Способ получения термостойкой керамики

 

Изобретение относится к керамическим материалам и может быть использовано при изготовлении футеровки тепловых агрегатов, огнеприпаса, подставок для обжига керамики и так далее, работающих в условиях, где требуется высокая термостойкость. Задачей изобретения является повышение термостойкости. Керамические изделия получают из шихты, содержащей 30 — 70 мас.% -глинозема и огнеупорную глину. Термообработку проводят при 1100 -1200^oC.

Изобретение относится к керамическим материалам и может быть использовано при изготовлении футеровки тепловых агрегатов, огнеприпаса, подставок для обжига керамики и так далее, работающих в условиях, где требуется высокая термостойкость.

Известны способы получения керамики на основе технического глинозема, содержащие с целью повышения термической стойкости изделий оксид циркония, оксид титана и так далее. Их общими недостатками является применение дорогостоящих оксидов, высокая температура обжига (1300^oC и выше) и низкая термостойкость. Наиболее близким по технической сущности является способ получения огнеупорной массы, при котором массу на основе каолина и — глинозема обжигают при температуре 1350 — 1650 ^oC . Однако при температуре выше 1200^oC — форма глинозема, имеющая кубическую решетку, необратимо переходит в — форму, имеющую другую (гексагональную) структуру. При этом происходит резкое изменение объема, снижается термостойкость изделия. Так как глинозем — формы имеет кубическую решетку, то возможность зарождения трещин при термоударе (так называемой первой стации разрушения) может быть значительно снижена (и термостойкость повышена), в связи с равномерным изотропным расширением кристаллической решетки. Таким образом температура обжига керамики на основе — глинозема, с целью повышения термостойкости не должна превышать 1200

oC, чтобы — глинозем не перешел в — форму. Задачей изобретения является повышение термостойкости. Поставленная задача решается способом получения керамических изделий на основе 30 — 70 мас. % — глинозема и глинистого компонента путем их смешения и термообработки при температуре 1100 — 1200^oC, причем в качестве глинистого компонента используют огнеупорную глину. Предлагаемый способ обеспечивает получение материала со следующими свойствами: пористость 25 — 45%, усадка 1 — 4%, прочность на изгиб 20 — 40 МПа, а термостойкость намного выше, чем у прототипа, и составляет более 100 теплосмен 800 ^oC — вода. Технология изготовления изделия заключаются в следующем. Все компоненты в соответствующей пропорции загружают в шаровую мельницу и перемешивают всухую в течения двух часов. Соотношение шаров и материалов должно быть 2:1. После смешения компонентов в массу добавляют 25 — 30% воды для роспуска глины и оставляют вылеживаться не менее одних суток. Полученную массу высушивают, просеивают через сито 063. Изделия формуют полусухим прессованием при давлении 30 — 40 МПа. Отпрессованные изделия обжигают при температуре 1100 — 1200^oC. Отличие предложенного способа от прототипа заключается в использовании огнеупорной глины в качестве глинистого компонента и проведении термообработки при температуре 1100 — 1200 ^oC. Такая совокупность признаков не известна в литературе. Пример 1. Для получения 1 кг массы глинозем и глину в количестве 300 г и 700 г соответственно перемешивают в шаровой мельнице в течении двух часов. Затем добавляют 300 мл воды и оставляют на одни сутки. Полученную массу высушивают и просеивают через сито 063. Образцы прессуют в металлических формах при давлении 40 МПа и обжигают при температуре 1100^oC. Усадка образцов 4%, пористость 25%, прочность на изгиб 40 МПа, термостойкость 800^oC — вода около 100 циклов. Пример 2. Глинозем и глину в количестве 300 г и 700 г соответственно перемешивают в шаровой мельнице в течение двух часов. Затем добавляют 300 мл воды и оставляют на одни сутки. Полученную массу высушивают и просеивают через сито 063. Образцы прессуют в металлических формах при давлении 40 МПа и обжигают при температуре 1100 ^oC. Усадка образцов 1%, пористость 45%, прочность на изгиб 20 МПа, термостойкость 800^oC — вода более 100 циклов. Таким образом, благодаря сохранению — формы глинозема в изделиях после термообработки (при температуре не выше 1200^oC) повышается термостойкость.

Формула изобретения

Способ получения термостойкой керамики на основе 30 — 70 мас.% -глинозема и глинистого компонента путем их смешения и термообработки, отличающийся тем, что в качестве глинистого компонента используют огнеупорную глину, а термообработку проводят при 1100 — 1200 ^oС.

как стать керамистом и что для этого нужно

Керамические вазы, горшки, чайные наборы, подсвечники, тарелки, свистки и даже музыкальные инструменты – все это можно создавать самостоятельно.

Чтобы научиться делать керамику своими руками, главное – желание. Перед тем как стать керамистом, попробуйте слепить из глины простейшую безделушку, и вы поймете, стоит ли тратить деньги на покупку оборудования для работы. Если что-то не получилось – не беда, размочите брак и сделайте из него новую фигуру, до запекания изделие можно видоизменять бесконечно.

1. Из чего делают керамику и где взять материалы для работы
2. Способы изготовления керамических изделий
3. Гончарная печь – виды и предпочтения
4. Как выбрать гончарный круг
5. Польза и удовольствие от керамического хобби

Из чего делают керамику и где взять материалы для работы

Керамика – это обожженная глина, которая и является главным материалом в работе керамиста. В отличие от полимерной глины, натуральная имеет природное происхождение, ее добывают из недр земли, не подвергая химической и другим видам обработки.

Опытные мастера в целях экономии добывают и готовят сырье самостоятельно. Этот процесс включает несколько этапов и вряд ли заслуживает внимания, если вы только начинаете свой путь и живете в городе.

