Одноэтапная система обжига проста: на высушенную плитку наносится глазурь, а затем проводится полный обжиг в один этап. Таким образом, обжиг утки и глазури сочетаются.
Обжиг глины: технология, правила, температурные режимы и виды
Глина — податливый материал, благодатная почва для экспериментов и создания различных украшений и творений. После того как работа высохнет, ее необходимо запечь, чтобы она прослужила как можно дольше и сохранила свою форму. Процесс этот непростой, он требует соблюдения определенных правил и внимания к многочисленным деталям. Но результат того стоит: изделие будет радовать долгое время, оно не деформируется и не разрушится. Эта статья об обжиге керамики. Об особенностях технологии, ее видах, правилах и температуре вы можете прочитать ниже.
Глина не является однородной, доля примесей в ней различна. В зависимости от их соотношения выбирается определенный тип обжига и температурный режим. Природное сырье содержит песок, и чем его меньше, тем ниже должна быть температура.
В составе не должно быть инородных тел или воздуха. Поскольку плотность этих элементов отличается от плотности основного материала, они по-разному реагируют на температуру: меняют свои свойства и расширяются с разной скоростью. В некоторых случаях это может привести к взрыву изделия. На цвет натуральной глины влияет присутствие определенных элементов. Из-за высокого содержания меди он приобретает красный цвет. Время обжига глины варьируется в зависимости от ее состава.
Подготовка
Перед началом процесса изделие необходимо тщательно высушить. Предварительная сушка должна проводиться без нагревательного оборудования и без попадания на поверхность прямых солнечных лучей. Лучше всего подойдет темное, сухое место со средней комнатной температурой. Важно, чтобы сушка происходила равномерно. В противном случае на поверхности появятся трещины и сколы. Этот процесс занимает до недели, в зависимости от размера изделия. Если его не высушить, после выпечки могут появиться дефекты.
Такого понятия как «пересушка» глины не существует.
После подготовки проверьте поверхность на наличие трещин. Их можно устранить, используя влажную глину, но это не устраняет риск деформации изделия в печи.
Последним этапом подготовки является шлифовка, которая доводит изделие до идеального состояния. Основным инструментом является наждачная бумага. Он используется для удаления различных неровностей, бугорков и отпечатков пальцев.
Важно:
- Свойства глины при обжиге изменяются, поэтому после завершения этого процесса изменить форму изделия будет невозможно.
- После сушки изделия деформируются, уменьшаются в размере.
- Если обжиг глины выполняется дома, помещение обязательно должно проветриваться. Под воздействием температуры выделяются различные органические соединения. Некоторые вещества имеют неприятный запах и могут быть токсичными.
Технология обжига глины
Процесс осуществляется в один или несколько этапов. Наиболее распространенной системой является двухэтапный процесс. Для этого требуется два последовательных процесса обжига.
Промежуточная стадия (пригибание): Изделие без глазури и декора (за исключением ангоба
- изделие успело приобрести некоторую прочность, а все газообразные вещества испарились из состава. Это происходит в результате завершения особых физико-химических процессов;
- пористость поверхности не должна окончательно устраниться. Материал должен быть способен поглощать некоторое количество влаги, чтобы на него можно было нанести глазурь и узоры.
Выпечка в печи обычно занимает несколько часов. В большинстве печей температура не может быть выше 350 градусов, в то время как реальный обжиг глиняных предметов требует температуры 1200 градусов и более.
Виды двухэтапного обжига
- Фарфоровая схема. Основной принцип: температура печи во время второго этапа должна быть выше, чем во время первого. Такая схема позволяет облегчить процесс декорирования после не очень интенсивного первого обжига. Температура обжига глины устанавливается в районе 800-1000°C. Если на изделии появляются трещины, их легко выявить по характерному звуку после постукивания и устранить. Покрытие глазурью проходит гораздо проще, по сравнению с одноэтапным вариантом. Основные свойства (прочность, стойкой, влагонепроницаемость) изделие приобретает после декорирования, во время второго этапа. Такую технологию используют для фарфора.
- Фаянсовая схема. Главный принцип – второй (политой) этап происходит при меньших температурах, чем первый. Используется, если после интенсивного обжига структура материала остается пористой или если глазурь требует низкой температуры. Применяется для изделий из фаянса: глина в его составе имеет высокую тугоплавкость. Температурный режим – 1200-1250°C. Второй этап не имеет ограничений по температуре: ее величина диктуется особенностями глазурной и краски.
