Тугоплавкая глина это: Глина (огнеупорные и тугоплавкие)

Содержание

Виды глины

Чтобы произвести керамические изделия различного типа и назначения необходимо использовать природные материалы, или как их называют – глинистое сырье. Тип материала подбирается в зависимости от вида будущего изделия – гончарное или фарфоровое, фаянсовое или строительное, либо же отделочное.

На сегодняшний день глинистое сырье – в соответствии с ГОСТом 9169-59 – можно разделит на 4 основные группы:

Глины

Каолины

Сланцевые глины

Сухари

Сланцы и сухари, когда соприкасаются с водой, не образуют консистенции теста, потому не применяются в гончарном деле.

Эти 4 группы, в зависимости от ряда свойств и состава, делятся на несколько подгрупп. К примеру, в зависимости от количества глиноземов (окиси алюминия) в прокаленном состоянии:

Высокоосновной тип (более 40 %)

Основной тип (от 40 до 30 %)

Полукислый тип (от 30 до 15 %)

Кислый тип (менее 15 %)

По степени огнеупорности:

Плавящиеся при температуре 1580 градусов и более, огнеупорные

Тугоплавкие, которые плавятся при температуре от 1580 до 1350 градусов

Легкоплавкие, которые плавятся при температуре ниже 350 градусов

Учитывая степень пластичности и связуемости:

Связующий материал, образующий формуемое тесто, если добавить нормальный песок в консистенции около 50 %

Пластичный материал, который образует формуемое тесто с добавкой чистого песка в консистенции от 50 до 20 %

Тощий материал, который образует формуемое тесто с добавкой песка менее 20 %

Сланцы и сухари, которые и вовсе не могут образовать формуемое тесто

Тем не менее, данная классификация видов глин не может дать полного образа будущего изделии. Также мы можем привести промышленную классификацию глин, которая основывается на оценке этих глин по совокупности ряда признаков. К примеру, это внешний вид изделия, цвет, интервал спекания (плавления), стойкость изделия к резкой смене температуры, а также прочность изделия к ударам. По данным признакам можно определить название глины и ее назначение:

фарфоровая глина

фаянсовая глина

беложгущаяся глина

кирпичная и черепичная глина

трубочная глина

клинкерная глина

капсульная глина

терракотовая глина

Клинкерная глина получается из массы на основе тугоплавкой и огнеупорной видов глин, а также в сочетании с полевым шпатом. Произведенные из такой массы изделие называют «каменный товар». типичный тонкокаменный товар (высококачественный) это образец английских изделий Дж. Веджвуда, относящиеся к 18 веку. Отличительной особенностью данных изделий являются барельефная декорировка поверхности ваз, бортиков тарелок и так далее, арабесками и мелкими фигурами в одной цветовой гамме на общем фоне изделия, выполненного в другом цвете. К примеру, белого цвета барельеф на зеленом фоне, или же белого цвета барельеф на синем фоне.

В городке Мобеж (Франция) такие изделия появились в 17 веке, Польша и Силезия – 16 век, Германия – средние века. Изделия, произведенные во Франции, разделяют на тонкие и обыкновенные. Но все эти изделия производятся в условиях высокого температурного режима при обжиге – 1230 – 1285 градусов.

Примеси в гончарной глине
Вспомогательные инструменты гончара

Состав и виды глины – какая бывает глина

Глина – самый распространенный на земле грунт. Она образуется после распада и выветривания горных пород на мельчайшие частички, является последним этапом их деградации. Залегает глина сплошными массивами или тонкими прослойками (линзами) близко к поверхности.

Состав и виды глины – какая бывает глина
Состав глины
Виды глины
По содержанию глинистых минералов
По происхождению
По кислотности
По наличию включений
По дисперсности
По пластичности
По цвету
По огнеупорности
По способности к спеканию
По способу применения

Раньше этот материал добывали в поймах рек и озер. Сейчас это чаще делают в карьерах. Качество и состав глин в разных местах отличается, что определяет область их использования. Большинство предприятий (например, кирпичные и цементные заводы) строят в местах залежей глины. Это значительно удешевляет затраты на транспортировку.

Связь между частицами глины довольно прочная, что определяет многие ее свойства. Но разрушить эту связь несложно, так как глина – мягкий грунт. Поэтому ее добыча ведется открытым способом. Для извлечения материала используют экскаваторы, бульдозеры и другие наземные механизмы. Проводить бурение или взрывные работы при добыче глины нет необходимости.

Состав глины

Материнской породой для глины являются граниты и гнейсы. В результате выветривания они распадаются на кварц, слюду и полевые шпаты. Дальнейшая деградация ведет к образованию каолинита, монтмориллонита и гидрослюды. Процесс занимает сотни тысяч, а то и миллионы лет. Глинистые минералы (глиноземы) представляют собой соли алюминия и кремния. Кроме них в состав глины входят молекулы воды. Соотношение компонентов может быть разным, в зависимости от места добычи. Оксиды кремния (кремнезем) составляют приблизительно 45-50%, оксид алюминия (глинозем) – около 40-45%, вода – до 15%.

