Курсовая работа: Экспортоориентированные высокохудожественные изделия по технологии керамической флористики

Керамико технологические свойства опытных масс изучались в двух стадиях: до обжига и после обжига при соответствующей температуре.

Для изучения керамико-технологических свойств необожженных масс были определены такие свойства масс, как формовочная влажность, пластичность, воздушная усадка.

Полученные результаты по определению свойств необожженных масс приведены в таблице 7.1.2 . Результаты приведенные а таблице 7.1.2 показывают, что формовочная влажность опытных масс практически не отличается друг от друга и составляет от 21.0 до 22.2 %. Аналогичная картина наблюдается в отношении пластичности. которая находится в пределах 5.6-6.2. Значения воздушной усадки высушенных образцов хорошо согласуются с данными пластичности, т.е. чем выше пластичность, тем больше и усадка при сушке. Полученные данные по определению основных свойств необожженных образцов свидетельствует о том, что свойства опытных масс находятся в пределах нормы. Опытные массы обладают требуемыми значениями пластичности, следовательно, при формовке изделий из этих масс дефектов формовки и сушки не

Таблица 7.1.2- Керамико-технологические свойства необожженных масс

В таблице 7.1.3 приводятся полученные данные по определению огневой усадки образцов после обжига. Общая усадка образцов по мере повышения температуры постепенно растет, наибольшей степенью сокращения линейных размеров обладает масса М-3. Значения огневой усадки при 12500С заметно ниже, а с увеличением температуры обжига до 13500С опять снижается, видимо за счет появления признаков вспучивания опытных масс.

Таблица 7.1.3-Огневая усадка опытных масс

В общем случае, общая усадка образцов ведет к снижению их водопоглощения (таблица 7.1.4), при температуре 12500С практически во всех массах водопоглощение образцов снижается до 1.2-1.3%, что свидетельствует о начале спекания масс. При 13000С оно становится минимальным и составляет 0.08-0.15%, то есть все исследуемые массы становятся вполне спеченными, так как их водопоглощение оказывается в области близнулевых значений. Далее, с увеличением температуры обжига до 13500С значения водопоглощения опять чуть увеличиваются.

Таблица 7.1.4- Водопоглощение опытных масс при различной температуре обжига,%

Объемная масса образцов с повышением температуры обжига увеличивается от 1.93 до 2.43. ( таблица 7.1.5 ), наибольшей плотностью обладают образцы из М-3, их объемная масса при 13000С становится равной 2.43 г/см3 , она заметно больше чем у эталонной массы. Кажущаяся плотность образцов при 13000С также достаточно большая. С увеличением объемной массы уменьшается открытая пористость образцов. Пористость всех исследуемых масс при 13000С ниже 5%, что говорит об уплотнении материала до фарфоровидного состояния. Открытая пористость образцов из М-3 имеет наименьшие значения.

Таблица 7.1.5-Объемная масса опытных масс при различной температуре обжига,г/см3

В процессе обжига в исследуемых массах протекают сложные физико-химические процессы, приводящие к дегидратации глинистых минералов, диссоциации карбонатов, полиморфным превращениям соединений, реакциям минерало- и фазообразований, плавлению компонентов и образованию легкоплавких жидкостей, в результате которых образуются новые кристаллические фазы и стеклофаза, между которыми располагаются поры. Все эти изменения приводят к формированию структуры с максимальной степенью уплотнения, образуется фарфоровый материал с высокими механическими и термическими свойствами. Под влиянием этих процессов повышается механическая прочность образцов, она достигает наибольших значений при температуре обжига 13000С. Наибольшей прочностью среди исследуемых масс обладает масса М-3, а наименьшей- масса М-1 (таблица 7.1.6).

Таблица 7.1.6-Механическая прочность при изгибе опытных масс, обожженных при различной температуре обжига, МПа

Прочность эталонной массы при 13500С ниже прочности опытных масс, обожженных при 13000С. Высокая прочность опытной массы М-3 свидетельствует о полноте и завершенности реакций минералооброзования, в результате которых образуютя новые кристаллические фазы как муллит и кристобалит, образование муллита повышает механические свойства фарфорового черепка и увеличивает его белизну.

Анализ полученных результатов по исследуемым опытным массам позволяет нам выбрать в качестве оптимальной массу М-3, у которой все керамико-технологические показатели имеют наибольшие значения. По всем технологическим параметрам М-3 превосходит свойства производственной массы фарфорового цеха ДП «Оникс фарфор». Если механическая прочность при изгибе производственной массы при 13500С составляет 80 МПа, то образцы из М-3, обожженные при 13000С выдерживают напряжения изгиба, равное 97.52 МПа. Термостойкость оптимальной массы также выше эталонной.

Белизна массы М-3 заметно выше белизны производственной массы и соответствует получению изделий 1-сорта. По всем свойствам обожженная оптимальная масса М-3 превосходит требования ГОСТ а 28390-89.

Сравнительная характеристика оптимальной массы приводится в таблице 7.1.7.

Оптимальная масса М-3 обладает требуемым значением водопоглощения уже при 13000С, при этом, прочность образцов достигает максимального значения, это свидетельствует о том, что полное спекания М-3 завершается при 13000С, то есть на 500С меньше, чем эталонной массы.

Следовательно фарфор полученный на основе полевого шпата Ингичкинского месторождения имеет температуру обжига 13000С, причем свойства образцов заметно превышают свойства эталонной массы обожжонной при 13500С.

