Основные оксиды, входящие в состав керамической массы и их влияние на свойства керамики

В производстве тонкой керамики широко используют каолины, а также каолинитовые огнеупорные и тугоплавкие глины, содержащие преимущественно минералы каолинитовой группы, описываемые общей химической формулой Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O. В качестве примесей в глинах присутствуют кварц, полевой шпат, галлуазит, бейделит и др. Химический состав глинистых материалов колеблется в широких пределах. Глины всегда содержат SiO₂, Al₂O₃ и H₂O, а также незначительные количества примесей в виде соединений Fe, Са, Mg, Ti, К, Na. Обычно в состав глин и каолинов входят органические примеси. Влияние каждой составляющей химического состава глинистых материалов определяется не только количеством, но и главным образом видом минерала и физическим состоянием этой составляющей. Повышенное (до 80% и более) содержание SiO₂ указывает на запесоченность сырья. С повышением содержания SiO₂, не связанного с Al₂O₃ в глинистых минералах, снижается связующая способность глин, прочность в высушенном и обожженном состоянии, повышается пористость обожженных образцов. По содержанию Al₂O₃+TiO₂ в прокаленном состоянии глинистое сырье разделяют на группы: высокоосновные (Во) — Al₂O₃+TiO₂ более 40%; основные (Ос) —30—40; полукислые (Пк) — 15—30; кислые (К)—менее 15%. Высокое процентное содержание Al₂O₃ обусловливает огнеупорность глин, а низкое — при повышенном содержании K₂O и Na₂O — указывает на их легкоплавкость. Чем больше глины содержат Al₂O₃ и щелочей, тем раньше они спекаются, сохраняя огнеупорность (большой интервал плавкости). Соединения железа понижают огнеупорность глин, придают им окраску от светло-кремовой до вишнево-красной, что особенно нежелательно в производстве тонкокерамических изделий белого цвета. Эти примеси могут быть причиной образования на поверхности изделий темных точек (мушек), выплавок или вздутий. В прокаленном состоянии глинистое сырье бывает с весьма низким содержанием красящих оксидов Fe₂O₃ и TiO₂ (F₂O₃ отсутствует, TiO₂ до 1%), с низким (Fe₂O₃ менее 1,5%, TiO₂ менее 1%), со средним (Fe₂O₃ 1,5—3%, TiO₂ 1—2%) и с высоким (Fe₂O₃ более 3%, TiO₂ более 2%). Глинистое сырье со средним и высоким содержанием красящих оксидов оценивают также по равномерности окраски обожженного черепка.