Глины могут включать и другие глиноземы (соединения алюминия):

Андалузит
Дистен
Силлиманит
Галлуазит
Гидраргиллит
Монотермит
Корунд
Мусковит
Диаспор
Накрит
Пирофиллит

Глиноземы влияют на свойства глины. Например, андалузит повышает ее огнеупорность (температуру плавления). Глины с монотермитом набухают сильнее, чем обычные каолиновые. Некоторые примеси снижают пластичность, изменяют цвет материала.

В глинах могут содержаться красящие вещества – хромофоры. К ним относятся оксиды железа, титана, магния, меди, никеля, хрома. Они придают материалу разные оттенки, от желтого и коричневого до синего, красного и даже черного.

Глины загрязняются песком (оксидом кремния), соединениями кальция (гипсом, доломитом, кальцитом), солями металлов. В массивах грунтов нередко присутствует органика. Эти включения ухудшают качество материала. При высоком содержании посторонних примесей глину нельзя использовать в некоторых работах (например, для производства керамики).

Около 50% глинистых частиц имеют диаметр до 0,01 мм, больше 25% – до 0,001 мм. Форма зерен у материала плоская, напоминает чешуйки. Заряд частиц отрицательный, к их поверхности притягиваются положительные молекулы воды. Это одна из причин гигроскопичности глины, способности впитывать и накапливать жидкость.

В следующей части статьи мы расскажем о видах глины и принципах классификации этого вида грунта.

Виды глины

Существует много характеристик, по которым классифицируются глины. Учитываются условия их образования, химический состав и физические свойства. Иногда в систему включается разделение в зависимости от специфических способов применения.

Глина делится на виды по следующим признакам:

Содержанию глинистых минералов
Происхождению
Кислотности
Наличию включений
Дисперсности
Пластичности
Цвету
Огнеупорности
Способности к спеканию
Способу применения

Дальше мы подробно расскажем о каждой группе глин и перечислим основные виды материала.

По содержанию глинистых минералов

В глинах может преобладать один или несколько глинистых минералов. В первом случае их называют олигомиктовые, во втором – полимиктовые.

Олигомиктовые глины разделяют на:

Гидрослюдные
Каолиновые
Монтмориллонитовые

Гидрослюдные

Эти глины характеризуются низкой пластичностью, в воде могут увеличивать свой объем в 9 раз. В них много примесей обломочных пород (полевого шпата, слюды), кварца. К гидрослюдным глинам относятся аргиллиты – продукт уплотнения глины с уменьшенной пористостью. Сюда же включают породу зеленоватого цвета, сложенную из глауконита.

Каолиновые

Основной компонент грунтов – каолин. Средний размер частиц в них – 0,01 мм. Глина отличается высокой пластичностью, в воде ее объем увеличивается в 3 раза. Цвет материала светлый, серый, белый или желто-коричневый. Эти разновидности чаще всего используются в производстве керамики.

Монтмориллонитовые

Эти виды глин образовались из вулканического пепла. Средний размер их частиц – 0,001 мм. При намачивании такой материал способен увеличиваться в объеме в 40 раз. Монтмориллонитовые глины обладают выраженными сорбционными свойствами. Иногда их так и называют – адсорбционными. Раньше эти глины также называли сукновальными, так как они использовались для отбеливания полотна. Сейчас их применяют в нефтеперерабатывающей и химической промышленностях в качестве сорбентов.

Выделяют 2 группы монтмориллонитовых глин:

Флоридины (гумбрины, нальчикины)
Они отличаются жирной консистенцией, высокой пластичностью и наличием большого количества мелких частиц.
Бентониты (асканиты, гюльаби, огланлинские глины)
Имеют слоистую структуру. При намачивании увеличивают свой объем в 30-40 раз, превращаются в студенистую субстанцию. После высыхания проседают и покрываются трещинами.

Монтмориллонитовые глины являются составляющей буровых установок. Эти разновидности впитывают в себя не только жидкость, но и растворенные в них вещества.

По происхождению

По своему происхождению глины разделяют на:

Элювиальные
Морские осадочные
Континентальные осадочные

Элювиальные

Элювиальные, или остаточные глины – это продукт выветривания материнской породы, вулканической лавы и туфа. Залегает грунт в месте своего образования. Чаще всего массивы не сплошные, образуются плоские прослойки (линзы) или ограниченные участки (карманы, гнезда). Нижние слои постепенно переходят в горную породу, могут быть засорены включениями камней (слюды, полевых шпатов, гранита). Залежи часто сохраняют структуру, характерную для материнской породы.

Морские осадочные

Образуются путем переноса выветрелых пород на морское дно или побережье.

Выделяют 3 типа глин такого происхождения:

Прибрежные
Отличаются неоднородным составом с высоким содержанием примесей песка и карбонатов.
Лагунные
В соленых лагунах состав грунта неоднородный, с примесью солей. В опресненных лагунах в глинах преобладают мелкие частицы, количество солей также повышенное.
Шельфовые
Залегают на глубине около 200 м. Они образуют мощные пласты толщиной до 100 м и площадью в десятки квадратных километров. Структура однородная, количество примесей минимальное.

