Какие полезные ископаемые используются для изготовления фарфора
Производство фарфора – это тонкое искусство, химия, магия, не зря материал называют «белым золотом». Были времена, когда столовые сервизы из него ценились дороже драгоценных металлов, считались привилегией венценосных особ.
История появления
Секрет производства фарфоровой массы долгое время был тайной. Родиной материала считается Китай, где он появился в 620 году. Почти тысячу лет китайские мастера оставались монополистами, тщательно оберегали рецепт и секрет изготовления каолиновых изделий.
Тем временем европейские мастера экспериментировали, чтобы получить оптимальную формулу. В итоге в 1708 году это удалось двум немецким ученым – Беттгеру и Чирнгаузу. Им удалось получить качественное сырье для фарфора. Так началась его эра в Европе.
В том же 1708 году в Дрездене открылась первая мануфактура, занимавшаяся выпуском неглазурованных столовых приборов. Через два года мастера презентовали изделия немецкому королю – он их одобрил. А вскоре немецкие сервизы покорили другие страны.
Подробное описание сырья и технологии появилось позднее, через 20 лет. Постепенно производство освоили во Франции, Англии, России.
Описание
В классическом варианте это полупрозрачный материал, тонкая остекленная керамика. Его характерные признаки:
- белый цвет с синим отливом;
- высокая прочность – оцарапать острым предметом изделия не получится;
- низкая пористость;
- устойчивость к химическому и температурному воздействию;
- природная красота.
Состав и подготовка сырья
Для изготовления фарфора используется масса, в составе которой:
- 50% каолина;
- 25% кварца;
- 25% полевого шпата.
При таких пропорциях смесь получается белой, с необходимой степенью прозрачности, пластичной. Не каждая глина подходит – только определенные сорта.
Подготовка сырья необходима, чтобы разрушить природные твердые материалы до состояния мельчайших гранул и получить однородную массу. Для получения равномерного состава пластичный каолин распускают в воде, используя мешалки с лопастями.
Затем предварительно подготовленную массу (она имеет консистенцию суспензии) просеивают через промышленные сита. В каждом сите – 3500-5000 отверстий на 1 см2. В них встроен электрический магнит, очищающий смесь от крупных металлических примесей.
Полевой шпат и кварц очищают от посторонних примесей, после чего обжигают в специальных печах. Температура обжига – 900-1000 градусов. В процессе термической обработки кварц растрескивается, его проще перемолоть и очистить от железных соединений.
Очистка от железа – обязательный этап, потому что если этого не сделать у готовых изделий будет грязный коричневый оттенок.
Для максимально тонкого помола в промышленные мельницы добавляют специальные добавки. Они поверхностные, на качество фарфоровых изделий не влияют.
Когда однородная масса получена, ее еще раз просеивают, затем обезвоживают в фильтр-прессах и отправляют на вылеживание. Вылеживается сырьевая масса во влажных помещениях в течение двух недель. За это время она разрыхляется, повышаются ее пластические свойства. Затем из сырья удаляют воздух в вакуумных прессах и отправляют для формирования заготовок.
Формование
Технология производства фарфора – сложный многоступенчатый процесс. Этим во многом объясняется высокая стоимость изделий. Для формования заготовок используются формы из гипса или ПВХ.
Формование проводится полуавтоматическим или автоматическим способом. Для раскатывания пласта одинаковой толщины используется специальный ролик и вращающаяся форма.
Вещи сложной формы, имеющие декоративно-художественную ценность и сложную конфигурацию, изготавливаются методом литья. Для заготовок используются гипсовые или разъемные формы.
Сушка
Когда будущая чашка, ваза, чайник, тарелка сформованы, их нужно высушить. Исходная влажность сырьевой массы – 22-24%, а после сушки показатель сокращается до 2-4%. Это необходимо для получения прочной продукции, без внутренних трещин и деформации.
Сушка состоит из двух этапов:
- Предварительный – заготовки сушат в формах до 15-16% влажности, после чего их вынимают из форм.
- Окончательный – заготовки сушат без форм до 2-4% влажности.
Обработка проводится в специальных сушилках, что значительно ускоряет процесс. Высушенные каолиновые изделия зачищают от швов, удаляют загрязнения, пыль и отправляют на обжиг.
