Глазурь кобальтовая
Использование: производство глазурей для нанесения на фарфоровые высокохудожественные изделия. Глазурь содержит следующие ингредиенты, мас.%: SiO2 64,0-72,0, Al2О3 10,3-16,7, CaO 3,6-8,0, K2O 2,0-6,4, MgO 1,8-3,8, Со2O3 1,5-4,0, Na2O 1,3-2,5, Fe2O3 0,2-1,8, TiO2 0,1-0,7. Характеристики глазури: термостойкость - 15-21 теплосмена, микротвердость - 6,66-6,85; плотность нормальной глазурной суспензии - 1,5-1,58; ТКЛР - 4,44-4,6: силикатный модуль - 4,23-6,2, блеск - темно-синий и интервал плавления - 1130-1260°С. Технический результат изобретения - получение рецептуры кобальтовой глазури с высокими художественными достоинствами, обладающей достаточной химической и термической стойкостью. 3 табл.
Изобретение относится к технологии приготовления глазурей кобальтовых, в частности для производства художественных фарфоровых изделий.
Известны составы глазурей кобальтовых, используемых в различных отраслях промышленности, в том числе в производстве художественной фарфоровой продукции.
Глазурная масса /А.с. СССР №359241, С04В 41/86, 1973/, предназначенная для изготовления художественных фарфоровых изделий с черным матовым покрытием, содержит состав, мас.%: SiO2 52-60; AL2О3 23-26,3; Fe2О3 4,2-5,8; MgO 2,1-2,9; MnO 0,4-0,5; R2O 3,2-5,6; Co2О3 3-5 и TiO2 0,3-0,4.
Ряд технических решений по а.с. СССР /№380604, №852811, 1127865, С04В 41/ и №1154229 / С03С 8/04, 1985/ включает в состав глазури наряду с другими компонентами также и оксид кобальта в пределах 3,8-5,5 (Co2O5), 3,2-4,8 (Со2O3), 4,7-6,8 (СоО) и 3,4-3,8 (СоО) мас.% соответственно.
Техническое решение по а.с. СССР №808406, С04В 41/86, 1981, используемое в качестве глухой цветной глазури при росписи фарфора, включает наряду с другими компонентами и оксид кобальта Со2О3. Интервал обжига глазури - 1280-1380°С, коэффициент термического расширения в интервале - 20-100°С, α.106°С - 3,10-3,38; тип глазурного покрытия - слабо-глушеная, глушеная; цвет - голубой, серовато-голубой и светло-голубой.
Недостаток этой глазури - многокомпонентность и высокая температура обжига.
Техническое решение по а.с. №319574, С04b 41/00 содержит: SiO2 - 45-57; Al2О3 - 16-18; CaO - 4,8-5,3; MgO - 2-3; Na2O - 3-4,2; K2O 1,5-2; СоО3 - 10-15; MnO - 0,1-0,20; Fe2О3 - 5-6,4; TiO2 - 0,6-0,7.
В качестве прототипа заявляемого технического решения выбрано как наиболее близкое к заявляемому решению по шихтовому и по химическому составу изобретение заявителя "Глазурь фарфоровая" (Патент РФ №2148570, С04В 41/86, 1987), включающее состав:
| SiO2 | 63,79-66,97 |
| AL2О3 | 10,94-14,74 |
| CaO | 9,2-10,8 |
| MgO | 4,6-5,5 |
| Na2O | 1,9-2,34 |
| К2O | 4,07-4,57 |
| TiO2 | 0,05-0,07 |
| Fe2O3 | 0,21-0,25 |
Шихта для приготовления данной глазури состоит, мас.,%: пегматит чупинский 53,9-59,9, кварцевый песок 10,1-20,1, доломит 11-20, каолин просяновский 2-6 и фарфоровый политой череп 3-13.
Технический результат изобретения - получение состава кобальтовой глазури с высокими художественными достоинствами, обладающего достаточной химической и термической стойкостью.
Для окрашивания глазури в ее состав вводят оксид кобальта, растворяющийся в глазурном расплаве, причем оксид кобальта сохраняет цвет при обжиге фарфора.
Поставленная цель достигается тем, что глазурь кобальтовая, включающая SiO2, Al2О3, CaO, MgO, К2О, Na2O, TiO2 и Fe2О3, она дополнительно содержит оксид кобальта при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| SiO2 | 64,0-72,0 |
| Al2О3 | 10,3-16,7 |
| CaO | 3,6-8,0 |
| К2O | 2,0-6,4 |
| MgO | 1,8-3,8 |
| Со2О3 | 1,5-4,0 |
| Na2O | 1,3-2,5 |
| Fe2O3 | 0,2-1,8 |
| TiO2 | 0,1-0,7 |
Глазурь кобальтовую готовят из шихты следующего состава, мас.%: пегматит чупинский 33-41, кварцевый песок 25-35, фарфоровый политой череп (череп 2 обжига) 5-15, доломит 9-19, каолин просяновский 2-10, оксид кобальта Со2O3 1-5, характеристики которых приведены в стандартах: пегматит чупинский ГОСТ 7030-75; песок кварцевый ГОСТ 7031-75; доломит ГОСТ23672-79; каолин ГОСТ 21286-82; оксид кобальта ГОСТ 18671-83; черепок политой фарфоровый (характеристика которого соответствует составу черепков предприятий гжельского региона Раменского района Московской области).
Приготовленная по классической технологии глазурь кобальтовая должна иметь следующие показатели: толщина глазури не более 0,2 мм, закрепленная обжигом; нормальная плотность глазурной кобальтовой суспензии - 1,5-1,58 г/см3. Плотность глазури определяется ареометром 2,3 13000-1600 ГОСТ 1300-74.
