Химия вокруг нас

При обжиге глины в атмосфере углеводородов, образующихся, например, при сжигании смолистых корней хвойных деревьев, можно получить керамические изделия серебристо-черных тонов. Этот цвет обусловлен графитом, образующимся при каталитическом разложении углеводородов на поверхности раскаленной глины. Данным приемом исстари пользовались украинские кустари-гончары, изготавливая свою известную черную неглазурованную керамическую посуду.

Дренажные трубы применяют при мелиоративных работах в сельском хозяйстве, при осушении торфяных болот, а также при осушении местности под зданиями и сооружениями.

Их изготавливают из кирпичных глин, не содержащих гальки. Их пористость может достигать 20%. Дренажные трубы чаще всего делают гладкими, неглазурованными, без раструбов для укладки впритык. Иногда выпускают глазурованные трубы с отверстиями для воды и фланцами. Эти трубы более прочные и менее размокают в сырых грунтах.

Майолика близка по свойствам и качеству к терракоте, только в отличие от последней покрыта глазурью. Глазурь придает изделию влагонепроницаемость, предохраняет от загрязнений, улучшает внешний вид, повышает прочность. Для грубых керамических изделий, к числу которых относится и майолика, доступной и дешевой является соляная глазурь. Для ее нанесения на поверхность изделия в топку раскаленной печи (1040...1180°C) вводят каменную соль (NaCl) и водяной пар. При этой операции в окислительной атмосфере цвет изделия будет коричнево-желтым, а в восстановительной — серым. Изделия, покрытые соляной глазурью, имеют неровную поверхность, что снижает качество изделий. При соляном глазуровании происходит гидролиз хлорида натрия и хорошие глазури имеют состав от Na₂O·0,5Al₂O₃·2,8SiO₂ до Na₂O·Al₂O₃·5,5SiO₂.

Полноценная глазурь — прозрачное бесцветное или окрашенное стекловидное покрытие, хорошо растекающееся при нанесении на черепок. Глазурь обеспечивает изделию гладкость поверхности и декоративный эффект. Прочности сцепления глазури с черепком способствует оксид кальция CaO. Он приводит к образованию промежуточного слоя, воспринимающего и гасящего напряжения, возникающие между глазурью и черепком при быстрой смене температур вследствие различных коэффициентов температурного расширения. Поэтому в майоликовых массах для производства печных кафелей (для которых неизбежны частые температурные перепады) содержание CaO доходит до 37...38%.

Глазури можно рассматривать как неопределенного состава химические соединения кремнезема с другими оксидами. Состав наиболее распространенных глазурей можно выразить соотношением основных компонентов: 1(M₂О + M΄О):(0,5...1,4)Al₂O₃:(5...12)SiO₂, где М — ионы щелочных, а M΄ — ионы щелочно-земельных металлов, а также Pb (II), Fe (II), Низкие пределы Al₂O₃ и SiO₂ характерны для фаянсовых глазурей, а высокие — для фарфоровых. Как правило, глазурь наносится на уже обожженное фарфоровое или фаянсовое изделие, после чего проводят дополнительный обжиг. При этом обжиге глазурь реагирует с черепком с образованием промежуточного слоя, который обеспечивает их сопряжение.

Высказываются предположения, что слово «майолика» происходит от острова Мальорки в Средиземном море — главного центра по экспорту испано-мавританской керамики в Италию. Майолика широко применялась уже в 2...1 тысячелетии до н.э. в Ассиро-Вавилонии, затем в Средней Азии, позднее в Испании и Италии. В X...XII вв. в Киевской Руси майолику использовали для облицовки стен, настилки полов, обрамления оконных и дверных проемов в церковных и дворцовых зданиях. В наше время она широко применяется для отделки интерьеров общественных и промышленных зданий. Со временем на поверхности майолики появляется сетка волосяных трещин, что свидетельствует о большом различии коэффициентов температурного расширения глазури и черепка.

Терракотовые и майоликовые изделия часто имеют сложную конфигурацию. Для ее придания изделия отливают в гипсовых формах или штампуют на прессах в металлических пресс-формах.

Фаянс. До изобретения фарфора фаянс был самым ценным керамическим материалом. От фарфора он отличается гораздо большим содержанием глины (до 85%) и характеризуется гораздо более высокой пористостью, водопоглощением (до 20%), а также меньшей, по сравнению с фарфором, механической прочностью. Температура обжига фаянса значительно ниже (вплоть до 950°C), чем температура обжига фарфора. В зависимости от качества глины цвет фаянса изменяется от белого до кремового. По причине высокой пористости фаянсы всегда покрывают глазурью. Поэтому некоторые виды майолики приближаются к фаянсу. Глазурь может быть прозрачной, цветной или глушоной. Введением в состав фаянсовой массы шамота — алюмосиликатного материала, содержащего 30...45% оксида алюминия Al₂O₃ и 54...70% диоксида кремния SiO₂, получают шамотированный фаянс, который обладает повышенной термостойкостью и устойчивостью к ударам. Из такого фаянса изготавливают ванны, раковины и другие санитарно-технические изделия.