Масса для тонкокаменной черной керамики Российский патент 2004 года по МПК C04B33/14 C04B33/00 

Изобретение относится к производству изделий из керамики для строительного, культурно-бытового и художественного назначения.

Известен ангоб черного цвета, включающий глину красножгущуюся 40-60 мас.%, песок кварцевый 20-40 мас.%, глину высокопластичную 20-40 мас.%, оксид железа 5-7 мас.%, перекись марганца 4-6 мас.% (Акунова Л.Ф., Приблуда С.З. Материаловедение и технология производства художественных керамических изделий. М.: Стройиздат, 1979, с.134). Из керамической массы этого же состава возможно изготовление изделий черного цвета.

Обязательным для получения черного цвета в составе ангоба или массы является наличие дорогостоящей перекиси марганца.

Известна черная керамика, изготавливаемая из тугоплавкой глины Никифоровского месторождения - 94 мас.%, окиси титана 2,5 мас.% и окиси марганца 3,5 мас.% (Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев: Вища школа, 1972, с.345-346).

Вследствие высокой пластичности этой массы формование изделий из нее возможно только сухим или полусухим прессованием. Этим способом можно формовать изделия только плоской формы. Для изготовления изделий необходимы большие энергозатраты, т.к. температура спекания 1150-1250°С, необходимо использовать дефицитные оксиды марганца и титана.

Наиболее близкой к заявляемой керамике является черная керамика, включающая легкоплавкую глину, например Рябовскую или Кембрийскую глину, в которую введены углеродосодержащие добавки, например крахмал, сахароза, льняное масло в количестве 1-5 мас.% (патент РФ 2120427, МПК (6) С 04 В 33/14, 33/32). Каждый углеродсодержащий компонент окрашивает поверхность керамического черепка в черный цвет с присущим ему цветовым оттенком.

Изделия из этой керамики дорогостоящи, т.к. их обжиг осуществляется в вакуумных электрических печах.

Технической задачей предлагаемого изобретения является получение дешевых, прочных, равномерно окрашенных на всю глубину керамических изделий черного цвета со свойствами тонкокаменной керамики.

Техническая задача решается добавлением в железистую легкоплавкую глину карбоната кальция и оксида меди при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина железистая легкоплавкая 62 - 75

Карбонат кальция 25 - 30

Оксид меди 3 - 5

Глины железистые легкоплавкие содержат красящих окислов Fе₂O₃+FeO более 2 мас.% (Штейнберг Ю.Г. Стронциевые глазури. Л.: Стройиздат, 1967, с.121) и используются в производстве гончарных, кирпично-черепичных, керамзитовых изделий грубой керамики (Бурлаков Г.С. Основы технологии керамики и искусственных пористых заполнителей. М.: Высшая школа, 1972, с.25-27).

Карбонат кальция используется в производстве изделий декоративно-бытовой майолики со светложгущимся черепком, декоративно-бытовой майолики с красножгущимся черепком, строительной майолики со светложгущимся черепком (Штейнберг Ю.Г. Стронциевые глазури. Л.: Стройиздат, 1967, с.151, 161, 162).

Оксид меди используется как краситель, например сине-голубой, в керамических глазурях и эмалях (Миклашевский А.И. Технология художественной керамики. Л.: Стройиздат, 1971, с.234).

Нами были приготовлены массы из легкоплавкой железистой глины, карбоната кальция, оксида меди, из которых были отформованы образцы и после сушки обожжены в электрической печи сопротивления при окончательной температуре обжига 970-1050°С в окислительной среде.

В таблице приведены составы масс и физико-химические характеристики образцов керамики, полученных из этих масс вышеописанным способом.

Как видно из таблицы, отсутствие карбоната кальция и оксида меди не обеспечивает черный цвет и прочностные характеристики образцов (пример № 1).

Отсутствие оксида меди при 30 мас.% содержании карбоната кальция не приводит к окрашиванию образцов в черный цвет, при этом значительно уменьшается их прочность (пример № 10).

При отсутствии карбоната кальция и содержании 5 мас.% оксида меди снижается прочность образцов и не достигается их черная окраска (пример № 11).

Введение в состав оксида меди в количестве менее 3 мас.% (пример № 7) не позволяет получить равномерно окрашенных в черный цвет образцов, и прочность их уменьшается.

Увеличение содержания оксида меди выше 5 мас.% (пример № 4) не оказывает заметного влияния на цвет и прочность образцов, кроме того, уменьшается интервал их спекания.

Если брать карбоната кальция менее 25 мас.% (пример № 2), то получаем неравномерно окрашенные в черный цвет образцы, прочность их снижается.

Увеличение карбоната кальция свыше 30 мас.% (пример № 6) уменьшает интервал спекания образцов.

Образцы керамики, изготовленные по примерам № 3, 5, 8, 9, после обжига имели окрашенный на всю глубину в черный цвет плотный, спекшийся не просвечивающийся черепок с водопоглощением менее 1% и значительную прочность (в 1,2 раза больше по сравнению с прототипом), но более дешевые, т.к. для их обжига не требуются вакуумные электрические печи.

Изобретение относится к производству изделий из керамики для строительного, культурно-бытового и художественного назначения. Масса для тонкокаменной черной керамики содержит компоненты при следующем их соотношении, мас.%: глина железистая легкоплавкая 62-75; карбонат кальция 25-30; оксид меди 3-5. Реализация изобретения позволяет получить дешевые, прочные и равномерно окрашенные на всю глубину керамические изделия черного цвета со свойствами тонкокаменной керамики. 1 табл.

Масса для тонкокаменной черной керамики, включающая железистую легкоплавкую глину, отличающаяся тем, что дополнительно содержит карбонат кальция и оксид меди при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Железистая легкоплавкая глина 62 - 75

Карбонат кальция 25 - 30

Оксид меди 3 - 5