Что происходит при обжиге в процессе нагрева и охлаждения и самое главное.
Интервал, в C + описание процесса
№1 20 – 100 С
Удаление влаги из массы. Греть нужно медленно и, главное, равномерно. Чем толще стенки изделия, тем медленнее нагрев.
№2 100 – 200 С
Удаление влаги из массы продолжается! Если приборы показывают 150 C, это еще не значит, что изделие нагрелось до такой температуры, особенно в толще, особенно на толстой подставке.
Глазурное покрытие претерпевает усадку. Выделяющиеся из объема изделия пары воды могут привести к растрескиванию и отлету покрытия.
Из люстровых покрытий выделяются летучие органические соединения. Не форсируйте нагрев!
№3 200 – 400 С
Выгорание органических веществ. Если по каким-то причинам их много, следует обеспечить хороший приток воздуха (деколи, люстры, связующее надглазурных красок и мастик).
№4 550 – 600 С
Серьезное фазовое превращение кварца. Оно редко проявляется на стадии нагрева, а на стадии охлаждения может привести к т.н. “холодному” треску.
№5 400 – 900 С
Разложение минералов глины. Выделяется химически связанная вода.
Разлагаются азотнокислые и хлористые соли (если их использовали).
№6 600 – 800 С
Начало расплавления свинцовых и других легкоплавких флюсов, надглазурных красок.
При 750 – 800 C в третьем декорирующем обжиге происходит размягчение поверхности глазури и впекание красок, золота и т.п.
Выгорание сульфидов.
№7 850 – 950 С
Разложение мела, доломита. Начало взаимодействия карбонатов кальция и магния с кремнеземом. Эти процессы сопровождаются выделениями углекислого газа. В целом завершены все превращения глинистых веществ. Их наиболее мелкие частицы уже спеклись и обеспечили заметную прочность черепка.
К концу интервала – полное расплавление майоликовых глазурей.
№8 1000 -1100 С
Интенсивное взаимодействие извести и кремнезема сопровождается появлением жидкой фазы (например, в известковом фаянсе), уплотнением и деформацией черепка.
Начало размягчения полевых шпатов.
Плавление нефелин-сиенита.
Интенсивное разложение сульфатов, что сопровождается выделением сернистого газа.
№9 1200 -1250 С
Интервал спекания беложгущихся глин, фаянсовой массы.
Растворение кремнезема и каолинита в расплаве полевого шпата.
№10 1280 – 1350 С
Процесс муллитообразования. Иглы муллита пронизывают фарфоровую массу, что в дальнейшем обеспечит ей высокую прочность и термостойкость.
Превращение тонкодисперсного кварца в кристобаллит.
№11 1200 – 1420 С
Этот температурный интервал характерен для фарфора. Здесь происходят процессы восстановления рыжих оксидов железа в более благородные голубые, если обеспечены соответствующие окислительно-восстановительные условия обжига. Температуры высоки, вязкости умеренные, очень быстро протекает диффузия: например, подглазурная роспись теряет четкость очертаний.
№12 1420 – 1000 С
Ничего особенного в процессе охлаждения не происходит. И глазурь, и масса находятся в достаточно пластичном состоянии, поэтому охлаждать можно настолько быстро, насколько это позволяет печь.
Если используются глазури, склонные к кристаллизации, медленное охлаждение или выдержка 1-10 часов в этом интервале приводит к росту кристаллов.
№13 1000 – 700 С
Начинается окисление низших оксидов меди, марганца и др. металлов (если они использованы) в высшие.
Недостаток кислорода в пространстве печи может дать поверхность с металлизацией. Если требуется восстановление – самое время для него. Восстановительную среду следует поддерживать чуть ли не до комнатных температур, как минимум до 250-300 o С.
№14 900 – 750 С
И черепок, и глазурь перешли в хрупкое состояние и далее остывают как единое твердое тело. Если не согласованы КТР – возможен цек или отскок глазури и даже разрушение изделия.
№15 600 – 550 С
Обратное фазовое превращение кварца с резким объемным изменением. Скоростной проход этого интервала может вызвать “холодный” треск.
№16 300 – 200 С
Фазовое превращение кристобаллита. Он образовался, если в массе был очень тонкодисперсный кремнезем, при 1250 – 1300 o C. Не следует спешить открывать дверцу печи.
№17 250 – 100С
Охлаждение продолжается! В глубине ставки, в толстых частях изделий температура гораздо выше, чем в тонких кромках и чем показывает термопара. Дайте изделиям остыть равномерно.
Здесь описаны основные процессы. Поэтому сейчас еще раз кратко укажем, что главное в обжиге.
• Первый обжиг. В печь ставим сырец. В нем много воды, даже если он выглядит сухим. До 200 – 300 o C нагреваем медленно, например за 2 – 3 часа. Обеспечиваем хорошую вентиляцию, чтобы выгорели все примеси. Конечная температура – 900 – 1000 o C. Если нет уверенности в температуре, делаем выдержку 1 – 3 часа, давая возможность всей садке равномерно прогреться. Охлаждение ведем с такой скоростью, с которой остывает печь. Форсированное охлаждение проводим только после нескольких экспериментов – цека глазурей не будет, поскольку нет глазурей, а вот холодный треск из-за кварца может иметь место.
• Обжиг с глазурью после утиля. В печь ставим заглазурованные изделия. Черепок уже обжигали на утиль, так что скорость на начальном участке нагрева может быть выше; главное, хорошо просушить глазурь. Нагрев до конечной температуры проводим так быстро, как позволяет печь и, главное, скорость прогрева изделий. При конечной температуре делаем выдержку от 15 минут до 1-2 часов с целью равномерного прогрева. Если скорость подъема температуры в конце нагрева невысокая (50 o C в час и меньше), считаем, что выдержка уже была. Лучше, конечно, здесь пользоваться конусами Зегера. “Полочки” (выдержки при постоянной температуре) на стадии охлаждения – только для кристаллических глазурей и некоторых матовых. В остальном – как в п.1.
• Однократный обжиг с глазурью. Принимаем во внимание все, что в п.1 и в п.2. Не форсируем подъем температуры в интервале 500 – 900 o C – до начала плавления глазури из черепка должны удалиться все газы!
• Обжиг деколей, люстровых красок, надглазурных красок. Поднимаем температуру очень медленно (за 2 – 4 часа) до 400 o C – надо сгореть всей органике. При этом среда должна быть окислительной (воздушной), а вентиляция – интенсивной. От 400 до 800 o C – как угодно быстро. Выдержка 5 – 15 минут.