Континентальные осадочные

Континентальные осадочные глины образовались после переноса выветрелой породы по суше (ветром, потоками воды, после землетрясений и горных обвалов).

В эту группу входят:

Делювиальные
Образуются у подножия возвышенностей. Гранулометрический состав изменчивый, в глинах есть много примесей песка и мелких камней.
Озерные
Однородные по составу глины с мелкими частичками. В пресных озерах залегают каолиновые виды, а в соленых – монтмориллонитовые. Материал из озер отличается высоким качеством.
Пролювиальные
Образуются после схождения оползней, селевых потоков. Отличаются неоднородным составом, большим количеством посторонних включений.
Речные
Располагаются на дне и в поймах рек. Состав неоднородный, массивы глины переходят постепенно в песчаники и галечники.

По кислотности

Эта характеристика определяется содержанием оксидов алюминия и титана (Al2O3 + TiO2).

По кислотности глины разделяются на:

Высокоосновные (более 40% оксидов)
Основные (30-40%)
Полукислые (15-30%)
Кислые (до 15% оксидов)

Основные и высокоосновные глины обладают высокой температурой плавления. В эту группу также включают бокситы – основной источник промышленного алюминия. Кислые разновидности используются в качестве катализаторов различных химических процессов.

По наличию включений

В глине могут быть включения частиц большего размера или минералов разного происхождения.

По их наличию глины разделяются на материалы:

С мелкими включениями (до 2 мм)
Со средними включениями (2-5 мм)
С крупными включениями (от 5 мм)

По количеству частиц с размерами от 0,5 мм:

С низким содержанием (до 1%)
Со средним содержанием (1-5%)
С высоким содержанием (более 5%)

Высокий процент включений снижает пластичность глины. Она не может применяться в гончарстве. Зато такой материал не трескается при спекании и может идти на изготовление кирпичей. Крупные частицы (1-5 мм) – это песчинки. Их высокое содержание характерно для супесей и суглинков.

На качество материала также влияет химическая структура примесей.

По этому признаку классифицируют глины следующим образом:

С примесями кварца (песка)
В качественной глине кварц должен составлять не более 50%. Если песка 70-90%, то грунт называется суглинком. Когда количество глинистых частиц составляет 10% и меньше, то материал называют супесью.
С примесями железа
Этот элемент влияет на цвет материала, в определенных концентрациях повышает качество керамических изделий, увеличивает способность глины к вспучиванию.
С включением карбонатов (гипса, доломита, кальцита)
Карбонаты понижают температуру плавления глины и ее способность к спеканию. Примеси мелкого объема уменьшают прочность изделий, крупного – после обжига превращаются в гашеную известь, могут спровоцировать полное разрушение изделий. У грунта с гипсом или доломитом повышается растворимость в воде и снижается несущая способность.
С органическими включениями
Такие примеси часто встречаются в верхних слоях залежей. Глина с большим количеством органики непригодна для изготовления керамики. Но она может использоваться в качестве материала при рекультивации земель.

По дисперсности

Это свойство связано с размером частиц. Чем они мельче, тем лучше утрамбовываются и образуют однородную дисперсную систему.

По степени дисперсности глины разделяют на:

Высокодисперсные, или тонкодисперсные (содержат 85% частиц меньше 10 мкм или 60% – до 1 мкм)
Дисперсные (частицы до 10 мкм составляют 40-85% или до 1 мкм – 20-60%)
Грубодисперсные (в материале меньше 40% зерен с диаметром до 10 мкм или до 20% с диаметром до 1 мкм)

Дисперсность глины влияет на ее пластичность.

По пластичности

Под пластичностью понимают способность глины менять свою форму без разрушения структуры при намачивании и сохранять ее после высушивания. Измеряется показатель числом пластичности.

По этому параметру глина разделяют на:

Высокопластичные (число выше 25) – это тяжелые или жирные глины
Среднепластичные (15-25) – это легкая или тощая глина
Умереннопластичные (7-15) – это суглинки
Малопластичные (меньше 7) – это супеси, гидрослюда
Непластичные – аргиллиты

Глины с высокой пластичностью используются для производства керамической посуды и скульптур, со средней и низкой – для кирпичей и плитки. Тяжелые жирные разновидности можно использовать для обустройства глиняного замка вокруг фундамента.

По цвету

Глина окрашивается в разные цвета из-за наличия в ней оксидов металлов.

Она бывает:

Белая (не имеет примесей)
Желтая охра (содержит 25% оксида железа)
Красная охра (40% оксида железа)
Ярко-красный сурик (60% оксида железа)
Темно-коричневая (больше 60% оксида железа)
Черная (высокое содержание битума или другой органики)
Зеленая (содержит оксид меди)
Голубая (за счет оксида кобальта)
Оливково-зеленая (присутствует окись хрома)
Пурпурная и коричневая (содержат оксид магния)
Серо-зеленая (присутствует оксид никеля)

Окраска глины еще ярче проявляется после обжига. В гончарном производстве оксиды иногда специально добавляют в материал, чтобы получить разноцветные изделия.