Теперь поговорим о запекании глины. Когда вы помещаете кусок глины в печь, он становится очень горячим из-за высокой температуры и происходят химические изменения — стеклование, он становится блестящим и глянцевым. Это невозможно с куском глины, обожженной в печи, потому что печь недостаточно горячая. Температура, необходимая для такого изменения, составляет 1600 градусов. Поэтому изделия, обожженные в печи, не являются керамикой в полном смысле этого слова, но обладают некоторыми из тех же свойств.
Обжигание в один этап
- выгоден с экономической точки зрения;
- подразумевает использование меньшего количества ресурсов.
- более тщательный подход к декорированию: за счёт того, что поверхность недостаточно прочная, необходимо быть осторожней;
- глазурирование с помощью простого окунания практически исключается. А такой метод считается самым простым и выгодным;
- для того, чтобы закрепить глазурь, необходимо использовать специальные добавки.
При нагревании до 110° глина изгоняет всю механически смешанную воду, но другие ее свойства остаются неизменными. При температуре 250° начинается очень медленное, постепенное удаление воды из глины. При температуре 425-450° большая часть химически связанной воды высвобождается из глины, и молекулы глины распадаются. Оставшееся содержание воды удаляется при температуре около 900°. По этой причине керамика должна обжигаться при температуре не менее 900°, иначе она недостаточно устойчива к выветриванию и воздействию воды, разбавленных кислот и щелочей.
- длительное и трудоёмкое декорирование не обязательно;
- производство предусматривает процент бракованных единиц;
- глазурь является высокотемпературной и период ее плавления равен периоду спекания глины;
- если часть глазури возможно нанести с помощью распыления.
Поэтому первым шагом является выбор правильного типа глины для обжига в печи.
Ограничения духовки
Вы можете попробовать сделать изделия из простой глины и запечь их вместе с детьми. Он очень интересен и нерастворим в воде.
Однако они не пригодны в пищу: Даже в слаборазбавленных кислотах и щелочах эта глина легко растворяется.
- нет возможности получить очень высокую температуру;
- обжигая в духовке невозможно добиться химических изменений, которые происходят в печи;
- у вас не получится «гладкого» изделия из обычной глины;
- вам не нужно глазировать;
- вам не нужно тратить 12 часов на обжиг.
Когда вы делаете изделие, перед выпечкой его следует тщательно высушить и убедиться, что на него не попала вода.
Однако вы можете задаться вопросом, что произойдет, если внутрь попадет вода?
Невысушенный продукт содержит воду, а тепло создает давление. Затем происходит «взрыв», и изделие получает трещину или скол. Это не было нашей целью, если только вы не хотели специально создать красивые художественные трещины.
Поэтому перед выпеканием убедитесь, что ваша заготовка полностью высохла.
Процесс обжига обычной глины в печи довольно прост. Здесь я расскажу, как это сделать, и поделюсь несколькими приемами, которые помогут вам на этом пути.
Одна деталь, которую вы обязательно должны знать, — это типы глины. Если вы работаете в студии, мы бы сказали просто использовать обычную глину, в зависимости от температуры вашей печи для обжига, вы можете даже работать с фарфором.
Вода не допустима
Глина и керамика — это разные материалы, которые широко используются в гончарном деле. Однако основное различие между этими двумя материалами заключается в том, что глина — это материал, добываемый естественным путем. С другой стороны, керамика — это различные группы веществ, которые добавляются в глину для ее затвердевания при нагревании.
Поскольку керамика содержит оксиды металлов, молекулярная структура глины изменяется при нагревании. Следовательно, все глины можно считать керамикой, но не все керамики являются глинами. Хотя существуют различные типы керамических глин, основными глинами, используемыми в керамике, являются фарфоровая глина, керамическая глина и кладочная глина.
Горшечная глина имеет низкую температуру обжига и состоит из мелких частиц. Изделия из этой глины могут служить годами. С этой глиной легко работать, она липкая и очень податливая. Его можно обжигать при температуре 1100°C. В результате получается твердый, но хрупкий материал с пористой структурой. Чтобы сделать изделие непористым, на керамику наносят глазурь, а затем обжигают во второй раз.
Фарфоровая глина — это мелкозернистая белая глина, которая используется для изготовления керамики. Он очень прочный и имеет белый цвет благодаря более высокой доле каолина. Фарфор можно обжигать при очень высоких температурах от 1200 до 1450 °C. В результате получаются очень твердые, белые, полупрозрачные и блестящие изделия.
