Напряжения, создающиеся при обжиге

Содержащаяся в глине химически связанная вода начинает заметно испаряться лишь при красном накале изделия (500—600° С), когда прочность черепка ослаблена и из-за дополни­тельного его сжатия в нем возможно образование трещин. Поэтому необходимо замедлить скорость подъема температуры обжига. В так называемых карбонизированных составах приходится считаться также с разложением карбонатов, выделяющих большое количест­во углекислого газа.

При обжиге глинистые минералы, потерявшие химически свя­занную воду, начинают с повышением температуры (1000° С и более) перекристаллизовываться в совершенно новые минералы, имеющие иную кристаллическую структуру, например в тонкоигольчатый муллит 3Al203*2Si02. Но при такой температуре возможно начало образования и жидкой фазы, создающей в некоторых видах череп­ка известную просвечиваемость после окончательного обжига. Даже очень маленькие иглы муллита, пронизывающие стекловатую часть черепка, увеличивают общую прочность изделия, но из-за оптических явлений уменьшают возможную просвечиваемость. Развившиеся длинные кристаллы муллита (0,01 мми более) об­разуют своего рода арматуру для стекловатой части обожженного черепка, но из-за большего коэффициента преломления по сравне­нию со стеклом просвечиваемость черепка весьма уменьшается. Последнее объясняется наличием не только муллита, но и кварца, газовых включений и др.

При обжиге изделий образуется вязкая жидкость, пронизываю­щая твердые частицы. В результате развиваются силы поверх­ностного натяжения, что приводит к уплотнению черепка и умень­шению пористости.

Как при сушке, так и при обжиге изделие сокращается не только линейно, но и объемно. С известным приближением линейное сокра­щение можно пересчитать на объемное В зависимости от метода фор­мования, размера частиц, их свойств и других факторов формован­ное изделие может содержать до 50% объемных пор. Если такое изде­лие обжечь до нулевой пористости, то оно уменьшится до половины своего первоначального объема. Так как в массы добавляют материа­лы, не дающие усадки, то довольно часто объемная усадка опреде­ляется в 30—32%, что соответствует 11,2—12,0% линейного сжатия.

Удаление воды, перекристаллизация с образованием стекла и удаление воздуха из пор — являются одними из главных причин дополнительного сокращения изделия при обжиге. Возникающие при этом напряжения только в том случае не приведут к короблению и деформации, если предшествующие операции формования и сушки были выполнены технологически правильно, а последующий обжиг не создал дополнительных причин, ведущих к короблению и дефор­мации.

Обычно хорошо обожженное изделие имеет однородную плот­ность черепка. Если же при формовании изделия, например, прес­сованием было допущено неравномерное давление (что часто бы­вает на практике), то места, оказавшиеся под меньшим давлением, имея меньшую плотность, претерпевают при обжиге большую усадку, что обязательно приведет к заметному короблению. Даже при вполне удовлетворительном проведении предшествующих обжи­гу операций может произойти деформация, если допустить значи­тельный перепад температур по высоте или ширине обжигаемого изделия (см. рис. 56).

Кроме указанных выше, причинами деформации при обжиге мо­жет служить наличие в отдельных местах слишком большого коли­чества жидкой фазы (стекла) при неравномерном смешивании мас­сы. Тогда уже достаточно одной силы тяжести, чтобы привести к отвисанию, например, рук в скульптуре балерины.

Несмотря на то, что взаимосвязь причин и следствий деформации при обжиге весьма сложна, тем не менее опытный проектировщик или художник по керамике находит формы, наименее поддающиеся деформации, а самое главное, зная поведение керамических масс при сушке и обжиге, проектируют изделия с соответствующим допус­ком, что позволяет изготовить их в задуманном виде. Это весьма облегчает технологию обжига.

С деформацией при сушке и обжиге изделий, особенно фарфо­ра, на производстве борются, осуществляя, например, разные спо­собы садки изделий: на бомзы, в спаренном виде, индивидуаль­ную садку с подпорками. Плоские изделия, обжигаемые до час­тичного уплотнения, укладывают в стопки. Плоские изделия с боль­шой просвечиваемостью обжигают на подсыпке.

Пред.     След.