Как выбрать глину?

1.

Семь главных компонентов глины.
Как читать сухие цифры свойств.
1

2.

Результаты обжига составов в точках 1,
2 и 3 для вершин:
Глина
= Веско-Экстра
Пигмент
= ЖОП TR303
Флюс
= S-1046 (ФПЦС)
Точка 1
ангоб
Точка 2
каменная
масс
Точка 3
глазурь
2

3.

Осадочная порода
Керамическая масса
Минерал
Сингония:
Состав (формула):
Триклинная
Al2Si2O5(OH)4
Цвет: Белый, буроватый; в зависимости от
примесей окраска может быть иной
Цвет черты (цвет в порошке): Белый
Прозрачность:
Просвечивающий,
непрозрачный
Спайность:
Совершенная
Блеск:
Матовый,
перламутровый, тусклый
Твёрдость:
2-2,5
3
Удельный вес, г/см : 2.61-2.68 - измеренный;
2.63 - вычисленный
3

4.

Al2O3·2SiO2·2H2O
РЭМ,
минерал - каолинит,
Камчатка,
авторы – Соколов В. Н.,
Чернов М.С
2011 г.
4

5.

Al2O3·2SiO2·2H2O
Каолинитовых колод
много, и мы можем
легко сдвигать глину в
любом направлении.
Слоистость глины
имеет другое
происхождение.
5

6.

Al2O3·2SiO2·2H2O
Движение воды между
пластинами каолинита
существенно затруднено.
Это и приводит к
сохранению формы после
деформации.
Вода раздвигает
пластинки каолинита,
увеличивая общий объем.
6

7.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Влажность – это просто доля воды в материале.
Например, для образца глины весом 100 грамм до сушки и 75 грамм после:
W = (100 г – 75 г ) / 100 г = 0,25 ИЛИ 25%
7

8.

Al2O3·2SiO2·2H2O
Бентонит – плохая часть
глинистых в глине. Если
его много, глина с трудом
разжижается
электролитами.
8

9.

SiO2
Ни при каких
размерах частиц
9

10.

Al2O3·2SiO2·2H2O
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
W1 = Предел текучести:
еще капля воды, и глина станет
жидкой
W2 = Предел раската:
глина начинает крошиться в жгуте
примерно 3 мм диаметром
10

11.

Al2O3·2SiO2·2H2O
Отформованный кирпич
Обожжённый кирпич
К вопросу о толщине стенок кружки…
11

12.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Водопоглощение – сколько воды может поглотить материал.
Например, сухая кружка весит 200 грамм, «сваренная» в воде – 220 грамм,
значит, ее водопоглощение составит
ВП = (220 г – 200 г ) / 200 г * 100% = 10%
12

13.

Al2O3·2SiO2·2H2O
Есть глины, у которых интервал спекания
фактически отсутствует, то есть ни при каких
температурах невозможно получить ВП < 2%.
К ним относятся некоторые майоликовые глины.
13

14.

Al2O3·2SiO2·2H2O
Водопоглощение много больше 3%
Черепок может пропитываться водой
Плохо переносят зиму на улице
Могут сильно разогреваться в микроволновых печах
Майолика – другое название таких глин, а заодно и
техники росписи.
14

15.

Al2O3·2SiO2·2H2O
В сочетании с постоянной сыростью и
периодическими морозами высокое
водопоглощение ( более 5%) приводит к
разрушению керамики
15

16.

Al2O3·2SiO2·2H2O
Это очень пластичные массы, дающие
плотный черепок с водопоглощением до 3%
при обжиге на 6 – 10 конус.
На фото – работа Kris Mani, AMOCA
16

17.

Al2O3·2SiO2·2H2O
Не всегда нужен белый!
Tina Gebhart, AMOCA,
2004
Sasha Wardell, Small Space bowl green
17

18.

Al2O3·2SiO2·2H2O
Работа мастерской А. Биго
Работа инженера А. Биго
Steve Cadman - https://www.flickr.com/photos/stevecadman/772155372/
18

19.