Обжиг
Первый обжиг проводится при температуре 900 градусов и занимает около 12 часов. Затем изделие покрывают глазурью и снова обжигают.
Температура повторного обжига выше, стартует от 1000 градусов – точный показатель зависит от типа фарфора, техники его изготовления.
Типы фарфора
Материал классифицируется по технике изготовления как:
- твердый;
- мягкий;
- бисквитный;
- костяной.
Твердый
В его составе от 47 до 66% каолина. Обжиг проходит при температуре 1400-1600 градусов. Изначально в таком сырье меньше влажности – заготовки практически не деформируются.
Костяной
Этот вид считается самым прочным, при этом ценится за тонкие, просвечивающиеся стенки. При кажущейся внешней хрупкости разбить его сложнее, чем классический.
Половину состава костяного фарфора занимает костяная мука – отсюда и название.
Бисквитный
У бисквитного фарфора пористая шероховатая структура, внешне похожая на мрамор. Эта особенность объясняется тем, что заготовки проходят только первичный обжиг при температуре от 800 до 1000 градусов.
Матовая фактура настолько эффектно смотрится, что ее обычно не покрывают глазурью. Эта техника используется для изготовления ваз, статуэток, других предметов интерьера. Посуду из бисквитного фарфора не делают.
Мягкий
В состав мягкого сырья входит меньше каолина – 25-40%. При этом количество полевого шпата и кварца увеличено – 45 и 30% соответственно. Каолиновая масса получается не такой прочной, зато очень пластичной.
Есть несколько разновидностей мягкого фарфора:
- Полевошпатный. В нем содержится 50% шпата и всего 30% белой глины. Материал плотный, тяжелый, но не прочный, поэтому стоит намного дешевле аналогов. Обжигается один раз.
- Высокополевошпатный. Отличается от полевошпатного большим количеством кварца – 45%. Удельный вес глины – всего 15%. Изделия из него считаются элитными, обжигаются при низкой температуре.
- Фриттовый – прочный, устойчивый к термическому воздействию, химикатам, доступный по стоимости. Обжигается при самой низкой температуре. В состав помимо глины входят сплавы солей и стекла. Фриттовая масса часто используется для лепки статуэток и других оригинальных вещей.
Мягкую каолиновую массу предпочитали мастера Древнего Китая, а твердую – европейские умельцы.
Роспись
Есть два вида росписи: подглазурная и надглазурная.
При подглазурной росписи сначала на изделие наносят краски, а затем окрашенный слой покрывают глазурью. Глазурь прозрачная, придает элегантный блеск изделиям, защищает от микротрещин, ультрафиолета, воздействия щелочей. Такую посуду можно мыть много раз без ущерба качеству.
Надглазурная техника выполняется в обратной последовательности: сначала изделие покрывают глазурью, а на нее уже наносят краску. Цвета получаются яркие, насыщенные, но со временем блекнут, тускнеют.
Для сервизов и аксессуаров массового производства рисунки наносят по технике деколи. Сначала рисунок печатают на специальной бумаге, затем – наклеивают его на чашку, супницу, тарелку и обжигают. Бумага сгорает, а краски впечатываются в поверхность посуды.
Фарфоровые изделия премиум-класса – штучный товар, мастера расписывают его вручную, декорируют золотом и серебром. Стоимость работы высокая, зато получаются настоящие произведения искусства.
Фарфор — вид керамики, получаемый из смешанных в разных пропорциях каолина, кварца, полевого шпата и особых разновидностей глины. Белую пластичную смесь обжигают при температуре от +1 000 °С, часто неоднократно. В готовом виде она становится непроницаемой для воды и воздуха, а тонкий слой пропускает свет. При легком ударе деревянной палочкой по фарфору получается высокий и чистый звук, почти как у хрустального бокала.
Разновидности фарфора
Масса фарфора может иметь разный химический состав, в зависимости от которого весь фарфор разделяют на 2 группы.
ТВЁРДЫЙ ФАРФОР. Содержит от 47 до 66 % каолина, до 25 % кварца и полевого шпата. Обжигается при повышенной температуре (1400-1460 °C). Из твердых масс делают прочную посуду и технические изделия, например, электроизоляторы.