Глина для изготовления керамики должна быть жирной и без вкраплений камешков и прочего мусора, иначе поделка растрескается в процессе запекания. Готовую массу хранят при определенных условия влажности.

Натуральная глина бывает разных видов:

• Белая – наиболее распространенная, изначально имеет сероватый оттенок, а после термической обработки обретает приятный оттенок слоновой кости.
• Красная – содержит оксид железа, придающий сырью зеленоватый тон. Основной цвет сырца – коричневый, после обжига изделия становятся красными. Хорошо поддается лепке, не крошится, идеальна для скульптур и крупных изделий.
• Фарфоровая – серая в сыром виде и белая после запекания.
• Голубая – чаще используется в косметологии и народной медицине.
• Черная или темно-коричневая керамическая масса – самая твердая глина, приобретающая оттенок слоновой кости после обработки в печи.

Красная глина

Также глины для керамики классифицируют по температуре обработки на легкоплавкие, среднеплавкие, тугоплавкие.

Удобнее всего покупать готовую гончарную глину, ориентируясь на размер фракции, цвет после обжига при разных температурах и другие характеристики и качественные показатели. Стоимость зависит от производителя, фасовки, фактуры. Есть уже готовые массы с добавками для облечения разных задач – лепки, формовки, гончарного круга.

Помимо глины, нужны глазури и эмали для покрытия изделий, пигменты для придания сделанной своими руками керамике нужного оттенка, специальные добавки для улучшения свойств и температурной обработки.

Для склеивания деталей используют шликерную массу – своеобразный клей из разведенной глины. Если просто соединить элементы, они могут отвалиться при нагреве. Все это продается в специализированных магазинах для керамистов.

Способы изготовления керамических изделий

Существует несколько способов превращения глиняной массы в красивое керамическое изделие.

Лепка – самый доступный способ изготовления изделий из керамики своими руками в домашних условиях. Сувениры, скульптуры, посуду, игрушки или другие поделки лепят руками, словно из пластилина, помогая себе специальными стеками или подручными приспособлениями.

Гончарное дело требует наличия вращающегося круга. С помощью этого древнего ремесла и сегодня создают вазы, кувшины, горшки, тарелки, чашки.

Отминка – наиболее простой вариант изготовления керамики для начинающих. В работе используют гипсовую форму, в которую выкладывают мягкую глину, а после застывания извлекают фигурное изделие. Гипсовые формы привлекательны тем, что впитывают излишнюю влагу, помогая глиняному изделию отвердеть и просохнуть.

Литье – здесь тоже используют формы, но другого плана. Разведенную глину разливают по формам, высушивают заготовки, извлекают и раскрашивают.

Глиняная поделка обретает прочность только после обжига – обработки в гончарных печах при температуре от 900 до 1300 градусов. Готовые сувениры покрывают акриловыми красками или специальной стекловидной глазурью для керамики. В случае с глазурью требуется еще один обжиг после окрашивания.

Если хочется получить естественный оттенок, используют молочение – покрывают неокрашенную запеченную керамическую фигурку молоком в несколько слоев и еще раз запекают при более низких температурах.

Гончарная печь – виды и предпочтения

Раньше печи для обжига керамики представляли собой вырытые в земле горны и разогревались исключительно дровами. Современные гончарные печи бывают газовыми, электрическими и дровяными. Последние, как правило, изготавливаются собственноручно, они подходят для эксплуатации в частных домовладениях. В условия квартиры удобнее всего работать с электропечами, для больших объемов можно подобрать газовую.

В металлическом корпусе таких печей скрывается огнеупорный кирпич или другой материал, удерживающий тепло и не боящийся нагрева. Для отвода влаги предусмотрены вентиляционные отверстия, управление процессом обжига керамики осуществляется программным регулятором. Электрические гончарные печи – недешевое удовольствие. Цена зависит от производителя, объема, мощности.

В продаже есть модели с вертикальной и горизонтальной загрузкой и колпаковые. По типу расположения нагревательного элемента гончарные печи подразделяют на муфельные и камерные. В муфельных он находится вокруг емкости из огнеупорного материала (муфеля). В камерных нагреватель расположен внутри, что сокращает потери тепла и делает оборудование более экономичным.

Если немного постараться, можно сделать печь для обжига керамики в домашних условиях своими руками, взяв за основу огнеупорный кирпич и что-то для корпуса, например, старую стиральную машину.

Запекание – самый важный процесс, который не прощает ошибок. Иногда даже опытные мастера видят вместо ожидаемого шедевра негодный брак. Изделия никогда не достают сразу, они должны остыть в печи.

Как выбрать гончарный круг

Гончарные круги нужны для лепки круглых предметов, поэтому этот инструмент необязательно покупать сразу же. Если вы только осваиваете керамику, начинайте с лепки или отминки. Круги бывают с ручным, ножным и электрическим управлением.

Последние – самые удобные и практичные, их чаще всего и покупают керамисты, занимающиеся изготовлением керамики в домашних условиях. Чтобы научиться работать на электрическом круге, нужно несколько часов. Для освоения инструмента с ручным управлением уйдет несколько месяцев.

При выборе гончарного круга важно обратить внимание на тип двигателя:

• Коллекторный – самый простой и часто встречается в компактных моделях, плавно регулирует скорость вращения, но сильно шумит.
• Асинхронный – вращается в обе стороны, меньше шумит, но требует навыков для регулировки скорости.
• Бесщеточный двигатель постоянного тока – лучший выбор для серьезных работ. Отличается надежностью и низким уровнем шума.

Модификации различаются по диаметру планшайбы, частоты ее вращения, мощности двигателя, габаритам оборудования. Цена также зависит от производителя.

