Посуда, скульптура, декоративная плитка, куклы и другие керамические или глиняные изделия изготавливаются как в больших, так и в малых профессиональных студиях и магазинах, в классах государственных школ, университетов и ремесленных училищ, а также в домашних условиях в качестве хобби или надомного производства. Методы можно разделить на керамические и гончарные, хотя терминология может различаться в разных странах. В керамике предметы изготавливаются методом шликерного литья — заливки суспензии воды, глины и других ингредиентов в форму. Глиняные изделия вынимают из формы, обрезают и обжигают в печи. Некоторая посуда (бисковая посуда) продается после этого этапа. Другие виды украшены глазурями, представляющими собой смеси кремнезема и других веществ, образующих стеклянную поверхность. В гончарном деле предметы формируются из пластичной глины, обычно путем ручной формовки или метания на колесе, после чего они высушиваются и обжигаются в печи. Затем объекты могут быть застеклены. Шликерную керамику обычно глазируют фарфоровыми красками, которые серийно производятся в сухой или жидкой расфасованной форме (рис. 1). Гончары могут глазировать свою посуду этими коммерческими глазурями или глазурями, которые они смешивают сами. Производятся все виды посуды, от терракоты и фаянса, которые обжигаются при низких температурах, до керамогранита и фарфора, которые обжигаются при высоких температурах.
Рисунок 1. Раскрашивание горшка китайскими красками.
Глиняные и глазурные материалы
Все глины и глазури представляют собой смеси кремнезема, алюминия и металлических минералов. Эти ингредиенты обычно содержат значительное количество частиц пригодного для дыхания размера, например, в кварцевой муке и глиняных шариках. Глиняные массы и глазури состоят, по существу, из одних и тех же типов минералов (см. таблицу 1, но глазури разработаны таким образом, чтобы плавиться при более низких температурах (иметь больше текучести), чем массы, на которые они наносятся). Свинец является распространенным флюсом. Необработанные минералы свинца такие как галенит и оксиды свинца, полученные при сжигании пластин автомобильных аккумуляторов и другого лома, используются в качестве флюсов и отравляют гончаров и их семьи в некоторых развивающихся странах.Коммерчески продаваемые глазури для промышленного и любительского использования, скорее всего, содержат свинец и другие химические вещества, которые были смешаны и предварительно обожжены в порошкообразные фритты. Глазури разработаны для созревания в окислительном или восстановительном обжиге (см. ниже) и могут содержать соединения металлов в качестве красителей. Свинец, кадмий, барий и другие металлы могут выщелачиваться в пищу при глазуровке используются.
Таблица 1. Состав керамических масс и глазурей.
|
Основные составляющие |
|
|
|
Глины (гидроалюмосиликаты) |
Оксид алюминия |
Silica |
|
Каолины и другие белые глины Красные глины, богатые железом Огнеупорные глины Шариковые глины Бентонит |
Оксид алюминия , корунд , обычный источник в глазури - глины и полевые шпаты. |
Кварц из кремня, песка, кизельгура; кристобалит из кальцинированного кремнезема или обожженных минералов кремнезема |
|
Другие ингредиенты и некоторые минеральные источники |
||
|
флюсы |
Замутнители |
красители |
|
Натрий, калий, свинец, магний, литий, барий, бор, кальций, стронций, висмут |
Олово, цинк, сурьма, цирконий, титан, фтор, церий, мышьяк |
Кобальт, медь, хром, железо, марганец, кадмий, ванадий, никель, уран |
|
Источники включают оксиды и карбонаты указанных выше металлов, полевые шпаты, тальк, нефелиновый сиенит, буру, колеманит, белила, свинцовые фритты, силикаты свинца. |
Источники включают оксиды и карбонаты указанных выше металлов, криолитовый плавиковый шпат, рутил, силикат циркония. |
Источники включают оксиды, карбонаты и сульфаты перечисленных выше металлов, хроматы, шпинели и другие комплексы металлов. |
Другие специальные обработки поверхности включают глазури с металлическим блеском, содержащие липкие масла и растворители, такие как хлороформ, радужные эффекты, получаемые путем распыления солей металлов (обычно хлоридов олова, железа, титана или ванадия) на поверхности во время обжига, а также новые краски, содержащие пластмассовые смолы и растворители, которые после высыхания выглядят как обожженная керамическая глазурь. Глиняные тела со специальной текстурой могут включать наполнители, такие как вермикулит, перлит и грог (огнеупорный кирпич).
