Курсовая работа: Экспортоориентированные высокохудожественные изделия по технологии керамической флористики

Микрофотографии обожженных образцов снимались на электронном микроскопе ЭВМ-100БР, разрешение прибора 20 А0, методом самооттененной одноступенчатой угольной реплики, ускоряющее направления 50 кв.

Процессы спекания опытных масс изучали методом последовательных обжигов по результатам определения водопоглощения, пористости, кажущейся плотности и огневой усадки, а также по результатам рентгенографического и комплексного термографического анализов.

Синтез керамических пигментов проводили с сохранением стабильных технологических режимов и условий. Предварительно, основываясь принципам изоморфизма проводились расчетные работы по определению составов опытных масс для получения керамических пигментов.

Все сырьевые материалы высушивались при 110оС до постоянного веса. Исходные компоненты взвешивались на аналитических весах, шихту перемешивали сухим или мокрым способом в дистиллированной воде с последующим переводом массы в сухое порошкообразное состояние. Приготовленные смеси таблетировали под давлением 2 т/см2. Синтез проводился по методу реакции в твердой фазе. [105-107].

Плотность спеченных образцов определяли методом гидростатического взвешивания с помощью пикнометра. [96].

Для определения кислотостойкости отбирали навеску спеченного материала в 1 г с точностью до 0,0002 г. и переносили в коническую колбу емкостью 500 мл, куда приливали 25 мл 4% раствора уксусной кислоты. Соединенное с обратным холодильником колбу вставляли в песчаную баню и кипятили в течение часа. Кислотостойкость определяли по весу испытуемового порошка и весу прокаленного при 900оС отфильтрованного осадка после кипячения. Определение щелочоустойчивости проводилось аналогично с 4% раствором Na2CO3 [96].

Кристаллооптические исследования образцов керамических пигментов проводилсь иммерсионным методом в проходящем свете на поляризационном микроскопе МИН-8. Показатели светопреломления кристаллов определены с помощью стандартных наборов низко- и высокопреломляющих иммерсионных жидкостей с точностью ±0,002. Определение форм, размера кристаллов, их окраска и плещхроизм проводилось при выключенном анализаторе микроскопа.

Оптические исследования образцов полимерной глины были проведены на микроскопе системы «Notig», которые позволяют наблюдать структуру образца, распределение одного компонента в другом, размеры компонентов, размеры пор и др.

Цветовые характеристики образцов оптимальных составов были определены на спектрофотометре СМ-3600d. Фирмы Джайка.

Микроскопические исследования проводили с помощью оптического микроскопа МоticBA, который позволяет определить внешний вид, форму, размеры, наличие анизотропии, пор, дефектов, степень набухания и однородности образцов. [37].

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИКО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НОВЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ КЕРАМИЧЕСКОГО СЫРЬЯ Узбекистана

3.1 Химико-минералогический состав и свойства полевого шпата Ингичкинского месторождения

Плавни и кварцевые материалы в керамических массах играют роль отощающих добавок. При обжиге плавни способствуют образованию легкоплавкого расплава, снижают температуру обжига изделий, повышают плотность черепка.

С целью получения фарфора хозяйственно-бытового назначения нами изучался химико- минерологический состав полевого шпата Ингичкинского месторождения методами рентгенофазового, термического и микроскопического анализов.

В таблице 3.1.1 приводится химический состав полевого шпата Ингичкинского месторождения в сравнении с полевым шпатом Лянгарского месторождения.

Таблица 3.1.1-Химический состав Ингичкинского полевого шпата в сравнении с полевым шпатом Лянгарского месторождения.

Химический состав полевого шпата Ингичкинского месторождения выгодно отличается от химического состава полевого шпата Лянгарского месторождения. Количество SiO2 заметно выше в Лянгарском сырье, за счет этого в Ингичкинском полевом шпате содержание Al2O3 выше, т.е состовляет 15%. Содержание Fe2O3 в изучаемом месторождении в два раза меньше и состовляет 0,17%, тогда как этот красящий в нежелательный темный цвет готовую продукцию оксид в Лянгарском полевом шпате доходит до 0,36%.