Выбирая гончарный круг для изготовления домашней керамики своими руками, обратите внимание на удобство положения рук во время работы и сидения за ним. Если у вас нет персональной мастерской, не забывайте про компактность. Желательно не полагаться на рекламу, а попросить совета у тех, кто уже давно занимается керамикой.

Неплохое оборудование можно найти даже среди детских моделей, на них получится делать полноценные, хоть и небольшие изделия.

Польза и удовольствие от керамического хобби

Изначально керамикой занимались в основном мужчины, но сегодня, благодаря автоматическим кругам и электронным печам, – это женское хобби, требующее терпения, творческого настроя, художественного таланта.

Гончарное дело нельзя назвать очень прибыльным, тем более с учетом покупки дорогостоящего оборудования. Скорее, им занимаются ради удовольствия. Лепка успокаивает, а созерцание работы на гончарном круге действует магически.

Продавать керамику, сделанную своими руками, конечно, можно. Спросом пользуются сувениры, посуда, предметы декора. Однако обогатиться на этом увлечении вряд ли получится – времени на изготовление уходит много, а цены на изделия ручного труда способны оценить только те, кто понимает разницу между штамповкой и индивидуальной работой мастера.

Если вы хотите попробовать лепку, но не готовы покупать печь, начните с холодного фарфора, полимерной глины или соленого теста. Конечно, эти материалы не годятся для изготовления посуды, но зато из них получаются очень красивые сувениры и украшения, например, колье или ожерелье.

Ну а если решили стать керамистом, то начните с теории, смотрите видео-уроки, учитесь на опыте мастеров. Удачи вам и творческих успехов в этом и других женских увлечениях.

Высокотемпературная керамика своими руками — Портал о стройке

Страница 7 из 7

«Был я на обваре…»

Обвар — последняя стадия обработки глиняной посуды в деревенских гончарнях, в частности горшка из старинной загадки.

После обвара глиняная посуда становится менее водопроницаемой и к тому же более прочной.

Обвар производится сразу же после того, как еще горячая посуда вынута из горна. Придерживая щипцами, ее окунали в заранее заготовленный жидкий раствор клейстера из ржаной или овсяной муки. Обваривали глиняную посуду также в квасной гуще, которая обычно оставалась на дне кадушки с квасом. Гончары Средней Азии для этих же целей применяли молочную сыворотку.

Мучной отвар и квасная гуща проникают глубоко в стенки глиняной посуды, обвариваются и надежно закупоривают ее поры. После обвара изменяется и внешний вид посуды: она покрывается многочисленными темными пятнами, придающими ей неповторимое своеобразие. К тому же пятна, по убеждению деревенских гончаров, предохраняют содержимое сосуда от дурного глаза.

Постепенно обваривание стало применяться все реже и реже. Чтобы защитить керамическое изделие от проникновения влаги и воздействия вредных веществ, гончары стали все больше покрывать их тончайшим слоем стекла — так называемой глазурью, или поливой. Под тончайшим слоем глазури краски и ангобы становятся более сочными и яркими, а само изделие приобретает более нарядный вид. Для получения самой простой и доступной глазури обычно используют толченое бутылочное стекло.

Предварительное дробление стекла выполняют следующим образом. Осколки бутылки нагревают на огне, а затем бросают в посудину с холодной водой. От резкого изменения температуры стекло покрывается множеством мельчайших трещин. Достаточно слегка постучать по нему каким-либо металлическим предметом, чтобы оно рассыпалось на мелкие осколки. Осколки стекла толкут в ступке или в какой-нибудь металлической посудине с толстыми стенками (рис. 73).

Можно растолочь стекло и в обычной консервной банке, только на ее дно нужно положить какой-нибудь массивный круг. Возможен и другой вариант: на дно банки кладут куски свинца, которые в ней же и расплавляют. Слой расплавленного свинца должен быть не менее 1 см. Застывший свинец будет служить в качестве наковаленки. Толочь стеклянный бой нужно очень осторожно, обязательно в рукавицах и в защитных очках. Чтобы стекло не разлеталось при ударах, на ступку и пест надевают полиэтиленовый пакет. Ступку ставят на торец массивного кряжа или на тяжелую стальную плиту. Толочь стекло нужно до тех пор, пока оно не станет белым, как мука. Толченое стекло нужно просеять через сито из капроновой ткани (например, от старого чулка). Для обечайки сита подойдет консервная банка с низкими стенками. Постоянно помешивая, стеклянный порошок высыпают медленно в посуду с жидким крахмальным клейстером (вместо клейстера можно использовать слабый раствор силикатного, канцелярского клея). Как только клей приобретет консистенцию жидкой сметаны, глазурь готова к употреблению.

Глазуровать можно как нерасписанные (терракотовые) изделия, так и расписанные подглазурными красками и ангобами.

Предназначенные для глазурования керамические изделия тщательно очищают, удаляя широкой кистью или щеткой пыль, снимая всевозможные загрязнения и жировые пятна. Там, куда каким-то образом попадает грязь или жир, глазурь во время обжига отслоится.

Глазурь наносится на поверхность изделия кистью, а также окунанием и обливанием. Так, например, изразцы удобнее обливать глазурью. Во время обливания каждый изразец держат над широкой посудиной за румпу или же устанавливают на специальное приспособление, согнутое из толстой проволоки (рис. 74).

Для глазурования внутренних стенок посуду примерно на четверть наполняют глазурью. Затем посуду наклоняют и медленно поворачивают, следя за тем, чтобы глазурью были омыты все ее внутренние участки. Оставшуюся поливу выливают в таз и уже кружкой обливают посудину снаружи. Обычно крынку обливают только до половины (рис. 75).

Мелкие вещицы, например свистульки, окунают в глазурь, держа их за пищик. Поэтому эта часть у готовой свистульки обычно глазурью не покрыта (рис. 76). Чтобы на отдельных участках керамического изделия не образовались толстые наслоения, их стараются полить быстро и равномерно.