МЯГКИЙ ФАРФОР. Доля каолина снижена до 25-40 %, а на кварц и полевой шпат приходится до 45 % и 30 % соответственно. Для обжига достаточно 1300-1350 °C. Прочность у мягких масс меньше, зато они более пластичные и легче принимают сложную форму.
Бисквит
Как правило, после обжига изделие покрывают стекловидной глазурью и обжигают повторно. Именно защитное покрытие делает посуду непроницаемой. Неглазурованный фарфор называют бисквитом. Он имеет пористую структуру и матовую, слегка шероховатую поверхность белоснежного цвета. Материал похож на высококачественный мрамор. Из него делают статуэтки, бюсты, кукол и другие декоративные предметы.
Два вида росписи фарфора
ПОДГЛАЗУРНАЯ РОСПИСЬ. Краски наносят после первого обжига, затем изделие покрывают прозрачной глазурью и обжигают повторно. Подобрать краску, способную выдержать температуру обжига, непросто. Часто используется синяя кобальтовая, реже — медная красная. Подглазурная роспись наиболее долговечна и выдерживает регулярное мытье.
НАДГЛАЗУРНАЯ РОСПИСЬ. Краски наносят поверх глазури, после чего следует обжиг при пониженной температуре (780-850 °C). Пигмент сплавляется с глазурью и становится более стойким. Рисунок смывается быстрее, зато оттенки получаются более яркими и блестят. Это оптимальный вариант для декоративных предметов.
История происхождения фарфора
Впервые фарфор был создан в Китае во времена династии Юань до 620 года нашей эры. Открытие сделано благодаря долгому усовершенствованию обычной керамики. Центром нового производства стал город Цзиндэчжэнь. Китай тщательно берег тайну и в течение 1 000 лет оставался монополистом. Драгоценная посуда, которую называли «белым золотом», экспортировалась в другие страны Азии, на Ближний Восток и в Европу.
Примерно в IX-XII веках секрет изготовления фарфора становится известен в Монголии, Корее и Вьетнаме, но местные мастера не могут сравниться с китайскими. Конец XVII века считают высшей точкой расцвета производства в Поднебесной. Уже во второй половине XVIII это искусство стало угасать, а к XIX его центр окончательно сместился в Европу.
Европа
Еще в XV веке итальянцы, французы и англичане пытались разгадать секрет китайского фарфора. Лишь в конце XVI первого успеха добилось семейство Медичи. Их керамика была хрупкой и несовершенной — с пузырьками, трещинами и неровной окраской.
В 1708 году оказались успешными эксперименты немцев Эренфрида фон Чирнхауса (Ehrenfried Walther von Tschirnhaus) и Иоганна Фридриха Бёттгера (Johann Friedrich Böttger) по поиску твердого фарфора. Перед этим они открыли красную (яшмовую) разновидность, которая сейчас называется «бёттгеровской». В результате дальнейшей работы с разными видами глины и добавками был получен белый цвет. По прочности образцы даже превосходили китайские оригиналы. Вскоре был подобран и оптимальный состав глазури. Заложенная в 1710 году Мейсенская мануфактура в Дрездене стала первой выпускать европейский фарфор.
Большой вклад в раскрытие китайских технологий внес миссионер Франсуа Ксавье д’Антреколь (François Xavier d’Entrecolles), проживавший в Цзиндэчжэне. Он отправил на родину во Францию письма и иллюстрированные альбомы, в которых описал процессы производства. Когда недалеко от французского Лиможа нашли месторождение каолина, получил распространение лиможский твердый фарфор. Мягкие разновидности еще раньше стали выпускать на Севрской и других мануфактурах.
В Великобритании в 1751 году появилась фабрика Royal Worcester. В XVIII веке на заводе Веджвуда был получен костяной фарфор, который не имеет пор даже в стадии «бисквит». Способ его производства долгое время держался в тайне.
Россия
Считается, что в нашей стране моду на элитную керамику ввел Петр I, впечатленный увиденными в Пруссии палатами в «китайском стиле». Русские придворные закупали фарфоровую посуду и украшения для интерьера за рубежом. Наиболее доступной была продукция мейсенской фабрики. Для царской семьи заказы делали на Севрской мануфактуре и у Веджвуда.