Основной процесс обжига обычной глины
Цвет этой керамики варьируется от темно-коричневого до коричневатого. Разница в цвете обусловлена наличием примесей и содержанием железа в глине. Каменная глина имеет крупные частицы, которые обжигаются при температуре 1200 °C. В результате получается более плотный и прочный материал, который, естественно, водонепроницаем. Эту глину не нужно глазировать. Хотя это лучшие керамические глины для керамики, если вы новичок и только начинаете заниматься керамикой, вы можете начать с самозатвердевающей глины. Он очень податлив и позволяет изготавливать разнообразные керамические изделия. Подробнее о керамических материалах читайте в нашей отдельной статье.
- Потрогайте глиняную фигурку и убедитесь, что он высох (сушить нужно около недели).
- Возьмите фигурку и положите ее вверх дном на решетку, которую поместите на средний уровень.
- Плавно в течение двух часов повышайте температуру в духовке до 200 градусов.
- Некоторым людям нравится ставить на противень или на сковороду. Но это не обязательно.
- Кто-то любит укладывать пергаментную бумагу на противень или на дно. Это облегчает чистку духовки после запекания и позволяет выпекать изделия без риска испортить духовку.
- Установите температуру 325 градусов и на этой температуре запекайте около 30 минут.
- Выключите духовку и снимите изделие прихватками.
- Положите его на термостойкую поверхность и оставьте на 3-4 часа, пока он полностью не остынет.
- Украсьте его, если это необходимо.
Как выбрать глину для керамики?
Но дома все может быть немного иначе. Вы можете выбрать один из трех видов глины:
2. у обоих есть преимущества и недостатки. Обожженная глина имеет много преимуществ и недостатков:
3. высушенная на воздухе глина также имеет свои преимущества и недостатки:
Горшечная глина
Этот вариант менее похож на процесс изготовления настоящей глины, но иногда используется, когда вы просто хотите сделать что-то самым простым способом.
Фарфор
4. наконец, существует полимерная глина, которая имеет те же преимущества и недостатки, что и второй вариант:
Каменная глина
В идеале вам хотелось бы иметь печь и специальную глину, но если ваши средства ограничены и вы не хотите вкладывать много денег в дорогое оборудование, то вот ваши варианты.
Как выбрать глину для работы на дому?
Запекание в духовке — это вариант, если вы работаете с обожженной глиной. Однако, если вы готовы потратить немного больше денег, можно приобрести и недорогую печь.
- Обжигаемая в печи.
- Полимерная.
- Высушиваемая на воздухе.
Преимущества выпечки в духовке:
- Обычно выдерживает более высокие температуры.
- Лучше для керамики, используемой в потреблении.
- Как правило более долговечная.
- Самый большой недостаток в том, что с ней труднее работать.
Однако если вы хотите подойти к процессу более серьезно, вам понадобится духовка, поскольку ваша домашняя духовка не сможет достичь нужной температуры. Она имеет много преимуществ перед духовкой:
- Вам не нужна печь или источник тепла.
- Как правило, из нее вы можете создать большинство изделий.
- Недостатком является то, что она обычно не такая прочная как обжигаемая в печи.
- Требует вечность, чтобы высохнуть.
Печь — это хорошая отправная точка, если вы хотите научиться делать это дома. Однако мы советуем вам подумать о покупке печи, когда вы научитесь нескольким вещам, или когда у вас будет печь в ближайшей студии.
Статья
- Это отличная глина для новичков.
- Позволяет работать с формой.
- Как правило, прочная, но не на столько как обжигаемая.
- Не самая податливая по сравнению с двумя другими.
- Обычно используется для формовки и не более того.
Обжиг керамики считается самым важным технологическим процессом и самым энергоемким. Не зная основ химии, довольно трудно понять, что именно происходит с глиной во время обжига. Однако теория гончарного искусства доступна каждому, кто хочет использовать готовые рецепты, не вникая в тонкости техники. Обжиг позволяет изготовить из глины керамику в том виде, в котором мы ее знаем, путем ряда физических и химических превращений. Этот процесс называется спеканием и является заключительным этапом процесса обжига.
Обжиг керамики в домашних условиях
В зависимости от техники обжига можно добиться различных результатов. Основная цель термообработки — повысить прочность плитки, сделать ее более водостойкой и придать керамике устойчивый цвет. Более конкретно, каждый тип керамики проходит через различные процессы обжига.
Паста (керамика, изготовленная в одном обжиге без декора и глазури) должна стать твердой, но оставаться пористой, чтобы впитывать глазурь. После обжига фарфор становится белым и шелковистым, а глазурь прекрасно блестит.
- Это дешево, так как она у вас уже есть.
- Обычно позволяет создать достойную керамику.
- Получаемые изделия достаточно долговечные.
Параметры и техника обжига были определены методом проб и ошибок. Чтобы узнать все секреты изготовления керамики, требуется много практики. Опытный керамист не действует спонтанно. Он интуитивно угадывает свойства, которые приобретет глина после обжига.