Влага из глазури почти мгновенно впитывается в поры глины, а на поверхности остается удерживаемый клеем тонкий матовый слой порошкового стекла.

Есть и другие способы нанесения стеклянного порошка на глиняное изделие. Так, например, некоторые гончары покрывают сосуды тонким слоем мучного или крахмального клейстера, а иногда и силикатного клея и тут же через сито припорашивают поверхность стеклянным порошком. Небольшие изделия просто обваливают в порошке, а затем легким постукиванием по донышку стряхивают его излишки. Наряду с бесцветной широко используется цветная прозрачная глазурь. Ею обычно покрывают изделия, декорированные рельефными изображениями, тиснением и гравировкой.

Еще в XVII веке на Руси для облицовки печей наряду с «муравлеными» (зелеными) применяли «цениные» (синие) изразцы, которые покрывались зеленой и синей глазурью. Собираясь в углублениях более толстым слоем, чем на выпуклых частях, глазурь как бы темнеет, а рельеф становится более выразительным.

Для подкрашивания глазури, так же, как и для ангобов, используют оксиды хрома, дающие зеленый цвет, меди — бирюзовый, кобальта — синий и железа — желтый и красно-коричневый.

После того как глазурь высохнет, изделия обжигают. При высокой температуре клей выгорает, а частицы стекла оплавляются и тонким слоем покрывают керамическое изделие. Чтобы глазурь не потрескалась, изделия должны остывать медленно вместе с печью. Если керамическое изделие не будет постоянно соприкасаться с жидкостями, а также подвергаться действию высокой температуры, то глазурь вполне допустимо имитировать. Внешне она мало чем будет отличаться от настоящей, к тому же надежно защитит керамику от пыли и грязи. «Глазуровать» можно изделия, декорированные налепным рельефом, резьбой, гравировкой, расписанные масляными красками, темперой, гуашью, текстильными и растительными красителями. В качестве «глазури» используется бесцветный мебельный нитролак НЦ-222 и лак с золотистым оттенком НЦ-228. На крупные изделия лак наносят пульверизатором или кистью. Мелкие предметы, например всевозможные украшения просто опускают в лак на несколько секунд. Чтобы усилить блеск, лак после подсыхания наносится на поверхность изделия два-три раза очень тонкими слоями.

Чтобы получить цветную «глазурь», лак можно подкрасить пастой из шариковой авторучки. Добавив в нитролак зеленую пасту, имитируют зеленую глазурь «мураву».

Если глазурь необходимо нанести на печные изразцы, то вместо нитролака лучше использовать мебельный масляный лак. Он хорошо выдерживает высокую температуру, возникающую во время топки на облицовке печи. Такой лак можно подкрасить масляными красками.

Вместо глазури можно использовать силикатный клей (жидкое стекло), который дает на изразцах очень прочную и стойкую пленку. Силикатный клей можно подкрашивать акварельными красками и цветной тушью.

Краткое послесловие

Хочется надеяться, что первые шаги в работе с глиной были успешными, и вы убедились в справедливости старинной русской поговорки: не боги горшки обжигают… Внимательные читатели обратили внимание на то, что в конце ее стоит многоточие. И это не случайно, у пословицы есть продолжение, и полностью она звучит так: «Не боги горшки обжигают, а мастера». А мастером может быть только тот, кто проявит трудолюбие, упорство и любовь к избранному делу. Со временем придет настоящее умение и глина станет послушной ваших руках. За первым успехом придет следующий. Недаром великий Сервантес сказал: «Если гончар слепил один красивый сосуд, то может слепить их и два, и три, и целую сотню».

Первая страница:Обжиг керамики своими рукамиПредыдущая страница:Обжиг в муфельной печи Предыдущий раздел: Декоративная отделка керамики

Source: podelki-sr.ru

Читайте также

Обжиг керамики в муфельных печах

Привет всем любителям и профессионалам керамического дела и тем, кто только делает первые шаги в постижении этого ремесла!

В своей профессиональной практике, я часто сталкивался с проблемой обжига. Зачастую не понимая принципов и значимости этой технологической операции и не придавая ей большого значения. Я «наступал на грабли» и хуже всего, что на детские))) и не один раз.

И если вы, читающие сейчас эту статью, «творители» и «виртуозы» керамического искусства не хотите совершать такие же ошибки, предлагаю дочитать эту статью до конца и поставить лайк и оставить комментарий.

Поехали….

Стоит отметить, что все рекомендации, которые будут приведены в этой статье относятся к обжигу в электрических муфельных печах. На сегодняшний день в России (имеются ввиду небольшие производственные мастерские и учебные центры) это самый распространенный вид печей.

1. 1. Загрузка(садка) изделий в печь.

Загрузку в печь надо производить таким образом, чтобы максимально использовать пространство камеры печи. Для этого возможно выполнить предварительное размещение изделий на специальном столе. При этом вы сможете без труда определить высоту и количество огнеупорных стоек необходимым для поддержки лещадок (огнеупорных полок).

Отмечу, что лещадки при первом применении необходимо покрыть каолином (развести сухой порошок каолина водой и кистью обмазать полки), это поможет увеличить срок службы печной фурнитуры.

Плотность расположения неглазурованных изделий больше, чем глазурованных.

Вниз следует ставить более тяжелые изделия, а выше – более легкие.

При обжиге неглазурованные изделия могут соприкасаться. Вы также можете ставить одно изделие на другое.

Плитки устанавливают на ребро или друг на друга, если они имеют толстый черепок. Большие плоские и толстостенные чаши, обжигаемые на утель, лучше обжигать вверх дном на огнеупорной полке, а тонкие небольшие чашки — тоже вверх дном, но на специальных сырых дисках (бомзах), чтобы избежать даже незначительной деформации по окружности.