Собственное производство началось при императрице Елизавете I. Готовые рецепты из Европы не подошли для местных условий, но в 1746 году Дмитрий Виноградов получил образцы приемлемого качества на основе гжельской белой глины. Несколько лет материал совершенствовался, и вскоре по качеству уже не уступал европейскому. В 1765 мануфактура, на которой отрабатывалась технология, получила название Императорского фарфорового завода. Это старейший в России и третий в Европе крупный производитель. В советские годы он был переименован в Ленинградский фарфоровый завод.
Применение фарфора
Чаще всего из фарфора производят качественную посуду. Несмотря на высокую стоимость, она ценится за многочисленные достоинства. Известно, что в тонкостенной фарфоровой кружке чай быстро остывает до оптимальной температуры и сохраняет ее некоторое время. Посуда не влияет на вкус и запах еды или напитков, она подходит для длительного хранения продуктов. В числе ее преимуществ — прочность и легкий вес.
Фарфор также используют для изготовления других утилитарных и декоративных предметов. Из него делают:
- вазы и подсвечники;
- статуэтки и скульптурные композиции;
- часы и настольные лампы;
- живописные произведения;
- пасхальные яйца и прочие сувениры;
- шкатулки и канцелярские принадлежности;
- бижутерию.
Фарфор как объект коллекционирования
Фарфоровые изделия эстетичны, и с течением времени их красота не уменьшается. Они относительно доступны, если сравнивать с живописью, антикварным серебром и ювелирными украшениями. Поэтому фарфором увлекаются многие почитатели искусства. Собирать коллекцию статуэток, расписных тарелок или чайных пар — хорошее вложение средств. С годами стоимость таких вещей становится только выше, и продать их несложно.
Наибольшую ценность, как и в других сферах коллекционирования, представляют раритетные изделия. В первую очередь, старинные, поскольку до начала XX века они обычно создавались ограниченными сериями. Современные производители тоже периодически выпускают лимитированные коллекции. В России примерно 30 % рынка приходится на Императорский фарфоровый завод. Еще четверть — это продукция марки Мейсен. Большой интерес сейчас вызывает советский фарфор, в том числе агитационный, хотя еще в 90-е он почти ничего не стоил.
Окружающий мир наполнен вещами и предметами, без которых невозможно существования человечества. Но в повседневной суете люди редко задумываются о том, что всем благам современной жизни мы обязаны природным ресурсам.
Захватывает дух от наших достижений правда? Человек- вершина эволюции, самое совершенное создание на Земле! А теперь на минуточку задумаемся, почему мы достигли всех этих благ, какие силы должны мы благодарить, чему и кому люди обязаны за все свои блага?
Внимательно присмотревшись, ко всем окружающим нас предметам, многие из нас впервые осознают простую истину, что человек это не царь природы, а лишь одна из ее составляющих частей.
Так как большинству современных благ люди обязаны природным ископаемым добываемых из недр Земли
Современная жизнь на нашей планете не возможна без использования природных ресурсов. Одни из них более ценные, другие менее, а без некоторых человечество на данном этапе своего развития существовать не может.
Мы используем их для того что бы обогреть и осветить свои дома, быстро добраться из одного континента на другой. От других зависит поддержание нашего здоровья (например, это могут быть минеральные воды).Перечень ценных для человека полезных ископаемых огромен, но можно попытаться выделить десять наиболее важных природных элементов, без которых трудно представить дальнейшее развитие нашей цивилизации.
1.Нефть — «черное золото» Земли
Не зря ее называют «черным золотом» ведь с развитием транспортной индустрии жизнь человеческого общества стала напрямую зависеть от ее добычи и распределения. Ученые считают, что нефть это продукт разложения органических остатков. Состоит она из углеводородов. Не многие люди догадываются о том, что нефть входит в состав самых обыкновенных и необходимых нам вещей.
Кроме того, что она является, основой топлива для большинства видов транспорта она широко используется в медицине, парфюмерии и химической промышленности. Например, нефть используют для производства полиэтилена и разных видов пластика. В медицине нефть применяется для производства вазелина и незаменимого во многих случаях аспирина. Самым неожиданным применением нефти для многих из нас будет то, что она участвует в производстве жевательной резинки. Незаменимые в космической промышленности солнечные батареи также производятся с добавлением нефти. Современную текстильную отрасль сложно представить без производства нейлона, который также изготавливают из нефти. Самые большие залежи нефти находятся в России, Мексике, Ливии, Алжире, США, Венесуэле.