Содержание MgO и CaO в Ингичкинском месторождении выше и состовляет 0,30 и 1,0% вместо 0,20 и 0,70% в Лянгарском. В Ингичкинском месторождении содержание Na2O выше чем K2O, что свидетельствует о преимущенственном наличии альбита по сравнению с микроклином. В нем отсуствует TiO2, что повышает его качественные показатели как полевошпатого сырья.

Таким образом, сравнение химического состава полевых шпатов Лянгарского и Ингичкинского месторождений показало, что Ингичкинский полевой шпат по содержанию красящих оксидов является более высококачественным сырьем для использования его в составах фарфоровых масс.

На рентгенограмме полевого шпата Ингичкинского месторождения (рис.3.1.1.) имеются рефлексы альбита с дифракционными максимумами 0,32; 0,321; 0,295; 0,381; 0,156; 0,197; микроклина 0,180; 0,216; 0,418; б- кварца 0,181; 0,334; 0,212; 0,181 и олигоклаза 0,318; 0,362; 0,398; 0,252. ,судья по интенсивности пиков в породе в наибольшем количестве содержится альбит, содержание олигоклаза также не малое, а микроклин содержится в небольшом количестве. Рефлексы кварца также незначительные, что свидетельствует о невысоком его содержании.

В виду того, что дифрактограммы плагиоклазов весьма сходны друг с другом, значения межплосткостных расстояний олигоклаза, обнаруженные на рентгенограмме чуть отличаются от табличных данных.

Рисунок 3.1.1 Рентгенограмма полевого шпата Ингичкинского месторождения

Нами был определен количественный минералогический состав породы Ингичкинского полевого шпата на основе данных рентгенографического анализа, по результатом которого содержание в породе кварца составляет -3,8%, плагиоклаза -27,3%, калишпата-62,0%, суммы глинистых минералов-2,0%, кальцита-1,5%, доломита-2,6%, фосфата-0,8% .

Глинистыми составляющими являются: монтмориллонит-10,7%, гидрослюда-85,7% и каолинит-3,6%.

Таким образом, полевой шпат Ингичкинского месторождения по своему химическому составу выгодно отличается от химического состава полевого шпата Лянгарского месторождения, главными составляюшими минералами являются альбит и плагиоклаз, в качестве примесей присутствуют кварц, глинистые минералы как монтмориллонит, гидрослюда и каолинит, а также кальцит и фосфорит. По содержанию красящих оксидов Fe2O3 + TiO2-0,18 и CaO+MgO- 1,3%, отвечает требованиям ГОСТ а к полевому шпату для производства тонкокерамических изделий, а по содержанию K2O+Na2O- 10.2% соответствует марке П1К.

3.2 Кварцевый песок Таваксайского месторождения - доступное кварцевое сырьё для керамической промышленности Узбекистана

Нами были изучены химико-минералогический состав кварцевого песка Таваксайского месторождения как нового представителя доступного кварцевого сырья в Ташкентской области.

Месторождение находится в 2 км к северу -западу от одноименной станции, обследован участок сложенный песчано-гравийным материалом конуса выноса р.Таваксай.Наибольший интерес представляет часть площади, занимающая современные русловые отложения в виде небольших террас и отмелей.Физические свойства песка : объемный вес ( т/м3 ) 1,341-1,485; удельный вес 2,53-2,68, объем пустот 42,2-46,4%. Содержание глинистых частиц 17,5-23,2%. Содержание вредных примесей 0,64-2,3 %. Пески пригодны для применения после промывки.