По огнеупорности

Огнеупорность – это способность материала сохранять структуру и не расплавляться при высоких температурах. Она снижается при высоком содержании тонкодисперсных частиц, включениях карбонатов и оксидов металлов.

По этому признаку глины разделяют на:

Огнеупорные (или шамотные)
Они плавятся при температуре выше 1580°С. Состоят такие глины в основном из каолина, с небольшой примесью кремнезема. Включений оксидов металлов тут практически нет. Глины используются для производства высококачественной керамики, огнеупорных (шамотных) кирпичей и плитки.
Тугоплавкие
Выдерживают температуры от 1350 до 1580°С. В их состав входит 20-40% глинозема, в небольших количествах могут попадаться включения оксидов и солей металлов. Отличаются тугоплавкие глины высокой пластичностью, используются для производства клинкерных кирпичей и плитки, керамики.
Легкоплавкие
Такие глины содержат 60-80% кремнезема и 5-20% глинозема с примесью оксида титана. Плавятся они при температуре 1350°С. Используются легкоплавкие материалы в производстве обычного кирпича, керамической плитки, гончарных изделий.

По способности к спеканию

При высоких температурах материал уплотняется и превращается в твердый черепок. Этот процесс называется спеканием.

По способности к спеканию глины разделяют на:

Сильноспекающиеся
Среднеспекающиеся
Неспекающиеся

В зависимости от температуры спекания различают глины:

Низкотемпературные (спекание происходит при 1100°С)
Среднетемпературные (температура от 1100 до 1300°С)
Высокотемпературные (спекание происходит при температуре выше 1300°С)

Спекаемые глины идут на производство керамики. Из них получается прочная посуда, плитка, черепица, кирпичи. От температуры спекания зависит, в каких условиях изделия приобретают свою окончательную прочность. Чем она выше, тем сильнее нужно нагревать материал.

По способу применения

Глины используют повсеместно, в разных видах работ. Подробнее об этом вы можете прочитать на нашей странице Применение глины. Но существуют и специфические области использования (например, пищевая промышленность). В них применяются только определенные виды глины, к которым предъявляются особые требования. Они также имеют свои названия. Именно такие глины мы включили в данную классификацию.

Итак, по способу применения глины разделяют на:

Фарфоровую
Фаянсовую
Гончарную
Клинкерную
Левкасную
Медицинскую
Пищевую

Фарфоровая

Это белая глина без примесей железа. После обжига она не меняет свой цвет. В состав материала входит каолин, имеются небольшие примеси песка и полевого шпата.

Фаянсовая

Такую глину еще называют майолика. Впервые она была открыта на острове Майорка и широко использовалась еще в античные времена для производства фаянсовой посуды. Она содержит много белого глинозема, полевой шпат и кварц. Отличается материал высокой огнеупорностью.

Гончарная

Это глина с высоким числом пластичности и минимальным количеством грубодисперсных примесей (песка, полевого шпата), легкоплавкая или тугоплавкая. Из нее хорошо формируются разные гончарные изделия – посуда, скульптуры, декоративные поделки. Высоко ценятся в этой области цветные материалы, с включениями оксидов железа, хрома, никеля, магния, меди.

Клинкерная

Тугоплавкая глина с высоким содержанием сланца и гидрослюды. Она используется для производства огнеупорных клинкерных кирпичей, кафеля для печей и каминов, клинкерной плитки.

Левкасная

Глина левкасная (или болюс) используется в качестве грунтовки под сусальное золото. Она содержит много оксида железа, имеет бурый, желтый или красный цвет.

Медицинская

В медицине применяется высокоочищенная каолиновая глина. Чаще всего из нее изготавливают сорбенты, эффективные при отравлениях, кишечных инфекциях, интоксикациях. Вещество добавляют к противоаллергическим мазям, антисептикам, используют в физиотерапии.
Широко применяется глина и в косметологии. Одна из самых популярных разновидностей тут – голубая кембрийская глина. Она богата минералами, хорошо очищает поры, уменьшает жирность кожи, регулирует работу сальных желез.

Пищевая глина

Она используется в животноводстве в качестве добавки к кормам. Чаще всего это монтмориллонитовая глина, но может быть и каолиновая. Вещество является источником микроэлементов и сорбентом, предотвращает вздутие живота и отравления. Сейчас во многих аптеках можно увидеть пищевую глину и для людей, которая выполняет ту же функцию.

Вид глины во многом влияет на ее стоимость. Выше всего ценится чистый каолин без посторонних примесей. Из него делают фарфор, фаянс и керамику. Довольно редко встречается чистый бентонит, который также используется в промышленности. Глинистые грунты имеют способность к набуханию и морозному пучению, поэтому их обязательно тестируют перед применением в строительных работах.

Подробнее о свойствах этого материала вы можете прочитать на странице Свойства глины.

О том, где можно использовать глину, читайте на странице Применение глины.