Изделия в печь нужно устанавливать на расстоянии не менее 2-3 см от спиралей или стенок муфельной печи. Слишком близкое размещение может привести к их деформации. То же правило касается размещения изделий возле термопары. НЕЛЬЗЯ ЗАКРЫВАТЬ ТЕРМОПАРУ!!!

Глазурованные изделия располагают друг от друга на расстоянии достаточном, чтобы при обжиге они не соприкасались друг с другом, со стенками печи, спиралями и не приклеивались к лещадкам (лучше установить изделия на специальные подставки).

1. 2. Обжиг

Вначале температуру обжига повышают медленно. В первые два-три часа идет процесс «досушки», выпаривание физически связанной воды. Температуру печи стараются не поднимать выше 150—200°С, пока не исчезнет влага. При этом технологические отверстия в печи должны быть открыты для того, чтобы через них выходила влага.

Ступень 1: 1-1,5 часа до температуры 150-200°С с выдержкой от 30 минут до 1 часа.

После предварительного нагрева можно уже быстрее повышать температуру до 300—500°С. Однако при достижении температуры 600°С следует соблюдать осторожность, так как при слишком быстром нагреве даже совершенно высохших изделий они могут разорваться из-за слишком большого давления паров воды, образующихся в результате диссоциации глинистого вещества (удаление химически связанной воды). При температуре около 600°С пары начинают выделяться интенсивно. Кроме того, примерно при этой температуре резко расширяется кварц.

Ступень 2: 2-3 часа до температуры 570-600°С с выдержкой 20-30 минут.

На последнем этапе скорость может быть максимально высокой, но при достижении заданной температуры важно сделать выдержку для того, чтобы нагрев по всему рабочему пространству камеры стал равномерным.

Ступень 3: скорость нагрева 150-200°С с выдержкой 20 минут.

1. 3. Охлаждение печи.

Чтобы избежать образования трещин, изделия надо охлаждать по возможности медленно. К тому же, износ печи значительно уменьшается, если охлаждение («студка») длится приблизительно такое же время, что и нагрев.

Во всех случаях надо твердо придерживаться правила: охлаждение в первые часы должно быть замедленным, пока температура не снизится до 450—400°С.

Особенно важно медленно охлаждать большие изделия и скульптурные произведения. При этом лучше совсем не открывать дверь печи до тех пор, пока температура не снизится по крайней мере до 220—200°С, а затем не открывать ее полностью; выгрузку не рекомендуется производить, пока температура не снизится до 120—100°С. Лучше всего разгружать печь при температуре изделий 50—60°С. Эта предосторожность имеет еще большее значение для глазурованных изделий.

Стоит отметить что существуют частные случаи, когда обжиг может осуществляться совершенно по другой схеме.

Вдохновляйтесь, экспериментируйте, творите.

Всем мир!

Изготовление газовой печи для обжига керамики

Мечта изготовить собственную печь для обжига керамики зрела давно. Школьная муфельная печь не удовлетворяла тем, что не могла реализовать все техники, котрые применимы в изготовлении керамики. Особенно меня привлекала керамика обварная. Только обварная керамика может передать ту неповторимость и красоту, которая возможна при изготовлении гончарных изделий. Без помощи прекрасного мастера из Украины (Черниговская область) Александра Видры моя мечта изготовить газовую печь не смогла бы реализоваться, за что ему я безмерно благодарен за его отзывчивость и талант всесторонне развитой личности.

Не буду долго рассказывать про то, каким образом я доставал материалы, которые были использованы при изготовлении печи, скажу только, что благодаря хорошим знакомым и друзьям.

Итак, вам понадобятся : бочка ёмкостью 200 литров (можно и меньше), керамические пуговицы собственного изготовления, Cerablanket (маты огнеупорные толщиной 19 мм), кирпич огнеупорный легкий , лещадка шамотно-асбестовая диаметром 700мм, ручки для дверей (если есть желание) и конечно же ваши руки и умение работать ими.

1. Разрезаете бочку примерно на 20 см от верхней кромки:

Берёте высокотемпературные маты:

Укладываете маты в 3 слоя и фиксируете пуговицами керамическими.

С крышкой проделываете то же самое.

Вырезаем отверстие в крышке примерно 20*20 см

Это делается для выхода влаги на первоначальном этапе обжига, и выхода газов на последующих.

На дно устанавливаются 3 шамотных кирпича , на которые устанавливается шамотно-асбестовая лещадка (по крайней мере у меня такая), на которую устанавливаются изделия для обжига.

Но конечно же предварительно необходимо сделать отверстие на боковой стенке бочки для помещения в неё газовой горелки.

Ну вот такая печурка получилась у меня.(извиняюсь за качество фото, потому что снимал на сотовый в процессе работы)

Прототип муфельной печи из доступных и недорогих материалов, для отжига стекла

Проблема нагрева до высоких температур часто встает перед мастером – это может быть термообработка металлов в слесарном деле, плавка цветных металлов для утилизации обрезков или художественного литья, прокаливание материалов, проведение реакций при высокой температуре. В стеклодувном деле, высокотемпературная печь также является непременным атрибутом – после обработки стекла, обязателен отжиг для снятия внутренних напряжений, иначе, изделие с высокой вероятностью разрушается.

Отжиг стекла, происходит как правило, при температурах не превышающих 600°С, это позволяет применять в том числе и распространенные, не специализированные материалы, что очень снижает стоимость конструкции. Ниже, описано изготовление прототипа такой печи. Муфель ее выполнен (выпилен) из двух огнеупорных шамотных кирпичей, нагреватель – нихромовая проволока (выровненные спирали – запасные части для электрических плиток), основная теплоизоляция – вспененный бетон в виде готовых блоков. В конструкции применены также материалы – немного асбестового картона (промежуточная изоляция компенсирующая расширение муфеля), жаростойкая кладочная смесь для печей (для обмазки проволочного нагревателя).