Al2O3·2SiO2·2H2O
Во время усадки вся масса изделия
ПО-НАСТОЯЩЕМУ движется по подложке.
У изделия может просто не хватить
прочности, чтобы выдержать такое
движение
Для крупных размеров, тяжёлых плиток,
необходимы «смазки», облегчающие
движение:
• газеты
• крупка шамота или песок
• и так далее
19

20.

SiO2
Камешек гранита с дикого пляжа Весёлое, Крым, 2013 г.
20
Второй компонент керамических масс

21.

SiO2
Каолинит
Al2O3*2SiO2*2H2O
Кварц
SiO2
SiO2
SiO2
– 47%
– 100%
Al2O3 – 39%
Al2O3 – 0%
H2O
H2O
SiO2
Al2O3
TiO2
Fe2O3
– 14%
65,5
22,1
1,0
7,4
CaO
MgO
Na2O
K2O
0,2
0,3
0,2
3,2
ППП
– 0%
5,8
Состав красной глины #312
Witgert
21

22.

SiO2
Чем больше в составе
массы свободного
кварца, тем больше
скачкообразное
изменение размеров
в районе 573°С
22

23.

SiO2
Его не так-то просто
избежать!
На фото – треск тарелки в
обычном обжиге в
Лаборатории керамики.
Тарелка прекрасно
выдерживает политой обжиг
в «обычных» заводских
туннельных печах.
23

24.

SiO2
На кривой расширение КТР (
α)
можно «увидеть» по наклону
касательной: чем круче вверх, тем
больше КТР
КТР в интервале 20 - 600°С включает
расширение кварца, в интервале
20 - 400°С – нет.
Если в разных интервалах КТР почти
один и тот же, свободного кварца в
массе очень мало.
24

25.

Al2O3·(2…3)SiO2
25
Это арматура!

26.

Al2O3·(2…3)SiO2
26
Это дренаж!

27.

Al2O3·(2…3)SiO2
S-4618-01
S-4618-02
S-4618-03
Зерно 0 – 0,3 мм
Зерно 0,2-0,5 мм
Зерно 0,2 – 1,0 мм
27

28.

Al2O3·(2…3)SiO2
28

29.

Al2O3·(2…3)SiO2
SiO-2
Witgert
Последняя буква:
I – тонкого шамота
фракции 0 – 0,2 мм,
F - мелкого шамота
фракции 0 – 0,5 мм,
M - среднего шамота
фракции 0 – 1,5 мм,
G - крупного шамота
фракции 1 - 3 мм
sf - шамот до 0,5 мм, если до
0,2 - это указывается
s - до 1 мм
sg - до 2-5 мм, размер
уточняется в маркировке.
Sibelco
Vitroblanc 2505 содержит 25%
шамота с размером зерен до 0,5
мм.
WFSZ 2002 – 20% шамота фракции
0 – 0,2 мм.
29

30.

Al2O3·(2…3)SiO2
Если не предпринимать
специальных мер,
глазурное покрытие по
шамотированной массе
будет выходить со
множеством дефектов.
Фрагмент панно А. Куприяновой, «Лев
и Сирин», 01/04/2019. В данном
случае эти дефекты не имеют
значения!
30

31.

С (Углерод)
Грейам Хей [Graham Hay], Австралия
31

32.

С (Углерод)
Легко склеивать встык
Легко заделывать трещины
Соединяется всё!
Может протухнуть
CERAMIC SCULPTURE CLASSES WITH EMILY JOY
32

33.

Na2O–K2O–CaO–MgO
Легкоплавкие глины
Мел, доломит
Полевой шпат, нефелин-сиенит
33

34.

Na2O–K2O–CaO–MgO
PA
МКФ-2
6 Witgert
КТР (20-500) = 55, измерения Glazura
34

35.

Разница расширений на каждый градус
Δα = (70 – 50) * 10-7 = 20 * 10-7
Разница расширений на 700 градусов
ε = 20 * 700 * 10-7 = 14000 * 10-7
Напряжение
σ = E * ε = 6000 * 14000 * 10-7 = 8,4 кг на
каждый квадратный мм
120 мм
Суммарная сила на сечение глазури
120 * 0, 2 * 8,4 = 200 кг, например, S-0119 по ПГ100, обжиг 950°С – ЦЕК глазури
Толщина глазури 0,2 мм
35

36.