Огнеупорный материал

Ежемесячная техническая подсказка от Тони ХансенSignUp

Нет отслеживания ! Нет объявлений ! Вот почему эта страница загружается быстро!

Весь глоссарий

В керамической промышленности огнеупорными материалами являются те материалы, которые могут выдерживать высокие температуры без деформации или плавления. Огнеупоры используются для строительства и отделки печей.

Детали

Термин «огнеупорный» относится к материалу, который не плавится при нормальной температуре в печи, или к способности материала выдерживать тепло без деформации или плавления (в рассматриваемой отрасли). В керамике первыми встречающимися огнеупорами обычно являются печные полки и огнеупоры. Многие природные глины и минералы также являются огнеупорными. Высокоочищенный оксид алюминия и оксид циркония являются сверхтугоплавкими. Даже обычные частицы кварца плавятся намного выше обычных температур традиционной печи для обжига керамики. Некоторые материалы обладают высокой огнеупорностью при отдельном обжиге, но при смешивании с другими они превращаются в флюсы (например, карбонат кальция, доломит, тальк). При обжиге огнеупорных материалов отдельные частицы не плавятся, а сплавляются друг с другом в точках контакта в виде соединения, называемого спеканием (при котором стеклообразование незначительно или отсутствует). Плавление частиц может происходить при относительно низких температурах, чтобы придать изделию достаточную эксплуатационную прочность. Но по мере того, как материал обжигается намного сильнее, частицы все больше упаковываются вместе, и может быть достигнута очень высокая прочность при обжиге. Типичные глиняные тела содержат как тугоплавкие частицы (формирующие скелет), так и плавящиеся частицы (заполняющие промежутки между ними).

В то время как многие цветные оксиды металлов плавятся очень активно, хром и рутил, например, очень тугоплавки (например, даже при смешивании 50% с фриттой с высоким содержанием буры они не текут на конусе 6). Морилки представляют собой расплавленные смеси металлических красителей и стабилизаторов и должны быть достаточно тугоплавкими, чтобы суспендировать в расплаве глазури, не растворяясь в нем.

Шамоты часто упоминаются при обсуждении огнеупоров (здесь показаны изображения обожженных пробных стержней). Эти глины стабильны при высоких температурах, потому что они имеют низкий уровень обычных плавящихся оксидов (таких как K ₂ O, Na ₂ O, CaO, MgO), часто это просто крупноизмельченные комовые глины. Эти материалы популярны, потому что они сочетают в себе практичный огнеупорный характер, высокую пластичность, возможность добавления шамота и низкую цену. Интересно, что обычный каолин намного чище и поэтому более тугоплавкий (хотя и не такой пластичный).

Высокотехнологичные огнеупорные материалы с высокой степенью обработки многих видов используются для изготовления деталей, необходимых в самых разных отраслях обрабатывающей промышленности. Различные огнеупоры обладают различными свойствами (например, низкая диэлектрическая прочность, высокая прочность на растяжение или сжатие, низкое тепловое расширение, низкая или высокая теплопроводность, низкая или высокая плотность и т. д.). Хотя существуют определенные сплавы металлов, которые могут выдерживать температуру более 2000°C, существуют распространенные керамические оксиды, которые легко превышают эту температуру. Глинозем и диоксид циркония являются «золотым стандартом» керамических оксидов, технологии были разработаны и разрабатываются, чтобы превратить их в бесчисленное множество огнеупорных продуктов. Безоксидная керамика идет еще дальше. Например, в Томском государственном университете России разрабатывается керамика, чьи многослойные слои (на основе карбида гафния, диборида циркония и оксида циркония) могут выдерживать температуры свыше 3000°С!

Если вам нужно построить печь или печь, полезно знать об ассортименте доступных огнеупорных материалов (вероятно, намного больше того, что есть у вашего поставщика). Например, проверьте ссылку на книгу данных о продуктах Morgan Advanced Materials (у других компаний есть аналогичные руководства). Они производят волокна, доски, кирпичи, бетонные изделия, одеяла, войлок, бумагу, блоки и модули из различных материалов.

Выполняется удивительная работа по измельчению и смешиванию огнеупорных материалов с распределением частиц по размерам, обеспечивающим высокую плотность упаковки. Это обеспечивает минимальную усадку при обжиге и более высокую прочность при спекании. Для производства деталей с жесткими допусками по размерам были разработаны передовые методы обработки. А литье под давлением теперь можно производить для изготовления деталей с невероятной поверхностью, прочностью и термическими свойствами.

Сопутствующая информация

Различия в усадке при обжиге различных глин

Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере

Пример различных материалов, смешанных в пропорции 75:25 с бентонитом volclay 325 и обожженных до конуса 9. Пластичность и усадка при высыхании сильно различаются. Материалы, обычно действующие как флюсы (например, доломит, тальк, карбонат кальция), здесь являются огнеупорными, потому что их обжигают в отсутствие материалов, с которыми они нормально реагируют.

IMCO 400 Шамотные прутки

Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.