Самой дорогостоящей частью печи был температурный ПИД контроллер с АлиЭкспресс – на его основе был собран блок управления.

Что было использовано при работе.

Инструменты.
Для распиливания пенобетонных кирпичей, применялась ручная ножовка. Сверление отверстия в пенобетоне (выводы нагревателя) – сверло по металлу. Для сварки выводов нагревателя, использовался небольшой сварочный инвертор с графитовым электродом, но можно и обойтись.

Материалы
Кроме готового муфеля, были использованы четыре блока из пенобетона. Немного асбестового картона, нихромовая проволока, смесь огнеупорная кладочная, сопутствующие мелочи.

Нагреватель

Выполнен из нихромовой проволоки. Мощность рассчитывается по методике. Проще всего взять готовый нагреватель – новую (старые хрупки) спираль от электроплитки на подходящую мощность. Спираль выравнивается, измеряется ее длина и по геометрическим размерам муфеля, рассчитывается число витков и шаг намотки. Грани муфеля размечаются (шаг) карандашиком и наматывается нагреватель. Для фиксации шага намотки и вообще расползающихся витков, нагреватель обмазывается огнеупорным составом. Здесь был применен состав для кладки огнеупорных кирпичей «Терракот», обратите внимание на характеристики.

Толщина слоя обмазки получилась около 5мм, дополнительный вывод посредине муфеля – средний. Было намотано две обмотки от электроплитки, шаг намотки получился около 4мм. Намотки соединены последовательно. Получилось меньшее значение мощности из рекомендуемого диапазона для этого объема камеры – что-то около 300 Вт/л.

Выводы нагревателя

Короткие выводы нагревателя (нихром) были приварены к медным проволочкам сварочным инвертором отрегулированным на самый маленький ток – около 10А. Электрод графитовый, от вышедшего из строя гальванического элемента. Флюс – сухая бура или раствор буры в воде (вариант – в борной кислоте).

Дополнительно, скрученная часть проволочек была изогнута петелькой и зажата в части винтовой клеммы.

Испытание, прототип печи

Бьётся в тесной печурке огонь,
На поленьях смола, как слеза.

Мне в холодной землянке тепло… Дмитрий Хворостовский.

Для испытаний, муфель должен быть оснащен теплоизоляцией. Первый вариант теплоизоляции, был на скорую руку – из толстого асбестового шнура. Им в несколько слоев был обмотан муфель. Температура контролировалась термопарой (тип К или хромель-алюмель) – в начале, штатной, входящей в состав мультиметра, затем, подключенной к самодельному блоку управления на основе температурного ПИД-контроллера.

Термопара мне досталась довольно короткая – около 300мм. На фото – ее концы пропущены сквозь стенку блока управления и подключены непосредственно к винтовым клеммам термоконтроллера. Муфель и блок управления, пришлось расположить Т-образно.

Первое включение лучше проводить очень постепенно, чтобы плавненько испарить всю оставшуюся в материалах влагу – действовал так — нагрев до 100°С, выдержка 3…4часа, 200°С, еще 2 часа, 300°С – 2 часа, и так далее.

При испытаниях выяснился пренеприятный момент – асбестовый шнур, является «асбестовым» лишь условно – снаружи у него действительно были асбестовые пряди, внутри же, нечто вроде ваты. Все это начинает сильно дымить и разрушаться при температуре выше 400°С, в то время, как «правильный» асбест работает до 800°С. Именно этот шнур и подвел меня при испытаниях предыдущего муфеля – из талька с жидким стеклом.

Начавший разрушаться шнур удалил, заодно, можно было оценить повреждения глиняной обмазки нагревателя. Она оказалась в очень хорошем состоянии, нашлась одна несчастная трещина. В качестве испытательной теплоизоляции, решено было применить вспененный бетон – Юрий Николаевич Бондаренко – ученый, стеклодув, астроном в переписке, советовал применять теплоизоляцию из крошки пенобетона – дешево и уверенно работает до 600°С. Он применяет такую теплоизоляционную засыпку для цилиндрических керамических (керамическая труба от реостата) и металлических муфелей.

Поскольку мой муфель с прямыми стенками и углами, решено было применить целые блоки из пенобетона. Кроме прочего, это позволило сложить без склеивания, из подогнанных блоков, некий прототип муфельной печи. Это дает возможность некоторое время, смиряясь с неудобством при эксплуатации, пользоваться печью, с тем, чтобы оценить темп разрушений не предназначенного для таких температур материала. По окончании испытательного срока, сделать вывод – стоит ли делать металлический каркас с дверцей и механизмом открывания.

Поверх огнеупорной обмазки, обмотал муфель несколькими слоями асбестового картона. Это очень хороший, недорогой материал, вокруг которого несправедливо раздута совершеннейшая истерика. Бояться его не нужно, нужно с уважением относиться к некоторым особенностям работы с потенциально опасными веществами и материалами. В данном случае – не следует регулярно дышать асбестовой пылью. Любые операции по формовке асбестового картона, лучше проводить, предварительно намочив материал. Размочив его хорошенько, можно практически вылепливать из асбеста нужные детали. Здесь, был применен старый, бывший в употреблении асбест, двух сортов. До полного высыхания, изоляция скреплена бандажом из медной проволоки.

На торцевом кирпиче, сзади, сделаны два пропила для медных выводов нагревателя и просверлено отверстие для термопары.

