Министерство высшего и среднего специального образования
Республики Узбекистан
ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
ППИ-12 Новые технологии получения органических, неорганических, полимерных и других естественных материалов
по теме: Экспортоориентированные высокохудожественные изделия по технологии керамической флористики
Директор ИЦ Р.В. Мкртчян
Руководитель темы Ж.И. Алимжанова
Студент
Кулмаматов А.А.
Ташкент - 2014
РЕФЕРАТ
Объектами исследования являются керамические пигменты широкой цветовой гаммы, синтезированные на основе алюмосиликатов и фосфосиликатов кальция , опытные составы фаянсовых, фарфоровых масс, полимерных композиций и цветных масс , разработанных для получения художественно-декоративных изделий по технологии керамической флористики.
Целью данной работы является разработка технологии получения высокохудожественных изделий на основе керамики и полимеров, что требует решения задач по разработке составов и изучению свойств красителей широкой цветовой палитры, высококачественного фарфора, фаянса, цветных керамических масс, универсальных полимерных композиций, и применения технологии керамической флористики для производства изделий художественно-декоративного назначения на их основе.
Методы исследования - общепринятые методы силикатного анализа и изучения полимерных материалов, а также физико-химические методы исследования с помощью рентгенографии, термографии, микроскопии, ИК-спектроскопии и др.
Результаты работы- разработаны составы жаропрочных химически устойчивых керамических красителей на основе алюмосиликатных и фосфосиликатных систем, дающих возможность применения их в технологии керамической флористики. Методом реакции в твердой фазе синтезированы керамические красители зеленого, синего, бирюзового и коричневого цветов различной оттеночности на основе химических реактивов, сырьевых материалов и отхода производства. Разработаны эффективные составы и изучены свойства фаянсовых и фарфоровых масс на основе местных сырьевых материалов для получения высокохудожественных изделий. Разработаны состав и технология получения полимерных композиций , которые по своим свойствам не уступают полимерным глинам ведущих европейских стран. Используя современные методы физико-химического анализа изучены физико-химические процессы, протекающие при синтезе полученных материалов и композиций. На основе разработанных составов керамических пигментов, фаянсовых и фарфоровых масс и универсальных полимерных композиций разработана технология получения цветных масс для производства высокохудожественных изделий применяя технологию керамической флористики.
Области применения - фарфоро-фаянсовая промышленность.
Разработанные составы керамических пигментов с широкой цветовой гаммой опробованы в промышленных условиях ООО « Азия Мозаик » для декорирования кафельной майолики и успешно выдержали все испытания.
Разработанный состав фаянсовой массы опробован в полупромышленных условиях ОАО «ТашКСМ» и рекомендован к использованию для производства фаянсовых изделий художественно-декоративного назначения , так как по всем параметрам соответствует требованиям технических условий.
В полупромышленных условиях ДП «ОНИКС-ФАРФОР » опробована технология получения цветной фарфоровой массы , полученной на основе нового состава фарфоровой массы и керамических пигментов зеленого , синего и бирюзового цветов. Цветная фарфоровая масса рекомендована для производства изделий художественно-декоративного назначения по технологии керамической флористики.
Разработана технологическая инструкция получения цветной фарфоровой массы для производства изделий художественно-декоративного назначения по технологии керамической флористики.
полимерный глина фаянс фарфор
Введение
В Узбекистане создан достаточный запас прочности и необходимая ресурсная база для того, чтобы обеспечить устойчивую и бесперебойную работу финансово-экономической, бюджетной, банковско- кредитной системы, а также предприятий и отраслей реальной экономики. Наша страна сегодня - это составная часть мирового пространства и глобального финансово- экономического рынка.
Узбекистан располагает огромным неиспользованным потенциалом, богатыми минерально-сырьевыми ресурсами и сельскохозяйственным сырьем.[1].