Технология приготовления состава глазури включает следующие операции: сортировку сырьевых материалов (пегматита, кварцевого песка, каолина); подготовку политого черепка, доломита; весовое дозирование указанных компонентов; тонкий помол в шаровых мельницах; ситовое и магнитное обогащение глазурной суспензии.
Описываемый состав кобальтовой глазури апробирован и эффективен, он близок к производимой Заявителем фарфоровой массе. Сходство составов приводит к образованию естественного перехода в месте сочетания слоя глазури и фарфора, чему благоприятствует ввод фарфорового политого черепка при помоле в количествах 5-15%, хотя они считаются рациональными при 12-15% и выше /Августиник А.И. Керамика. Изд. 2-е. Л., Стройиздат, 1975, 592 с./. Соотношение оксидов в составе глазури (см. табл.1) свидетельствует о правильном подборе состава кобальтовой глазури. Ввод фарфорового политого черепка в предложенном соотношении не портит товарный вид декора изделия. Силикатный модуль заявляемого состава свидетельствует о хорошей химической устойчивости состава.
Состав глазури для покрытия фарфоровых изделий обладает достаточной химической стойкостью, механической прочностью, микротвердостью, термостойкостью, согласованностью глазури и материала по ТКЛР, имеет окрашенный и хороший блеск, ровный разлив и хорошо сплавлен.
Сопоставительная оценка известной и предлагаемой глазури кобальтовой приведена в табл.1.
| Таблица 1 | |||
| Показатели п.п. | Оптимальное значение | Заявленный состав | Прототип |
| 1. Силикатный модуль SiO2:Al2О3 | 4,2-6,2 | 4,23-6,2 | 4,37-5,82 |
| 2. Щелочной мод. Na2O:К2О | 0,8-1,4 | 0,39-0,65 | 0,47-0,51 |
| 3. К2О:Na2O | Не менее 2 | 1,54-2,56 | 1,95-2,14 |
| 4. СаО+MgO:К2О+Na2O | Не превышает 2,5-3 | 0,88-1,0 | 2,31-2,36 |
В табл.2 представлены конкретный состав глазури, а в табл.3 - его физико-химические свойства.
| Таблица 2 | |||||||||
| Состав | Содержание введенного оксида, % | ||||||||
| Глазури | SiO2 | Al2O3 | CaO | K2O | MgO | Co2O3 | Na2O | Fe2O3 | TiO2 |
| 1 | 64,0 | 10,3 | 3,6 | 2,0 | 1,8 | 1,5 | 1,3 | 0,2 | 0,1 |
| 2 | 68,0 | 13,5 | 5,8 | 4,2 | 2,8 | 2,5 | 1,9 | 1,0 | 0,3 |
| 3 | 72,0 | 16,7 | 8,0 | 6,4 | 3,8 | 4,0 | 2,5 | 1,8 | 0,7 |
| Таблица 3 | ||||
| Показатели | Значение показателей для глазури состава | |||
| 1 | 2 | 3 | Аналог | |
| Интервал плавления, °С | 1130-1260 | 1130-1260 | 1130-1260 | 1130-1260 |
| Коэффициент термич. расширен., α·10-6, град-1 | 4,44 | 4,54 | 4,60 | 4,74-4,90 |
| Микротвердость, Т-10-3 МПа | 6,66 | 6,73 | 6,85 | 6,64-6,81 |
| Блеск, % | Темно-синий | |||
| Обжиг изделий, °С | 1320-1350 | |||
| Плотность нормальной глазурной суспензии, г/см3 | 1,5 | 1,54 | 1,58 | 1,3-1,32 |
| Термостойкость, теплосмена | >16 | >18 | >21 | 15-20 |
Глазурное покрытие имеет темно-синий цвет при равномерной заглушенности, при этом достигаются неординарный декоративный эффект и высокая технологичность - хорошее сцепление с фарфоровым черепком; глазурь при температуре имеет ровный розлив и блестящую поверхность.
Содержание красящих оксидов железа и титана незначительно, что исключает образование «мушек» на изделиях.
Как видно из табл.2, использование предлагаемой фарфоровой глазури позволяет повысить химическую устойчивость, микротвердость глазури, что положительно сказывается на эксплуатационных показателях глазурованных изделий (на долговечность и т.д.).
Сопоставительный анализ заявленного решения с известным позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения «новизна».
Из патентной и научно-технической литературы явным образом не известен состав глазури кобальтовой, обеспечивающий повышенные химическую устойчивость, ТКЛР, блеск, микротвердость, термостойкость (число теплосмен), что свидетельствует об удовлетворении критерия изобретения «изобретательский уровень».
Заявленное техническое решение может быть использовано в фарфорово-фаянсовой промышленности, оно раскрыто в материалах заявки с полнотой, достаточной для его осуществления, и обеспечивает изготовление фарфоровых художественных изделий, преимущественно надглазурным декорированием. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения «промышленная применимость».
Глазурь кобальтовая, включающая SiO2, Al2О3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, TiO2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид кобальта при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| SiO2 | 64,0-72,0 |
| Al2О3 | 10,3-16,7 |
| CaO | 3,6-8,0 |
| K2O | 2,0-6,4 |
| MgO | 1,8-3,8 |
| Со2O3 | 1,5-4,0 |
| Na2O | 1,3-2,5 |
| Fe2O3 | 0,2-1,8 |
| TiO2 | 0,1-0,7 |