Конус 10R вверху, 11 оксидирование и нисхождение внизу. Этот материал, хотя и называется «шамотом», является более мелкозернистым и гораздо более стекловидным, чем то, что обычно считается огнеупорным шамотом. Похож ли он на Lincoln Fireclay (из Калифорнии).

Лабораторные испытательные бруски шамотной глины Pine Lake

Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.

Обжиг до конуса 10R (сверху) и окисления 7,8,9,10 (снизу вверх). Огнеупорный материал.

Карбонат кальция и доломит являются огнеупорными при использовании в чистом виде

Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.

Примеры карбоната кальция (вверху) и доломита (оба смешаны с 25% бентонита, чтобы сделать их достаточно пластичными для изготовления тестовых стержней). Их обжигают до конуса 9. Оба бруска пористые и тугоплавкие, даже порошкообразные. Однако если смешать любой из них с другими керамическими минералами, они сильно взаимодействуют, превращаясь в флюсы.

Разница между керамическим и спеченным

Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере

Верхний обожженный стержень изготовлен из полупрозрачного фарфора (из каолина, кремнезема и полевого шпата). Он имеет нулевую пористость и является очень твердым и прочным при комнатной температуре (поскольку волокнистые кристаллы муллита образовались вокруг зерен кварца и каолинита, а силикатное стекло полевого шпата затекло внутрь, чтобы надежно скрепить матрицу). Вот что значит стекловидное. Но он имеет высокую усадку при обжиге, плохую устойчивость к тепловому удару и небольшую стабильность при температурах выше красного каления. Стержень внизу представляет собой силикат циркония плюс 3% связующего (VeeGum), все, что скрепляет циркониевую керамику, — это агломерационные связи между плотно упакованными частицами (здесь есть некоторое развитие стекла от Veegum). При этом он удивительно прочный, его невозможно поцарапать металлом. Он имеет низкую усадку при обжиге, низкое тепловое расширение и сохраняет свою прочность и твердость при очень высоких температурах.

Разница в характере обжига каолина и комовой глины на конусе 10R

Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.

Верхний — EP Kaolin, нижний — Old Hickory M23 Ball Clay (эти материалы типичны для соответствующих типов). Эти материалы имеют низкое содержание щелочи (особенно каолин), отсутствие флюса означает, что теоретически они представляют собой высокоогнеупорные смеси SiO ₂ и Al ₂ O ₃ . Интересно, что хотя каолин имеет гораздо больший предельный размер частиц, но и усыхает гораздо больше (всего 23% против 14%). Это тем более неожиданно, поскольку, учитывая, что он имеет меньшую усадку при высыхании, и должен быть более огнеупорным. Кроме того, каолин имеет пористость 0,5% по сравнению с 1,5% шаровой глины. Теоретически каолин должен иметь гораздо более высокую пористость? Более того, обе эти величины неожиданно низкие. Это можно частично объяснить упаковкой частиц, достигаемой из-за мелкого размера частиц. Несмотря на эти наблюдения, их огнеупорная природа в конечном итоге подтверждается тем фактом, что оба они могут обжигаться намного выше, и они будут лишь медленно уплотняться до нулевой пористости.

Почему не следует наносить чистую морилку поверх глазури

Нажмите на картинку для полного размера

Слева чистое синее пятно, справа зеленое. Очевидно, что зеленый гораздо более огнеупорный. С другой стороны, зелень просто лежит на поверхности в виде сухого нерасплавленного слоя. Для этого типа работы морилки необходимо смешать с похожим на глазурь рецептом совместимой химии (средой), чтобы создать хороший цвет, пригодный для окрашивания. Синий мощный, он должен составлять всего 5-10% от общего количества рецепта. Его среда должна иметь более жесткий расплав (поэтому кобальт плавит его до желаемой степени текучести расплава). Требуется более высокий процент зелени, возможно, в два раза. Это среда требует гораздо большей текучести расплава, так как краситель тугоплавкий. Конечно, только повторное тестирование позволит получить их в самый раз. Необходимо также ознакомиться с рекомендациями производителя красителей по химической совместимости (поскольку некоторые красители не приобретут свой цвет, если их глазуровочная среда не имеет совместимого химического состава). И, чтобы быть как можно более поддающимся окрашиванию, используйте смесь раствора смолы и воды (например, 2 части воды на одну часть раствора смолы).

Моя первая полка для печи из циркопакса

Нажмите на картинку для полного размера

Толщина 5 мм (по сравнению с 17 мм у кордиеритового). Он весит 650 граммов (против 1700 граммов). Он будет работать при любой температуре, которую может выдержать моя тестовая печь, и намного выше этой. Он сделан из суспензии тела I (80% Zircopax Plus, 16,5% 60-80 молохитового грога, 3,5% Veegum T). Корпус пластичен, легко скручивается и имеет усадку при высыхании 4,2% при содержании воды 15,3%. Полка немного покоробилась во время сушки (надо было сушить между листами гипсокартона). Обжиг по конусу 4 дал усадку 1%. Обратите внимание на этот конус на полке: он не застрял, несмотря на то, что не использовалась смывка для печи! Циркопакс супер огнеупорный! Это связано спеканием, поэтому чем выше температура, которую вы можете обжигать, тем прочнее он будет. Хотя было бы очень сложно изготовить полные 18 или 22-дюймовые полки для больших печей, меньшие, предназначенные для «сетевого соединения», позволили бы более плотную загрузку посуды с гораздо более низким соотношением веса полки к посуде (особенно с использованием моего собственного легкого посты). Как и глинозем, он не обладает термостойкостью кордиерита, неравномерный нагрев может привести к его растрескиванию.