- Ваши изделия могут быть более разнообразными.
- Вы сможете создать подходящую атмосферу для работы.
- Вы сможете работать с более разнообразными глазурями и глинами.
- Процесс проще в управлении, так как он более медленный.
- Позволяет использовать высокотемпературный (бисквитный) обжиг, который делает керамику прочнее.
Примечательно, что гончарному искусству обучали люди, далекие от таких наук, как физика или химия. На самом деле, с научной точки зрения, техника обжига кажется довольно сложной. Глина содержит множество химических соединений, которые изменяются при обработке при высоких температурах. Для понимания теории необходимо понимать такие процессы, как дегидратация, фазовые переходы, химические реакции, кристаллизация и плавление, растворение.
Утильный или первый обжиг керамики
На сегодняшний день не существует единой методики точных расчетов для достижения определенного результата. Иногда требуются десятки экспериментов, чтобы найти нужный оттенок или физические свойства. Однако процесс обжига можно контролировать, если знать его принципы и особенности.
Сегодня у мастера есть все возможности для корректировки процесса обжига. В современных печах изделия можно обжигать при высоких температурах, что обеспечивает высокую скорость нагрева. Однако такая высокая скорость не всегда необходима, поскольку скорость физических и химических процессов накладывает определенные ограничения. Это процессы, которые превращают сырую глину в высокопрочную керамику.
Для завершения процесса требуется некоторое время. Если он не выдержит, изделие не будет обладать свойствами, ожидаемыми керамистом.
Процесс обжига принято разделять на определенные температурные интервалы. Такое разделение связано с тем, что изменения происходят в течение определенного периода времени. Таблицы с подробным описанием процессов можно найти в технической литературе. Для общего понимания достаточно остановиться на самых важных из них.
В диапазоне температур от 25 до 200 градусов внутренняя энергия продукта увеличивается. Скорость нагрева настолько мала, что вода между слоями может быть удалена (связана). В это время важно, чтобы слои глины прогревались равномерно.
Первый этап может быть f
Однако следите за тем, чтобы нагрев не замедлялся слишком сильно, так как это приведет к эффекту «пара». Эффект проявляется в обесцвечивании стекла из-за конденсации растворенных в воде солей. Средняя скорость нагрева на первом этапе нагрева составляет около 100 градусов в час. На этом этапе существует риск того, что стекло треснет при сильном испарении влаги.
- Процессы, протекающие при обжиге
- 25-200 градусов
- 200-400 градусов
- 400-600 градусов
- 600-800 градусов
- 800-1000 градусов
- Виды обжига
- Схема обжига для фарфора
- Схема обжига для фаянса
- Схема обжига для майолики
- Схема для обжига шамота
- Схема одноэтапного обжига
Процессы, протекающие при обжиге
В диапазоне температур от 200 до 400 градусов удаление связанной воды завершается. Кроме того, большая часть органических соединений сгорает, поэтому важно обеспечить хороший приток кислорода на этом этапе. Органические компоненты глины поступают в виде добавок и связующих веществ, но сам материал содержит природные органические элементы. Их сгорание может длиться гораздо дольше, вплоть до нагрева при температуре 700 градусов.
Скорость нагрева в этом диапазоне также составляет не более 100 градусов в час. Обычно погружение длится 15 минут, когда температура достигает 400 градусов. Глушители должны быть открыты, чтобы отработанные газы могли покинуть топочную камеру. В то же время обжиг должен быть окислительным, то есть процесс должен происходить за счет взаимодействия с кислородом.
При более высоких температурах выделяется вода, которая является частью кристаллической матрицы глинистых минералов. Этот процесс называется обезвоживанием. Сам процесс обезвоживания не вызывает проблем, но во время процесса разложения глинистых минералов в слоях материала наблюдаются локальные внутренние напряжения.
25-200 градусов
Описав основные элементы процесса обжига путем нагревания и охлаждения материалов, можно более подробно обсудить природу обжига пней. Однако более уместно описывать его в контексте общей теории, охватывающей все виды стрельбы. Большинство керамических изделий обжигается на разных стадиях. Наиболее распространенная система обжига — двухступенчатая, но существуют также рецепты с 3 и более ступенями.
При двухступенчатом обжиге первая ступень называется шахтным или промежуточным обжигом. При первом обжиге изделие высушивается, но не декорируется. Допускается даже частичное декорирование цветной глиной или ластиком. Глазурь наносится на изделие только перед первым обжигом, поскольку термическая обработка глазури требует более высоких температур, чем при матовом обжиге.