Тони Хансен проводит
стандартизированный тест
на огнестойкость: это
число секунд, которое
кружка выдерживает до
растрескивания в остром
пламени горелки.
Масса состава: треть
талька + треть глины +
треть шамота
выдерживает тест.
36
Тони Хансен, DigitalFire.com

37.

Пигмент
Шамот 6015-01 окрашен
массным бескобальтовым
пигментом 0091
«Палисандр» - кобальтовым
очень чёрным и дорогим
пигментом
PRNF окрашена природным
оксидом железа и
пиролюзитом MnO2
37

38.

Воздух
7. ВОЗДУХ
Влияние вакуумирования на свойства фарфоровых масс и изделий
Масса
Показатель
вакуумированная невакуумированная
Содержание воздуха, %
Влажность, %
Предел прочности при разрыве, кПа
Усадка, %, при обжиге:
до 920°С
1320°С
Водопоглощение после обжига, %
Предел прочности изделий при изломе, МПа:
высушенных при 110°С
обожженных при 900°С
обожженных при 1320°С
0,3—4,25
20,4—23,5
17,4—37,7
5,1—9,5
21,6—24,12
11—33,4
4,7—7,07
5,54—6,41
0,08—0,15
4,59—7,21
4,51—6,68
0,14—0,21
2,0—4,7
3,4—4,9
61,8—69,5
0,9—3
1,5—4
59,9—69,8
http://www.stroitelstvo-new.ru/keramika/farfor/vacuum-mass.shtml
38

39.

На вакуумных глиномялках хобби-класса вакуумная
камера расположена на основном валу глиномялки
В профессиональном оборудовании размещены два
вала, до и после вакуумной камеры
39

40.

Фарфор (ТФФ-1)
Vitreous China (ПФЛ-2)
Париан
Гжельская глина, ПГ-100: землистая??? Каменная???
SiO2 57.42, Al2O3 18.11, Fe2O3 6.98, CaO 1.73, MgO 1.99, K2O 5.87, Na2O 0.19, TiO2 0.79, ППП 6.75
40

41.

41
Вскрытый участок, подготовленный для открытой добычи глины. 2013 г.
Глина мало подходит для производства художественной керамики (и для еды!).

42.

Керамические массы Донбасса,
Украина: МКФ-1, МКФ-2, ПФЛ-2,
ШМ-2, ШМ-4, ШМ-6…
Valentine Clays, GB,
ES-130, Audrey Blackman,
Bone China, Parian…
Arnold Witgert, Germany
Большой ассортимент глин
и керамических масс, 31sf
Ceramica Collet, Spain,
PA, множество шамотных
глин и глин с интересной
окраской
Sibelco, Germany. В основном
глины для промышленного
производства. Beton Grau
Goerg & Schneider, Germany.
Много масс с высоким КТР и
широким интервалом обжига.
Vicente Diez, Spain,
Промышленные глины
42

43.

Laguna clays, 200 глин на складе, сотни тонн в год
по индивидуальным рецептам. B-Mix Clay. Лагуна
приводит примерные рациональные составы глин
в MSDS.
И еще пара десятков…
43

44.

1230 350 мин
1230
Это ≈150°С/час на 6 конус
1050 260 мин
1050
1230 30 мин выдержки
Выдержка минимум 30 минут.
1050 60 мин выдержки
Это 150°С/час на 04 конус
900
ОК для майолики. Утиль шамота…
Утиль каменных масс, фарфора…
400
Далее обычным образом…
Так плохо!
200
Если есть чему выгорать
1
200 120 мин
1
2
Можно и 60°С/час
3
4
5
6
7
Часы
44

45.

КТР не важен!!!
Как это работает
Что получается
Тони Хансен, DigitalFire.com
45

46.

НАША СЛЕДУЮЩАЯ
ЛЕКЦИЯ - ПРО
ГЛАЗУРИ!
Будет интересно!
46