Термопара

На Али Экспрессе был приобретен комплект из трех термопар К-типа. Безкорпусные, из толстых проволок, в специальных керамических «бусах» с двумя каналами в каждой. Длина каждой термопары – около 300мм. Применять их без специальных «компенсационных» проводов довольно неудобно. Чтобы не ждать долгой доставки, сделал их, провода, из лишней родственной (также К-типа) безкорпусной термопары от мультиметра. Она недорогая и сделана из весьма тонких гибких проволочек. «Тестерная» термопара уже неоднократно применялась в разных местах, в результате всех ее эволюций, существенно укоротилась, пришлось, скрепя сердце задействовать еще одну жесткую, освободив ее от керамики.

Получилось чудо как хорошо – жесткий конец удобно и надежно зажимается в клеммах контроллера, мягкая серединка позволяет расположить блок управления в нужном положении. Тонкие проволочки заделаны в термотрубки, все соединения выполнены сваркой – по Бастанову («300 практических советов»), так же как и выводы нагревателя – 10А, графитовый электрод, бура. Не забываем соединять проволочки «по одинаковости» — хромель к хромелю, копель к копелю. Проще всего это сделать, сварив из каждой пары термопару (заодно и потренироваться) и подключив ее к контроллеру, пометить «+» и «-».

Заключение, выводы, ошибки

Печь в таком виде использовалась чуть больше месяца, практически каждый день. По сравнению с фото, между низом печи и столом организован зазор в 40…50мм, для вентиляции – при первых включениях испарялась влага из пористых пенобетонных блоков. Печь просто поставлена на два деревянных бруска – при рабочей температуре 550°С, внешние стенки нагревались весьма умеренно – не выше 40°С при многочасовой работе. Разрушения теплоизоляции также незначительны – на внутренней поверхности, блоков неглубокие трещины. В целом, состояние хорошее, можно делать металлический каркас.

На фото самая «разрушенная» плита – верхняя, на ней единственной, глубокая трещина, остальные части выглядят существенно лучше. Теплоизоляция исследовалась периодически и можно сказать, что основные ее разрушения появились в первое время эксплуатации, в соответствии с теорией надежности.

Существенных ошибок, как будто бы, допущено не было, тем не менее, кое-что можно улучшить. Во первых низковат «темп нагрева» – чуть маловата мощность нагревателя. Печь набирает рабочую температуру, но за два с хвостиком часа. Это явилось следствием применения готовых спиралей от электроплиток. Их две, соединены последовательно. Можно соединить параллельно, но особенной нужды нет. Низкий темп нагрева позволит удобнее работать со стеклом, снижает термоудар, что в нашем случае (применение дешевых материалов общего назначения) весьма полезно. При штатной работе в мастерской никаких неудобств не испытывается.

Выводы нагревателя. Надо сказать, что красивое соединение медь-нихром сделать так и не удалось – удовлетворительное, но и только. Вероятно, дело в сильно разных материалах. Медь-медь или нихром-нихром сваривается значительно лучше, и здесь есть интересная возможность – сделать не греющийся вывод от греющегося нагревателя. Вывод следует сделать также нихромовой проволокой, но значительно большего сечения (двумя-тремя сложенными такими же). Сопротивление вывода будет намного ниже, греться он не будет, а сваривать придется однородные материалы. Ну, или вовсе не возиться со сваркой и сделать выводы той же проволокой, что и мотали нагреватель – оставить длинные концы, потом заделать их в керамические или глиняные «бусы».

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Как сделать печь для обжига керамики

Создание особенных решений для выплавки и закалки металлических конструкций и изделий требует высоких температур. Для всего этого важно иметь в наличии печь.

Она должна быть выполнена из огнестойкого материла и позволять практично размещать требуемое количество сырья для выплавки изделий. Также формировать оптимальное пространство для обжига и закалки создаваемых конструкций. Сегодня возможно как приобрести готовые решения, так и создать самостоятельно печь для выплавки и закалки из подручных элементов.

Особенности

При проектировании качественной и практичной муфельной печи важно учитывать ряд аспектов и критериев, которые позволят впоследствии использовать ее в личных целях, для различного рода производственных решений.

И если вы решите создать качественную печь, то потребуется особая система подачи тепла, размещаемая внутри керамики.

При этом необходимо приобрести шамотовый кирпич, способный выдерживать высокие температуры. Выполнить данное изделие можно и своими руками, соблюдая ряд технических требований и особенностей.

На сегодня есть большое разнообразие данного вида печей, но каждая из них может применяться для отдельных вариантов обработки и закаливания материала. А именно:

• получение и создания особенных ювелирных изделий из серебра и золота;
• применяя высокие температуры, для переплавки драгоценных металлов и изделий с наличием повреждений;
• создание более прочной структуры и обжига изделий на основе керамики;
• формирование необходимого изделия и выплавки на основе воска;
• закалка металлических изделий, производство форм для литья металлов.

Разновидности и отличительные особенности

Создание практичной муфельной печи будет требовать не только наличие соответствующего материала, но и необходимость изучить детально конструкцию данного вида изделия.

Чтобы можно было своими руками создать качественную печь, стоит понимать, на какие виды она делится с учетом потребляемого топлива и энергии, а именно:

• газовые;
• электрические.

Данное разделение позволяет использовать различные источники энергии, которые и позволяют разогревать пространство внутри созданной конструкции. При этом большей популярностью пользуется печь с установленными элементами для электрического прогрева. Это позволяет контролировать температуру внутри конструкции при необходимости обработки определённого сырья.

Современная муфельная печь имеет свои особенности в конструкции и получаемых производственных возможностях, а именно:

• в получаемой конструкции и объёмах внутреннего пространства;
• методах и способах нагрева внутреннего пространства печи;
• использование особенных защитных формул и функций;
• рабочих температурных параметрах.