Утиль, черепок и бисквит — это синонимы и означают незаконченный, необработанный продукт. Утиль украшается глазурью или подглазурной росписью, глазурью или флюсовыми мозгами. Трудно выбрать саму температуру обжига, поскольку необходимо определить диапазон температур, при котором газификация и повышение прочности завершены, но пористость еще достаточно высока для нанесения глазури. Как правило, используются готовые, проверенные системы.
Для термической обработки материала требуется процесс обжига.
200-400 градусов
На первом этапе происходит выстрел по утке. Глиняные изделия высушиваются, но не стеклокерамизируются. Температура обжига матового фарфора не превышает 1000 градусов Цельсия. Такой обжиг придает фрагментам необходимую прочность и пористость.
Плитка после утильного обжига называется «шлак». Они могут быть остеклены различными методами. На готовую раму наносятся цвета подглазурной краски и самой глазури. Затем глазурь обжигается. Температура обжига может достигать 1420 градусов (для настоящего фарфора).
400-600 градусов
Обжиг керамики из керамогранита производится при более высокой температуре, поскольку материал почти не плавится. Это означает, что если плитку обжечь при температуре 1250 градусов, она останется пористой.
Виды обжига
Печи можно использовать для достижения идеальных прочностных и эксплуатационных характеристик керамических изделий.
Классическое оборудование состоит из нескольких элементов:
Современные производители предлагают широкий ассортимент керамических печей, которые отличаются друг от друга по различным параметрам:
Производством печей для обжига занимаются многие отечественные и зарубежные производители. Наиболее известными из них являются:
- Фарфор и каменные массы. Данный вид керамики отличается наличием карбонатов, следовательно, при обжиге возникает много плавней, то есть большая масса пребывает в жидкой фазе.
- Фаянс. Фаянсовая керамика характерна отсутствием жидкой фазы.
- Майолика. К ней относят изделия из красной глины, это продукты гончарного ремесла и терракота.
- Шамот. Огнеупорная глина, в состав которой входят зерна обожженного ранее материала.
Схема обжига для фарфора
К отечественным производителям относятся:
Выбор печи для обжига зависит от цели и задач, которые ставит перед собой мастер. Например, владельцы крупных промышленных предприятий предпочитают более крупные камерные модели, а любители, изготавливающие керамику, предпочитают муфельные модели. При покупке кухни важно учитывать различные аспекты:
Схема обжига для фаянса
Выбор печи и метода обжига должен позволять использовать резиновую глину для получения наиболее твердого и прочного материала.
Особенности печей для обжига
- корпус (из нержавеющей стали);
- внешняя теплоизоляция – специальный слой, обуславливающий производительность печи;
- внутренняя теплоизоляция;
- камера, оснащенная нагревательными элементами.
Классификация моделей
- расположение нагревательных элементов:
- муфельные – расположены вокруг камеры;
- камерные – находятся внутри камеры;
- воздушная;
- вакуумная;
- с защитной средой из газов;
- горизонтальный – предполагает загрузку заготовок в передней части конструкции;
- трубчатый – обеспечивает равномерное распределение жара в камере при обжиге художественной керамики;
- колпаковый – предполагает загрузку в верхней части;
- газовые;
- электрические;
- конструкции, работающие на твердом топливе.
Популярные производители
- Nabertherm (Германия) – компания основана в 1947 году Конрадом Набером. В настоящий момент Nabertherm располагается недалеко от Бремена в городе Лилиенталь и занимается производством термообрабатывающего оборудования и печей, предназначенных для самых разных отраслей промышленности. На ее официальном сайте можно заказать конструкции с электрическим и газовым обогревом для обработки фарфора, керамики и стекла.
- Helmut Rohde (Германия) – активный участник премии Diessen Ceramic Award. Компания более 30 лет поставляет на рынок печи для обжига, сушильные камеры и другое оборудование. Выпускаемые ею печные конструкции имеют множество преимуществ: компактность, полный контроль загрузки, относительно малый вес, разборность, мобильность.
- Welte (Германия) – производит оборудование, отвечающее высоким стандартам Европейского союза. Печи Welte просты в эксплуатации, надежны, долговечны и могут использоваться как профессионалами, так и любителями гончарного искусства.
- ОАО «Электроприбор»;
- ООО «Вега Про»;
- ЗАО «Лабораторное оборудование и приборы»;
- ОАО «Смоленское СКТБ СПУ»;
- ООО «Уралэлектропечь».
Критерии выбора
- суточный объем обжига;
- вариант загрузки;
- габариты изделий, планируемых к обжигу;
- особенности электропроводки.