Воздействие глины и ингредиентов глазури происходит во время смешивания, шлифовки и нанесения глазури распылением, а также при шлифовке или срезании дефектов обожженной глазури со дна гончарных изделий или с полок печи (рис. 2). Очистка полок печи подвергает рабочих воздействию кремня, каолина и других ингредиентов для промывки печи. Кремнеземная пыль от обожженной печи или бисквита более опасна, потому что она находится в форме кристобалита. Опасности включают: силикоз и другие пневмокониозы при вдыхании таких минералов, как кремнезем, каолин, тальк и волокнистый амфиболовый асбест в некоторых тальках; токсичность от воздействия металлов, таких как свинец, барий и литий; дерматит от сенсибилизирующих металлов, таких как хром, никель и кобальт; кумулятивные травматические расстройства, такие как синдром запястного канала («гончарный палец») в результате метания колеса; травмы спины при копании глины, подъеме 100-фунтовых мешков с сыпучими полезными ископаемыми или при расклинивании (ручная обработка глины для удаления пузырьков воздуха); поскальзывается и падает на мокром полу; удары от электрических гончарных кругов и другого оборудования, используемого во влажных помещениях; аллергия на плесень в глине; грибковые и бактериальные инфекции ногтевых лож и кожи; и несчастные случаи с глиномешалками, мельницами для мопса, блунжерами, валковыми валками и т.п.
Рисунок 2. Воздействие пыли глины и глазури при ручной шлифовке горшка.
Генри Дансмор
Меры предосторожности: открытое сжигание свинца запрещено; использовать заменители свинца-сырца, свинцовые фритты, кадмий и асбестосодержащие материалы; изолировать работу от семейных сфер и детей; соблюдать домашнее хозяйство и гигиену; контролировать пыль; использовать местную вытяжную вентиляцию при напылении глазури и пыльных процессах (рис. 3); использовать средства защиты органов дыхания; работа с адекватными периодами отдыха; поднимать безопасно; охранные машины; и используйте прерыватели замыкания на землю на колесах и всем другом электрическом оборудовании.
Рисунок 3. Местная вытяжная вентиляция для перемешивания глины.
Майкл Макканн
Обжиг в печи
Печи варьируются от размера железнодорожного вагона до нескольких кубических дюймов для обжига тестовых плиток и миниатюр. Они отапливаются электричеством или топливом, таким как газ, нефть или древесина. Электропечи производят изделия, обжигаемые преимущественно в окислительной атмосфере. Восстановительное сжигание достигается за счет регулирования соотношения топливо/воздух в печах, работающих на топливе, для создания химически восстановительной атмосферы. Методы обжига включают соляной обжиг, раку (помещение раскаленных горшков в органические вещества, такие как влажное сено, для получения дымчатого восстановленного глиняного тела), лазающие печи (многокамерные дровяные или угольные печи, построенные на склонах холмов), обжиг опилок (печи с набивкой). тесно с горшками и опилками) и топка в карьере с использованием многих видов топлива, включая траву, древесину и навоз.
Примитивные печи, работающие на топливе, плохо изолированы, потому что они обычно сделаны из обожженной глины, кирпича или глины. Такие печи могут сжигать большое количество древесины и могут способствовать нехватке топлива в развивающихся странах. Коммерческие печи изолируются огнеупорным кирпичом, огнеупорным огнеупором или керамическим волокном. Асбестовая изоляция все еще используется в старых печах. Огнеупорное керамическое волокно очень широко используется в промышленности и в любительских печах. Есть даже небольшие печи для обжига волокна, которые нагревают, помещая их в микроволновые печи на домашней кухне.
Выбросы из печей включают продукты сгорания топлива и органических веществ, загрязняющих глину и глазурь, оксиды серы, фтор и хлор из таких минералов, как криолит и содалит, а также пары металлов. Соляной обжиг выделяет соляную кислоту. Выбросы особенно опасны при сжигании таких видов топлива, как окрашенная или обработанная древесина и отработанные масла. Опасности включают: раздражение дыхательных путей или сенсибилизацию от альдегидов, оксидов серы, галогенов и других выбросов; удушье от угарного газа; рак от вдыхания асбеста или керамического волокна; повреждение глаз инфракрасным излучением раскаленных печей; и термические травмы и ожоги.
Меры предосторожности: используйте экологически чистое топливо; проектирование экономичных, хорошо изолированных печей; заменить огнеупорный кирпич на асбест или керамическое волокно; инкапсулировать или удалить существующую волокнистую изоляцию; внутренние печи с локальной вентиляцией; размещать печи в местах, свободных от горючих материалов; оборудовать электропечи двумя автоматическими выключателями; при работе с горячими предметами надевайте защитные очки и перчатки, защищающие от инфракрасного излучения.