Мини-полка для самодельной печи из оксида алюминия (толщина 5 мм)

Нажмите на картинку для полного размера

Изготовлен из 96,5% прокаленного оксида алюминия и 3,5% Veegum (для придания пластичности при формовании). На конусе 6, без предварительного обжига до более высокой температуры, ломтик толщиной 5 мм может поддерживать такую деталь. Чем больше пролет, тем выше должен быть предварительный обжиг, чтобы получить необходимую горячую прочность. Это просто типичный спеченный оксид алюминия, он не обладает такой термостойкостью, как полностью кристаллизованный таблитчатый оксид алюминия.

Как соотносятся оксиды металлов по степени плавления?

Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.

Оксиды металлов с 50% феррофритт 3134 в тиглях с конусом 6ox. Хром и рутил не плавятся, медь и кобальт чрезвычайно активны в плавке. Кобальт и медь кристаллизовались при охлаждении, марганец образовал радужное стекло.

Бросьте Zircopax на гончарный круг. Просто добавьте VeeGum.

Нажмите на картинку для полного размера

Эти тигли брошены из смеси 97% Zircopax (силикат циркония) и 3% Veegum T. Консистенция материала хороша для раскатывания и изготовления плитки, но он недостаточно пластичен, чтобы набрасывать очень тонко (поэтому в следующий раз я бы попробовал 4% Veegum). Обезвоживание гипсового бита занимает много времени. Но это не то, что я мог бы сделать из любого другого материала. Они невероятно огнеупорны (обожженные до конуса 10, они выглядят как бисквитный фарфор). Однако у меня были смешанные результаты по устойчивости к тепловому удару.

Можно ли делать вещи из циркопакса? Да.

Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.

Всего 3% Veegum пластифицирует Zircopax (силикат циркония) в достаточной степени, чтобы вы могли формовать все, что захотите. Он даже более чувствителен к пластификаторам, чем кальцинированный глинозем, при высыхании он очень плотный, а усадка довольно низкая. Циркон очень тугоплавкий (имеет очень высокую температуру плавления) и имеет низкое тепловое расширение, поэтому он полезен для изготовления многих вещей (однако низкое тепловое расширение не обязательно означает, что он может хорошо выдерживать тепловой удар). Конечно, вам понадобится печь, способная работать при гораздо более высоких температурах, чем обычно для керамики или фарфора, чтобы хорошо их спекать.

Каждое пятно Мейсона имеет свою индивидуальность для окрашивания тела

Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.

Эти красители Мейсона делают фарфор более огнеупорным, а некоторые — более тугоплавкими (например, 6385, 6226). Некоторые не проявляют желаемого цвета (например, 6006 розовый, это только глазурь). Некоторым нужна более высокая концентрация (например, 6121, 6385). Некоторым нужна более низкая концентрация (например, 6134). Некоторые не дают однородного цвета (например, 6385). В технических паспортах от производителя красителей обычно указывается, какие из их красителей подходят для тела. Но вы должны проверить концентрации, необходимые для получения желаемого цвета, и какие корректировки фарфора необходимы, чтобы компенсировать степень его витрификации в ответ на воздействие красителя.

Наполовину полка для электрической печи стоит 500 долларов!

Коснитесь изображения, чтобы увидеть его в полном размере.

Полка Advancer из карбида кремния с нитридным связующим имеет ширину 26 дюймов (толщиной 1/4 дюйма) и весит 9 фунтов. Они невероятно долговечны и прочны. Однако есть предостережения к их использованию. Они могут действовать как электрический проводник, поэтому не должны контактировать с элементами и не должны использоваться в печах с незакрепленными элементами, выступающими из канавок. Хранить их необходимо в сухом месте, чтобы не допустить проникновения влаги (которая может вызвать паровой взрыв при нагреве). У компании есть рекомендуемый график сушки, если полки действительно впитывают влагу (нанесение смывки не считается длительным воздействием и допустимо).

