не піддаються безпосередній дії атмосферних і інших агентів (будучи зазищеними шаром поливи), є порівняльно довговічними.

Надглазурні фарби представляють собою суміш пігментів з флюсами.

В якості пігментів для надглазурних керамічних фарб, як і взагалі для керамічних фарб, можуть бути використані оксиди і солі тітана, нікелю, міді, кадмію, олова, сурьми, свинцю, вісмута і тд., які беруть окремо, або в поєднанні один з одним, потім деякі метали в тонкодисперсному стані, а також глинозем, оксид цинку і речовини, які самі по собі є безкольоровими, суттєво впливають на колір пігмента.

3. Рідке золото, яке застосовується для розпису в керамічній промисловості представляє собою розчин органічного зєднання золота (харца) в суміші нітробензола, хлороформа і ефіра.

Для отримання харца хлорно-амонійну сіль розчиняють в етиловому спирті і цей розчин приливають в сірнистий бальзам (суміш скіпідара та сірки, оброблена при Т 160⁰С). В результаті цієї реакції із розчину випадає осад резинату золота – харц. Його промивають водою і етиловим спиртом для видалення слідів хлористого амонію.

Неохідна для розпису консистенція препарата досягається шляхом розчинення його в суміші нітробензола, хлороформа і ефіра. Потім до препарата додають флюси – резинати вісмута, родія та хрома. Для підсилення жовтого забарвлення в розчин вводять резинат срібла. Вміст золота в препараті 10-12%.

Розпис виконаний рідким золотом закріпляють при температурі 750-830⁰С окремо від інших налглазурних фарб.

Поршкове золото отримують подрібненням металічного золота і рочиненняим його в „царській водці” (суміші соляної і азотної кислот). Закріпляється порошкове золото при Т 750-815⁰С.

Рідке срібло 20% консистенції, яке застосовується для декорування кераміки має склад (%): „харц” срібла 33,6% кнцентрації – 73, масло мятне – 9, скіпідар – 4,5, хлороформ – 4,5. На виробах срібло закріпляється при Т 770-800⁰С.

4. Люстрами називають розчини металів або оксиди металів в ефірних маслах. Нанесений на глазуровану поверхню керамічних виробів люстр утворює тонку плівку з характерним металічним блиском і перламутровим відтінком. Металічний відблиск люстра (ірізація) є результатом дифузії найдрібніших частинок метала в поверхневий шар розмякшеної поливи. Різниця коефіцієнтів переломлення світла і поверхневої люстрової плівки приводить до розкладення світлових променів.

Розрізняють слідуючі види люстрів: безкольорові (вісмутові, глиноземні, свинцеві, цинкові); зафарбовані (уранові, залізні, хромові, кобальтові, мідні, кадмієві); металічні (містячі благородні метали – срібло, золото, платину). Закріплюють їх в печах при температурі 540-810⁰С (в залежності від складу).

Контрольні запитання:

1. Які речовини називають керамічними фарбами та пігментами?

2. Назвіть класифікацію керамічних за характером застосування.

3. Які препарати дорогоцінних металів застосовуються для декорування виробів?

4. Що собою представляють підглазурні фарби-розчини-люстри?