Дәріс Керамикалық бұйымдарды өндіруге арналған шикізаттарға қосылатын қосымшалар

Саз балшықты материалдар: каолиндер, саз балшыктар, бентониттер.

Керамикалық бұйымдар өндіру үшін шикізат ретінде каолиндер, саз балшықтар немесе олардың минералдық немесе органикалык қоспалары қолданылады.

Каолиндер және саз балшықтар деп әр түрлі қоспалармен араласқан табиғатта кең тараған сулы алюмосиликаттарды атайды. Олар су қосып илегенде пластикалық қамырға, ал күйдіргеннен кейін тасқа ұқсаған күйге айналады.

Каолиндер тек қана дерлік каолинит минералынан (АІ₂O₃×2SiO₂×H₂O) құралады, бөлшектерінің (түйіршектерінің) өлшемдері көбінесе 0,01 мм-ден, күйдіргенде- ақ түсін (өңін) сақтайды.

Саз балшықтар (осыдан кейін балшық немесе саз деп қысқартыла аталынады) бірнеше минералдардан және минералдық және органикалық қоспалардан құралады. Бұл минералдардьң бір тобы сумен араластырғанда иленгіш қамыр түзеді, ал басқа (екінші) тобында- кальцитте, дала шпатында мұндай пластикалық қасиет жоқ. Бірінші топтағы минералдарды сазды (балшықты) зат деп атайды, екіншісін -сазды емес минералдар дейді. Балшықты (сазды) зат (бөлшектерінің өлшемі 0,005 мм-ден төмен негізінде каолиниттен және онымен туысқан минералдар монтмориллониттен (АІ₂O₃×4SiO₂×nH₂O), галлуазиттен (АІ₂O₃×2SiO₂×4H₂O) құралады. Уақ бөлшектер (түйіршектер) балшықтардың пластикалық қасиетін жақсартады (жоғарылатады). Жоғарыпластикалык балшықтардың 80-90-ті 0,003 мм - ден төмен бөлшектерден құралады.

Бентониттер деп жоғарыпластикалық негізінде монтмориллониттен құралған, балшықтарды атайды. Олардың 85-90 пайызы өте майда 0,001мм-ден кем бөлшектерден тұрады.

Қорыта айтқанда балшық материалдарда өлшемі 0.001мм бөлшектер көбейген сайын олардың пластикалығы өседі; пластикалығы ең жоғары балшықтарда көп кездесетін қоспа-дала пшаты олардың балқу температурасын төмендетеді; темір тотығы (Ғе₂O₃) оларға қызыл, ал басқа, әсіресе көміртегіне бай органикалық қоспалар коңыр т.б. түстер (өңдер) береді; кальцийлі карбонат (СаСо₃) "көпірме" ("дутик")* атты дефект (ақау, кемістік) келтіреді.

Қосымшалар (үстемелер)

1) Балшықтығын пластикалығын (иленгіштігін) азайтатындар.

Иленгіштігі жоғары балшық қамыр түзу үшін көп су сіңіреді де, одан жасалған бұйым кептіргенде, күйдіргенде көлемін кішірейтеді, шытынауы (жарылуы) мүмкін. Жасалынатын бұйымды осындай ақаудан сақтау үшін балшықтың иленгіштігін азайтатын үстемелер пайдаланылады. Оларға шамот, кұм, жылу электростанциясынын (ЖЭС) күлі, тез суытылып, түйіршектелген шлактар жатады.

Шамот-түйірленген (0,14-2мм) керамикалык материалдар; ол сазды күйдіру (бұйым күйдіру температурасына дейін), уату арқылы алынады немесе кірпіштің қалдықтарынан (сынықтарынан) дайындалынады. Шамотты немесе осы топта жататын жоғарыда көрсетілген басқа да заттарды қосқанда балшықты кептіру, күйдіру процесстері жеңілдейді, сапасы жоғары беттік кірпіш және отқа төзімді бұйымдар алынады.

2) Керамикалық бұйымдардың кеуектілігін және саздың пластикалығын арттыратындар. Жеңіл, кеуектілігі жоғары, жылуөткізгіштігі төмен бұйымдар алу үшін сазға кеуектілендірілетін заттар қосылады. Бұл заттар ретінде күйдіргенде газ шығаратын уатылған әктас (бор), доломит немесе жанатын ағаш ұнтағы, қоңыр көмірдің тоңазы, көмір байыту фабрикаларының қалдықтары, ЖЭС күлі, лигнин пайдаланылады.