Ссылки

Коды типов	Огнеупорный Материалы, плавящиеся при высоких температурах. Они обычно используются для изготовления печного кирпича, мебели и т. д. или для керамики, которая должна выдерживать высокие температуры во время эксплуатации.
Материалы	кордиерит
Материалы	Циркон
Материалы	стеатит
Материалы	Кальцинированный глинозем
Глоссарий	Неоксидная керамика
Глоссарий	Огнеупорный кирпич В керамической промышленности это кирпичи, используемые для строительства печей. Этот термин вытекает из их способности выдерживать высокие температуры, которые могут расплавить или деформировать структурные кирпичи.
Глоссарий	Кордиерит Керамика В керамической промышленности кордиерит представляет собой искусственный огнеупорный кристаллический материал с чрезвычайно низким тепловым расширением.
Глоссарий	Спекание Процесс уплотнения, происходящий в печи для обжига керамики. С повышением температуры частицы упаковываются все плотнее и плотнее, все больше и больше связываясь в более прочную и прочную матрицу.
Глоссарий	Флюс Благодаря флюсам мы можем обжигать глиняные тела и глазури в обычных печах, они заставляют глазури плавиться, а тела стекловаться при более низких температурах.
Глоссарий	Шамот В керамической промышленности глины, устойчивые к деформации и плавлению при высоких температурах, называются шамотными. Печной кирпич часто делают из шамота.
Глоссарий	Керамический Керамические материалы являются одними из самых твердых и термостойких материалов. Керамика охватывает спектр от древней терракоты до современных высокотехнологичных материалов.
URL-адреса	https://www.morganadvancedmaterials.com/en-gb/what-we-do/thermal-ceramics/ Передовые материалы Morgan — термокерамика
URL-адреса	Как сделать небольшую электродуговую печь
Минералы	стеатит

Автор Тони Хансен
Подпишитесь на меня по телефону

Есть вопрос?

Купи мне кофе и мы поговорим

Fireclay

Ежемесячная техническая подсказка от Tony HansenSignUp

Нет отслеживания ! Нет объявлений ! Вот почему эта страница загружается быстро!

Материалы для керамики

1-9 | А | Б | С | Д | Е | Ф | Фриты | г | Н | я | Дж | К | л | М | Н | О | П | Вопрос | Р | С | Т | У | В | Вт | Х | Y | Z

Альтернативные названия : Огнеупорная глина

Примечания

«Шамот» — это общий термин, который в простейшем виде относится к огнеупорной глине (той, которую можно обжигать при высокой температуре без деформации или плавления). Как правило, шамоты пластичны и содержат значительные примеси железа. Легкоплавкие шамоты имеют PCE около 27, а сверхпрочные материалы могут плавиться до конуса 32.

Очевидным применением шамота является изготовление кирпичей и форм для конструкционных элементов печей и печей. Эти глины можно смешивать с другими материалами, чтобы ввести воздушное пространство для увеличения изолирующих свойств продукта.

Шамотные глины используются во многих видах керамики, включая кирпич, определенные виды плитки, скульптуры и глины для гончарных изделий. Они придают массе пластичность и распределение частиц по размерам и препятствуют преждевременному плавлению любых низкотемпературных глин в смеси. Для стеклообразных шамотных тел необходимо значительное содержание полевого шпата.

Доступны сотни различных видов шамота. Однако они обычно не являются взаимозаменяемыми в рецептах тела, поскольку они резко различаются по пластичности, размеру частиц, цвету при обжиге, тепловому расширению и минералогии.

Шамот, который на самом деле не шамот!

Нажмите на картинку для полного размера

Это диск для сушки шамота Lincoln 60 (обожженный до конуса 10R). Он имеет почти нулевую пористость, плотный и очень прочный. Это похоже на каменную глину, довольно стекловидную.

Тестовые бруски Skatgit Fireclay

Нажмите на картинку для полного размера

Выстрел из конуса 8-11 и 10 редукции (снизу вверх). Огнеупорный материал.

Шамотные бруски для лабораторных испытаний Pine Lake

Нажмите на картинку для полного размера

Обжиг до конуса 10R (сверху) и оксидирование 7,8,9,10 (снизу вверх). Огнеупорный материал.

Различные серии Plainsman Red Fireclay

Нажмите на картинку для полного размера

Это Fire-Red, красная огнеупорная глина с низкой пластичностью, добываемая в Манитобе, Канада. Красный шамот не распространен. Верхняя планка на каждом наборе обожжена до конуса 10R, утюг придает глубокий цвет, но матрица все равно изрядно льется. Следующий вниз в каждом наборе обжигают до окисления конуса 10. Третий снизу конус 8, красный цвет держится (он меняется на коричневый между конусом 9).

Восстановление и окисление цветоразнообразия в конусе 10 красный шамот

Нажмите на картинку для полного размера

Шамот Plainsman FireRed обожженный до конуса 10R. Это показывает эффект восстановления там, где тело подвергается воздействию атмосферы печи (очень темное горение), и где нет (внутреннее кольцо для ног).

Как выглядит Хоторн Фаерклэй после выстрела?

Нажмите на картинку для полного размера

Это образец шамотной глины Hawthorne Fireclay 1997 года. Эти испытательные стержни предназначены для измерения усадки и пористости при обжиге. Верхняя планка: конус 10р. Оттуда вниз идет конус 11, 10, 8 и т. д. (окисление). Усадка при высыхании составляет 4,5%. Усадка при обжиге составляет около 8% на конусе 11 и снижается до 7% на конусе 6, поэтому он очень стабилен в широком диапазоне. Пористость также составляет 3% на конусе 11, медленно увеличиваясь до 5% на конусе 6.

Оксид	Анализ	Формула