Успешное индустриально- инновационное развитие Республики Узбекистан по законам рынка ставит конкретные задачи по увеличению доли всех отечественных промышленных товаров на рынке. В области фарфоро-фаянсовой промышленности успешное их решение зависит от дальнейшей технологической модернизации производства и умения создать конкурентоспособную продукцию. Бесспорно, это возможно только на основе научных разработок и ускоренного внедрения инновационных технологий, а также полного обеспечения отрасли доступными, не дорогостоющими высококачественными отечественными сырьевыми материалами.[2].
За годы самостоятельного экономического развития Узбекистана в производстве фарфора и фаянса произошли глубокие качественные изменения. Фарфоро-фаянсовая промышленность из крупномасштабного производства с центральной доставкой привозного сырья превратилась в интегрированную систему предприятий малого и среднего бизнеса с более рациональным использованием материально-энергетического потенциала страны.
В настоящее время в Республике функционируют несколько государственных предприятий и около ста небольших цехов частного характера по производству хозяйственно-бытового фарфора на базе местных, а также привозных сырьевых материалов и керамических масс. Качественные показатели выпускаемых изделий заметно уступают зарубежным аналогам, главным образом, по эстетическому и товарному виду, ассортименту, дизайну и т.д. Если учесть тот факт, что с ростом благосостояния народа с каждым годом повышается спрос на высококачественные и высокохудожественные изделия различного состава и назначения, то некоторые из действующих предприятий могут быть специализированы на выпуск экспортоориентированных, уникальных, высокохудожественных изделий на керамической и полимерной основе.
У нас в Республике изделия художественно-бытового фарфора и фаянса выпускает предприятие «СовпластИтал», однако, это предприятие работает полностью на импортируемом сырье и материалах.
Выпуск высокохудожественных уникальных изделий на основе инновационных и прогрессивных технологий требует решения задач по созданию высококачественного материала, красителей широкой цветовой гаммы, а также разработки состава полимерной глины для применения в технологии керамической флористики. Получение высокохудожественного фарфора в первую очередь требует улучшения качественных технологических показателей его черепка, таких как белизна, просвечиваемость, механическая прочность, термостойкость и правильного подбора соответствующей глазури.
В последнее время фарфоро-фаянсовая промышленность Республики остро нуждается не только в высококачественном надлежащем сырье, но и в качественных красителях для декорирования изделий как бытового так и хозяйственного назначения. В связи с их дороговизной и валютными проблемами количество их поставок резко сократилось, в связи с чем, проблема разработки составов и технологии их производства стала одной из этих актуальных задач фарфоро-фаянсовой промышленности. Повышение качества фарфоровых изделий, расширение их ассортимента и выпуск высокохудожественных изделий возможен при наличии высококачественных ккерамических пигментов, которые могут быть получены на основе высокоэффективных технологий.
В сложившейся ситуации особую актуальность представляют исследования по изысканию новых сырьевых материалов из наиболее перспективных месторождений и разработка на их основе технологии производства различных видов фарфоро-фаянсовой продукции; представляются целесообразными также исследования, посвященные созданию эффективных составов фаянсовых и фарфоровых масс с улучшенными свойствами и полимерных композиций для получения декоративно-художественных изделий по технологии керамической флористики на базе местных сырьевых материалов.
В данной работе разработаны составы жаропрочных химически устойчивых керамических пигментов на основе алюмосиликатных и фосфосиликатных систем, эффективные составы фаянсовых и фарфоровых масс, а также полимерных композиций с целью применения их в технологии керамической флористики для получения высокохудожественных изделий декоративно-художественного назначения.
1 НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ В ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОХУДОЖЕСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА керамической и полимерной основе
1.1 Теоретические и экспериментальные предпосылки разработки состава и технологии получения эффективных керамических пигментов
Уникальное искусство миниатюрной лепки позволяет во всей красе раскрыть чудесные особенности фарфора: полупрозрачность, тончайшую фактуру, способность пропускать свет, благородную белизну в сочетании с яркостью и чистотой росписи.