Таблица 7.1.7-Сравнительная характеристика свойств оптимальной массы

7.2 Исследование фазового состава фарфора художественного назначения на основе местных сырьевых материалов

Для изучения фазовых превращений, происходящих в опытных массах нами была снята термограмма и рентгенограмма шихты оптимальной фарфоровой массы М-3 до обжига. На рис 7.2.1 представлена термограмма массы М-3 до обжига.

На термограмме фазовых превращений, изученных до 10000С выявлены эндотермический эффект при 5910С и небольшой экзотермический эффект при 6960С. Эндотермический эффект является следствием дегидратации глинистых минералов и модификационного превращения кварца, а экзоэффект при 6960С появляется как результат начало фазовых изменений в массе.

Рисунок 7.2.1 - Термограмма шихты фарфоровой массы М-3.

На рентгенограмме шихты массы М-3 до обжига (рис.7.2.2 ) зафиксированы рефлексы каолинита ( 0.357; 0.734) кварца (0.166; 0.181; 0.197; 0.212; 0.289) плагиоклаза (0.314) калишпата (0.345) и кальцита( 0.227; 0.305). Судья по интенсивности дифракционных максимумов основными минералами шихты являются каолинит, кварц, калишпат и плагиоклаз. Кальцит присутствует как примесь. На рентгенограмме также обнаружены рефлексы монтмориллонита и гидрослюды.

Рисунок 7.2.2 - Рентгенограмма шихты массы М-3 до обжига

На (рис 7.2.3) представлена рентгенограмма оптимальной массы, обожженной при 13000С. В ней обнаружены дифракционные максимумы, свойственные муллиту (0.160; 0.188; 0.211; 0.219; 0.228; 0.242; 0.251;0.268; 0.339;0.533 нм) и кварцу (0.166; 0.169; 0.181;0.197; 0.245; 0.289; 0.412; 0.424 нм), рефлексы муллита выявлены четко и обладают соответствующей интенсивностью, согласно которым содержание образовавшегося муллита достаточно большое. Рефлексы кварца также обладают четкой и высокой интенсивностью. Кроме фаз муллита и кварца, на рентгенограмме других минералов не обнаружено.

85

Рисунок 7.2.3 - Рентгенограмма обожженной массы М-3 при температуре 13000С

Таким образом, фазовый состав опытной массы после обжига представлен двумя кристаллическими фазами, тоесть муллитом и кварцом. Характер линии рентгенограммы свидетельствует о том, что количество образовавщегося муллита достаточное. Использование в составе опытных масс полевого шпата Ингичкинского месторождения способствует образованию муллита в достаточном количестве уже при 13000С, тоесть дает возможность снизить температура обжига фарфора на 500С. Образовавщийся муллит сообщает фарфоровому черепку высокие механические и физико-химические свойства как высокая плотность, низкое водопоглощение, вы Анализ полученных результатов по исследуемым опытным массам позволяет нам выбрать в качестве оптимальной- массу М-3, у которой все керамико-технологические показатели имеют наибольшие значения. По всем технологическим параметрам М-3 превосходит свойства производственной массы фарфорового цеха ДП«ОНИКС - ФАРФОР» . Если механическая прочность при изгибе производственной массы при 13500С составляет 80 МПа, то образцы из М-3, обожженные при 13000С выдерживают напряжения изгиба, равное 97.52 МПа. Термостойкость оптимальной массы также выше эталонной.

Белизна массы М-3 заметно выше белизны производственной массы и соответствует получению изделий 1-сорта. По всем свойствам обожженная оптимальная масса М-3 превосходит требования ГОСТ а 28390-89.

Фазовый состав фарфора, полученного на основе полевого шпата Ингичкинского месторождения не отличается от фазового состава традиционного фарфора, но температура обжига на 500 ниже температуры обжига классического фарфора. Физико-химические и механические свойства фарфора на основе нового месторождения полевого шпата соответсвуют всем требованиям ГОСТа и по всем показателям превышают свойства фарфора, выпускаемого в ДП «ОНИКС-ФАРФОР»

Таким образом, электронно-микроскопические снимки фарфорового образца, полученного путем обжига массы М-3 при 13000С свидетельствуют о формировании микроструктуры с радиально-лучистой поверхностью, где имеются частицы со свойственными муллиту формой и размерами, то есть игольчатые кристаллы размером 7-8мк.

8. Универсальные полимерные композиции для получения художественных изделий по технологии керамической флористики

Поливинилхлоридные пасты представляют собой очень тонкие дисперсии полимера в неводных растворителях. При комнатной температуре ПВХ почти не набухает в них, но при нагревании происходит значительное набухание и превращение материала в однородную тестообразную массу с вязкостью от 1 до 2 (10-20 П).

Широкое применение нашли пасты, получаемые диспергированием порошкообразного поливинилхлорида или сополимеров винилхлорида в органических жидкостях, преимущественно пластификаторах. Пасты, содержащие 40-150% пластификатора (от массы полимера), называют пластизолями. Помимо полимера, пластификатора и разбавителя в состав паст могут входить термостабилизаторы, наполнители, пигменты, антистатики и другие добавки.

После охлаждения пластизоль превращается в эластичный материал, свойства которого не отличаются от свойств пластиката. Для изготовления некоторых изделий требуются пасты, обладающие меньшей вязкостью. Их получают введением в пластизоль летучих органических разбавителей. Пасты этого типа (органозоли) обладают значительно меньшей вязкостью - от 0,1 до 1,0 (1-10 П).

Для разработки состава полимерной глины в качестве полимерных основ были использованы общеизвестные полимеры как поливинилхлорид и поливинилацетат.

Наряду с полиэтиленом и полистиролом поливинилхлорид является важнейшим промышленным полимером, производимым в широких масштабах и применяемым для многих назначений.