В таблице приводится химический состав кварцевого песка Таваксайского месторождения в сравнении с химическим составом кварцевого песка Майского месторождения

Таблица 3.2.1- Химический состав кварцевых пород

Химический состав кварцевого песка Таваксайского месторождения без обогащения заметно отличается от химического состава кварцевого песка Майского месторождения. По содержанию основного и главного оксида SiO2 изучаемое сырье уступает Майскому, количественные содержания других оксидов свидетельствуют о том, что кварцевая порода не мономинеральна, в ней наряду с кварцем сопутствуют другие минералы, содержащие оксиды щелочных и щелочноземельных элементов. Не смотря на это, по содержанию красящих оксидов данное месторождение вызывает интерес в плане использования его в составах тонкокерамических масс, поскольку по их содержанию оно не существенно отличается от Майского.

Кварцевый песок Таваксайского месторождения согласно требованиям к кварцевым пескам для фарфоро-фаянсовой промышленности относится к 1 (первый образец - белый) и 2 (второй образец - серый) сортам, соответственно.

Минералогический состав Таваксайского песка изучался с помощью рентгенофазового метода анализа. На рисунке 3.2.1 приводится рентгенограмма Таваксайского песка.

На рентгенограмме (Рис 3.2.1) отчетливо видны дифракционные максимумы, отражающие кварц (0, 427; 0,334;0,245; 0,229; 0,224; 0,213; 0,198; 0,181;0,167; 0,154;0.145; 0,137 нм). Кроме линий кварца имеются рефлексы, свойственные минералам группы полевых шпатов (0,325; 0,296; 0,255; 0,138 нм). Характер рентгенограммы говорит том, что в составе кварцевого песка кроме кварца в качестве примесей присутствуют такие минералы как альбит и анортит, но согласно интенсивности их линий количество сопутствующих минералов не большое.

Рис. 3.2.1 Рентгенограмма кварцевого песка Таваксайского месторождения

Таким, образом, химико-минералогический состав кварцевого песка Таваксайского месторождения дает возможность использовать его в качестве отощающего компонента в составах фаянсовых и фарфоровых масс для получения художественно-декоративных изделий. Таваксайское месторождение кварцевого песка следует рассматривать в качестве доступного и перспективного кварцевого сырья для керамических заводов Ташкентской области.

4. Разработка составов керамических красителей на основе алюмосиликата И ФОСФОСИЛИКАТа КАЛЬЦИЯ

4.1 Разработка составов хромсодержащих пигментов на основе анортита

Каркасные алюмосиликаты, к классу которых относится кальциевый полевой шпат анортит (СаAl2Si2O8), обладает рядом ценных свойств - это высокая термическая и химическая устойчивость, микротвердость [4]. В связи с этим он представляет собой практический и научный интерес как матрица, при использовании принципов изо- и гетеровалентного замещения атомов Ca и Si на Al и переходные d-элементы, для которых характерна неполностью завершенная электронная оболочка, обладающая высокой поляризационной способностью. Поэтому, на основе алюмосиликата кальция пользуясь принципами гетеровалентного замещения атомов в кристаллах, могут быть получены высокотемпературные керамические пигменты для декорирования изделий.

Анортит существуют в виде трех модификаций: двух метастабильных форм - ромбической и гексагональной и стабильной- триклинной формы. Триклинная сингония анортита характеризуется следующими параметрами а=8, 21; b=12,95; с= 14,46 ?. б= 93о13ґ; в=115о56ґ; г=91о12ґ; пространственная группа Р1; Z=4. Триклинный анортит имеет характерные основные дифракционные максимумы с d, ?- 3,20; 2,509, 2,135; 1,836; 1,762.

Для синтеза образцов, отвечающих гипотетическим молекулам анортита (Са1-хМехAl2+-хSi2-хO8) использовались как реактивные так и сырьевые материалы.

Для получения хромсодержащих пигментов были проектированы 11 составов опытных масс с общей формулой (Са1-хМехAl2+-хSi2-хO8) с заменой кальция и кремния на алюминий и хром. Составы опытных масс приведены в таблице 4.1.1.

Таблица 4.1.1 - Составы зеленых керамических пигментов на основе оксида хрома