2.Природный газ- источник тепла на планете
Значимость данного полезного ископаемого сложно переоценить. Большинство месторождений природного газа тесно связаны, с залежами нефти. Газ применяют в качестве недорогого топлива для обогрева жилых домов и предприятий. Ценность природного газа заключается в том, что он является экологически чистым топливом. Химическая промышленность использует природный газ для производства пластмасс, спирта, каучука, кислоты. Залежи природного газа могут достигать объема в сотни миллиардов кубометров.
3.Каменный уголь- энергия света и тепла
Это горючая порода с высокой отдачей тепла при горении и содержанием углерода до 98%. Уголь используется в качестве топлива для электростанций и котельных, металлургии. Этот ископаемый минерал также применяют в химической индустрии как сырье для изготовления:
- пластмасс;
- лекарственных средств;
- духов;
- различных красителей.
4.Асфальт — универсальная ископаемая смола
Роль этой ископаемой смолы в развитии современной транспортной индустрии бесценна. Кроме того асфальт используют в производстве электротехники, изготовлении резины и разных лаков используемых для гидроизоляции. Широко применяется в строительной и химической промышленности. Добывается во Франции, Иордании, Израиле, России.
5.Алюминиевая руда (бокситы, нефелины, алуниты)
Бокситы – основной источник окиси алюминия. Добываются в России, Австралии.
Алуниты – используются не только для производства алюминия, а и при производстве серной кислоты и удобрений.
Нефелины – содержат большое количество алюминия. С помощью этого минерала создают надежные сплавы, используемые в машиностроении.
6.Железные руды — металлическое сердце Земли
Различаются по содержанию железа и химическому составу. Залежи железных руд находятся во многих странах мира. Железо играет значительную роль в развитии цивилизации. Железная руда основной компонент для производства чугуна. В производных из железной руды остро нуждаются такие отрасли промышленности как:
- металлообработка и машиностроение;
- космическая и военная промышленности;
- автомобильная и кораблестроительная промышленность;
- отрасли легкой и пищевой промышленности;
Лидерами по добычи железной руды являются Россия, Китай, США.
7.Золото
В природе встречается в основном в виде самородков (самый крупный был обнаружен в Австралии и весил около 70 кг.). Встречается так же и в виде россыпей. Главным потребителям золота (после ювелирной отрасли) является электронная отрасль (золото широко применяется в микросхемах и разных электронных компонентах для вычислительной техники). Золото широко применяется в стоматологии для изготовления зубных протезов и коронок. Поскольку золото практически не окисляется и не подвергается коррозии его применяют и в химической промышленности.Добывается в Южной Африке, Австралии, России, Канаде.
8.Алмаз – один из самых твердых материалов
Широко используется в ювелирном деле (ограненный алмаз называют бриллиантом), кроме того за счет его твердости алмаз используют для обработки металлов, стекла и камней. Алмазы широко используются в приборостроительной, электротехнической и электронной отраслях народного хозяйства. Алмазная крошка отличное абразивное сырье для производства шлифовальных паст и порошков. Добываются алмазы в Африке (98%), России.
9.Платина – ценнейший драгоценный металл
Широко применяется в сфере электротехники. Кроме того используется в ювелирной индустрии и космической промышленности. Платина используется для производства:
- специальных зеркал для лазерной техники;
- в автомобильной промышленности для очистки выхлопных газов;
- для защиты от коррозии корпусов подводных лодок;
- из платины и ее сплавов изготавливают хирургические инструменты;
- высокоточных стеклянных приборов.
10.Урано-радиевые руды — опасная энергия
Имеют громадное значение в современном мире, так как используются в качестве топлива на атомных электростанциях. Добывают эти руды в ЮАР, России, Конго и в ряде других стран.
Страшно представить, что может случиться, если на данном этапе своего развития человечество лишится доступа к перечисленным природным ископаемым. К тому же не все страны имеют равный доступ к природным богатствам Земли. Залежи природных ископаемых расположены не равномерно. Часто именно из-за этого обстоятельства возникают конфликты между государствами. По сути, вся история современной цивилизации это постоянная борьба за обладание ценными ресурсами планеты.