Созданные художниками - фарфористами миниатюры после обжига завораживают своей полупрозрачностью и дивным переливом оттенков росписи. Для создания таких миниатюр автор сочетает одновременно в одном изделии большинство из известных способов и техники декорирования фарфора, что помогает более яркому раскрытию художественного замысла. Здесь присутствует и ручная лепка из цветных фарфоровых масс ("Бисквит"), и роспись ангобами, солями металлов по сырой глазури, подглазурная роспись высокотемпературными пигментами, а также надглазурная роспись и декорирование золотом, платиной и люстром.
История декорирования фарфора начинается с II в. нашей эры. С тех пор технология декорирования прошла несколько стадий развития. Родиной производств фарфора является Китай, где были заложены основы декорирования, а в более позднее время достигнуты значительные успехи .Древние мастера керамисты Китая, Японии и других стран в качестве керамических красок использовали природные окрашенные минералы и руды: кобальтовые, марганцевые, медные и хромовые. Однако,этот метод не оказался надежным вследствие значительных колебаний химического состава.
Основными способами декорирования керамических и фарфоровых изделий в настоящее время является окрашивание керамической массы и ангобирование, украшение цветными глазурями и декорирование керамическими красками. Окрашивание керамической массы позволяет изменять в заданном направлении природный цвет керамического материала путём тесного смешивания массы с соответствующими красителями и применяется в технологии пластического формования и шликерного литья. Украшение цветными и декоративными глазурями чаще применяется в производстве фаянса и майолики с невысокой температурой политого обжига. Декорирование керамическими красителями осуществляется путём использования для декора подглазурных и надглазурных красителей [4].
Керамические красители -- это окрашенные минеральные соединения металлов с кварцем, полевым шпатом, каолином или с керамическими массами и глазурями, образованные в результате взаимодействия их при высоких температурах. Интенсивность и цвет краски зависят от природы компонентов и режима обжига. Красящими веществами (красителями) в керамических красках являются пигменты. Пигменты -- высокодисперсные порошки различного цвета, не растворяющиеся в воде и связующих веществax. По происхождению пигменты бывают природные и искусственные. Природные пигменты получают механической обработкой (измельчением, отмучиванием) ярко окрашенных руд, цветных глин и других природных пород. Искусственные неорганические пигменты получают прокаливанием солей, оксидов или гидрооксидов соответствующих металлов или совместным осаждением гидрооксидов углекислых солей с последующим прокаливанием осадков, а также сплавлением солей и прокаливанием смеси.
Керамические красители применяемые для декорирования изделий должны удовлетворять ряду требований: быть стойкими к растворяющему действию флюсов, глазурей и эмалей, а также к действию высоких температур и агрессивных сред, иметь высокие показатели преломления. Этим требованиям могут соответствовать керамические пигменты на основе природных жаропрочных и химически устойчивых групп минералов, таких как алюмосиликаты и фосфосиликаты кальция. Проблема получения синтетических материалов с необходимыми эксплуатационными свойствами может быть решена путём использования основных принципов изо- и гетеровалентного замещения атомов на основе кристаллической решетке неорганических веществ [5-6].
Окраска синтетических керамических пигментов это результат внедрения в основную кристаллическую решетку в основном переходных элементов. При синтезе керамических пигментов необходимо использовать кристаллические решетки минералов, обладающих стойкостью к действиям высоких температур и агрессивных сред [4] . Разнообразно окрашенные пигменты можно получить путём создания изоморфных смесей и введения в кристаллическую решетку небольших количеств модификаторов (оксидов щелочных и щелочноземельных элементов).
Пользуясь принципами изоморфного замещения можно проектировать составы синтетических материалов, с заранее заданными свойствами, такими как жаропрочность, термостойкость, механическая прочность, цвет и т.д. Например, приняв за основу кристаллическую решетку шпинелей - это соединение с общей формулой A0-R203 рядом авторов были получены особо прочные пигменты [7-18] , в качестве двухвалентного катиона наиболее часто применяются ионы кальция, магния, бария, цинка, кадмия, свинца, железа, кобальта, никеля. Трехвалентным катионом выступают алюминий, хром, марганец, железо. Иногда также применяют галлий, индий, лантан, ванадий и сурьму [19].