Саздың иленгіштігін арттыратын заттарға пластикалығы жоғары балшықтар,бентониттер және беттік әсерлі заттар (БӘЗ), мысалы, сульфит - ашытқы бардасы (САБ) жатады.

3) Балқытқыштар (флюстер). Глазурьлер. Ангобтар. Балқытқыштар (флюстер): дала шпаттары, темір рудасы, доломит, магнезит, тальк, т.б. саздарға бұйымдардың күйдіру температурасын төмендету үшін қосылады.

Керамикалық бұйымдардың су өткізгіштігін, тазалығының және мәнерлігін арттыру үшін олардың бетін глазурь немесе ангоб деп аталатын заттармен өңдейді (сырлайды).

Балшықтардың керамикалық бұйымдар өндіру үшін қажетті қасиеттері.

1) Иленгіштігі

Саз сумен араластырғанда иленгіш қамырға айналады.

Иленгіштік деп саздың қамыр күйінде сыртқы күштің әсерінен керек форманы ажырамай (үзіліссіз), шытынамай (қуыссыз) қабылдап, ош кептірген және күйдіргеннен кейін сақтау қасиетін атайды.

Иленгіштіктін техниқалық көрсеткіші пластикалық санмен (Пл) сиппаталынады.

Пл = Wa – Wш

мұндағы Wa, Wш – қатырмен аққыштық және ширатылған (иірленгіш) шектөріне* сай ылгалдылықтын мөлшөрі, % (4.1 - сурет).

Керамикалық бұйымдар өндіру үшін иленгіштігі орташа, пластикалық саны 7-15 аралығындағы саздар пайдаланылады. Иленгіштігі аз балшықтар (Пл 7-ден төмен) қалыптанбайды, ал өте иленгіш саздар (Пл 15-ден жоғары) кептіргенде шытынайды.

2) Шөгуі (тығыздануы немесе бұйымның отырғыштығы) деп қамырды (бұйымды) ауада кептіргенде және отта күйдіргенде оның сызық өлшемдерінің және көлемінің кішіреуін атайды. Отырғыштық бұйымның алғашқы өлшемдерінен процент арқылы анықталынады: әдетте бұйым 3-тен 18%-ке дейін шөгеді. Осыған сәйкес өлшемі стандартта көрсетілгендей бұйым алу үшін форманың (қалыптың) көлемі үлғайтылады. Бұйымның шөгуі қамырды кептіргенде ылғал (су) бөлініп, ал күйдіргенде оның балқығыш құрамы басқа балқымайтын бөлшектерді өзіне тартуы әсерінен пайда болады.

3) Пісуі деп күйдіргенде саздың тығыздығы өсіп (жоғарыда көрсетілгендей кұрамындағы кейбір оңай балқитын бөлшектері балқып балқымаған бөлшектерді өзіне ығыстыру әсерінен), тас тәрізді денеге айналуын атайды.

Жоғары температураның тигізетін әсеріне байланысты балшықтар үш түрге бөлінеді, отқа төзімді - балқу температурасы 1580°С-тан жоғары (таза каолинитті және монтмориллонитті балшықтар, мысалы таза каолинит 1770°С -та балқиды), баяу балқитын - балқу температурасы 1350-1580°С аралығында (құрамында біраз кварц, дала шпаты, слюда, карбонат, т.б. қоспалар бар балшықтар): оңай балқитын-балқу температурасы 1350°С-тан төмен (жоғарыда көрсетілген және т.б. қоспалары көбірек балшықтар).

Балшықтардың бірінші түрі көбінесе фарфор, фаянс жәнө отқа төзімді бұйымдар алу үшін пайдаланылады; екінші түрі едендік тас, канализациялық құбырлар және осыларға құрамы ұқсас бұйымдар өндірісінде қолданылады; үшінші түрі кәдімгі кірпіш, черепица, т.б. бұйымдар өндіру үшін пайдаланылады.

Осы келтірілген түрлі балшықтардың сипаттамасына байланысты пісу интервалы да әр түрлі болады. Мысалы, оңай балқитын балшықтардын пісу интервалы 50-100°С аралығында, ал отқа төзімді балшықтарда - 400°С.