В зависимости от получаемой температуры, все печи делятся на три вида:

• печи умеренной температуры, с параметрами 100-500 градусов по Цельсию;
• средние печи, с температурой в 400-800 градусов по Цельсию;
• высокотемпературная печь, с параметрами 400-1400 градусов по Цельсию;
• сверхвысокотемпературные печки, они разогреваются до 2000 градусов по Цельсию.

Типы нагрева

Применяемый расчет для типа нагревательного элемента должен учитывать не только сам материал, но и особенности конструкции данного вида печей.

Ведь для достижения определённой температуры потребуется изоляция внутреннего пространства. При этом для закалки глины может использоваться привычная конструкция, выполненная из кирпича или подручных средств.

Но вот в случае выполнения переплавки металлических изделий, важно будет создать не только рабочую печь, но и обеспечить получение высоких температур, способных расплавить материал, размещённый во внутреннем пространстве.

Для этого простой печью не обойтись, потребуется дополнительная и качественная отделка, как внутри самого изделия, так и снаружи. Все внутреннее пространство должно не позволять уходить теплу и повреждать основные элементы.

При этом использование нагревательных элементов должно полностью позволять расплавлять металл, разместив сырье для видимости плавки или выборе типа печи с закрытым вариантом капсулы.

Отсюда и идет разделение печей на типы по конструкциям:

• открытого типа;
• закрытого типа.

При этом нагревательный элемент должен позволять доводить процесс разогрева сырья до необходимой температуры. И тут есть свои плюсы и минусы. Так, например, при использовании закрытой конструкции печи, будет намного сложнее произвести ее ремонт и восстановление.

А вот в варианте открытой печи есть возможность, не только наблюдать за процессом плавки, но и более практично и быстро получать требуемую температуру для плавки металла. Так как, такого вида печи имеют минимальную конструкцию, а значит и площадь для нагревания будет меньше.

Муфели

Применяя как газовый, так и электрический источники тепла, домашняя печь может иметь три вида муфели.

Она то и подразделяется по своим функциональным особенностям и характеристикам материала, а именно:

• керамическая;
• керамическо-волокнистая;
• волокнистая.

Использование варианта керамической муфели дает преимущество для процессов, где необходимо более долгое воздействие тепла и сохранение температурного режима на более продолжительный период времени. Но при этом такого рода решение требует и более длительное нагревание с применением большего количества энергии.

Этот вариант подходит, чтобы можно было сделать требуемые решения для постоянной обработки металла и обработки глины, применив компенсирование температуры, при непрерывном использовании печи.

Система на основе керамическо-волокнистого материала на сегодня считается максимально удобной и применимой для изготовления ювелирных изделий.

При этом ее особенные конструктивные решения позволяют более практично применять электропрогрев, не затрачивая большое количество мощности и подаваемого тепла. При этом система позволяет быстро набирать рабочую температуру, исключив продолжительное влияние.

А вот вариант волокнистой муфельной печи, это мобильность и минимальные размеры. Но у нее есть и весомый недостаток — при использовании такого вида конструкции есть большой риск испарения вредных веществ, и она постоянно требует ремонта, за счет быстрого выхода из строя основных защитных форм.

Сферы применения

На сегодня создание муфельной печи позволяет выполнять несколько технологических процессов даже в домашних условиях, с учетом правильно спроектированной конструкции и верно выбранных температурных режимов.

Используемая схема должна позволять разместить необходимое количество материала для обработки.

Стоит разделить все печи на виды применения по работе с материалом:

• закалка металлических и кремлёвских изделий;
• обжиг и доведение до определенной структуры материала, придание прочности;
• отпуск, придание материалу пластичности для выполнения соответствующих изделий;
• кузнечное дело, для раскалывания металла для последующей обработки и создания более приемлемых размеров и заготовок;
• лабораторные исследования, для изучения влияния температурной обработки, на различные по формуле металлы и сплавы.

Данное разделение позволяет определиться с видами температурных режимов и общим объёмом печи, создавая все необходимые конструктивные решения и формулы для самостоятельного проектирования муфельной печи.

Советы по самостоятельному изготовлению

Если Вы решили сделать муфельную печь своими руками, воспользуйтесь рекомендациями от мастеров:

1. Разделение шамотового кирпича и сверление отверстий для установки нагревательного элемента.

При создании из шамотового кирпича любая гончарная закалка нуждается в использовании нагревательного элемента. И если есть необходимость разместить соответствующее решение, то потребуется выполнить надрезы и технические полости в материале керамики. Лучше всего предварительно разметить все расположение элемента и уже потом прибегать к выполнению надрезов. Все это можно выполнить дома, применив простые электроинструменты.

Стоит начинать с пропиливания швов, применяя отрезную машинку, с особым алмазным кругом. А далее необходимо будет удалить полученные участки керамики. И тут лучше всего применять дрели перфоратор. Так как это позволит избежать растрескивания и повреждения материала и каждого из элементов. Не стоит использовать молоток и долото, ведь при ударе, могут образоваться трещины, которые в последствии приведут к негодности каждого из элементов.

2. Выбор маленькой или большой муфельной печи.

Выбранные и создаваемые самодельные печи должны быть получены с пониманием технических процессов, в которых они буду принимать участие. И тут встает закономерный вопрос, создавать более объёмную печь или выполнить более миниатюрное решение. В случае переплавки ювелирных изделий будет достаточно минимального количества внутреннего пространства. Это позволит более практично использовать изделия и не будет требовать дополнительного помещения.

Но вот в случае кузнечного дела, необходимо будет создать более весомые конструктивные решения, которые будут позволять выполнять расплавку и закалку металла.

Смотрите видео, в котором пользователь подробным образом демонстрирует устройство муфельной печи, изготовленной своими руками: