Пономаренко М.,
Коваленко А.,
Масюкова А.,
Крись А.,
Звінковська А.
студентки,
Державний вищий навчальний заклад Український державний хіміко-технологічний університет,
м. Дніпро, Україна
Рижова Ольга Петрівна,
доцент, кандидат технічних наук,
Державний вищий навчальний заклад Український державний хіміко-технологічний університет,
м. Дніпро, Україна
Хоменко Олена Сергіївна,
доцент, кандидат технічних наук,
Державний вищий навчальний заклад Український державний хіміко-технологічний університет,
м. Дніпро, Україна
Анотація. В статті наведено результати досліджень впливу різних технологічних факторів на якість декорування кераміки фьюзингом. Встановлено, що для одержання якісного декоративного виробу потрібно ретельно підбирати дисперсність частинок скла, температуру випалу, відпрацьовувати узгодження усадочних процесів склопокриття та керамічної основи. Декорування кераміки у техніці фьюзинг є цікавим способом урізноманітнити асортимент художніх виробів.
Ключові слова: фьюзинг, скло, керамічна маса, спікання, плавлення, цек
Фьюзинг - це перспективна технологія виготовлення скляних декоративних виробів, вітражів, що отримала свою назву від англійського слова «Fuse», що в перекладі означає - плавка, спікання. Слово «фьюзинг» найбільш точно відображає суть технології, оскільки виготовлення вітражу, тобто формування склошару, відбувається шляхом розплавлення частинок різнокольорового скла при температурах 850-1000 °С [1, 2].
В якості основи, на яку наносяться частинки кольорового скла, зазвичай використовується прозорий скляний лист. Термічна обробка композиції в печі дозволяє створити художнє скло з оригінальною фактурою і дуже широкою гамою кольорів. Переваги фьюзингу особливо проявляються при створенні абстрактного або «акварельного» малюнка. Але недоліками такої техніки є висока схильність скла-основи до деформації при термообробці.
Як один з варіантів техніки фьюзингу студентами-дизайнерами було апробовано в якості основи використовувати фаянсову керамічну масу. Звичайно, в цьому випадку виріб втрачає свою прозорість, але набуває більшої міцності.
Перші спроби практичної реалізації цього способу показали ряд нюансів, які потрібно враховувати при створенні декоративних виробів. У роботі було використано керамічну масу «МФФ-1» (виробництва ТОВ Керамічні маси Донбасу) та різнокольорове скло, яке для кращого плавлення подрібнювали у фарфоровій ступці. Зробивши керамічну основну виробу, на окремі його дільниці насипали скло різних кольорів, згідно ескізу авторів роботи. Потім вироби піддавали термічній обробці при 1000оС з поступовим нагріванням та зниженням температури.
В ході візуального аналізу виробів було встановлено, що при нанесенні стекол різних кольорів необхідно підбирати їх таким чином, щоб вони мали приблизно однаковий хімічний склад, оскільки у противному випадку при одній і той же температурі (в нашому випадку 1000оС) одні стекла розплавляються, а інші – ні (рис. 1а). Якщо всі елементи рисунку будуть неоплавлені, а лише «приплавлені» до керамічної основи, то це надасть ефект «мармурової крошки» і виріб буде виглядати з художньої точки зору цікаво. Але неприйнятним є те, коли частина склобою розплавлена, а частина – ні.
Рисунок 1 – Дефекти, що можуть виникати під час фьюзингу на керамічній основі: розтріскування, збірка, відсутність плавління
Окрім хімічного складу кольорового скла, для регулювання ступеня його оплавлення можна варіювати тонкість подрібнення частинок скла. Чим тонше подрібнені частинки, тим легше відбувається процес їх повторного розплавлення на керамічній основі при нагріванні. В даному випадку неозброєним оком видно, що дисперсність часток не було враховано при декоруванні виробу.
Іншим дефектом, який може виникнути при фьюзингу на кераміці, є розтріскування (цек – сітка тріщин) склошару (рис. 1б). В даному випадку скло добре розплавляється при термообробці, але при охолодженні і застиганні склорозплаву виникають внутрішні напруги, які призводять до формування тріщин. Це виникає внаслідок великої різниці температурних коефіцієнтів лінійного розширення скла та керамічної основи [3]. Тому перед роботою над великим твором необхідно зробити вогневі проби на предмет погодження стекол із керамічною масою, яку планується використовувати для виготовлення основи. Якщо одержано такий дефект, як «цек», то ані підбором температури випалу, ані тонкістю помелу склобою його запобігти не можна буде. Треба змінювати хімічний склад скла і наближати його до керамічної маси. Виключенням може бути випадок, якщо цек є елементом дизайну (ефект «краклє» - коли сітка тріщин на виробі створюється навмисне, імітуючи виріб «під давнину»).
Дефект, що проявляється у поганому розтіканні склошару на поверхні виробу, може бути пов'язаний із високими в’язкістю та поверхневим натягом скла (рис. 2). В даному випадку необхідне високов’язке скло змішати із склом меншої в’язкості та ретельно усереднити. Такий дефект як «скипання» свідчить про те, що температура випалу виробу є набагато вищою, ніж температура плавління скла, тому необхідно таке скло змішати із тугоплавким компонентом (наприклад, каоліном), або краще – використовувати скло з більш високою температурою розм’якшення та плавління.
Рисунок 2 – Дефекти, що можуть виникати при фьюзингу на керамічній основі: погане розтікання склошару та скипання
Таким чином, проведені дослідження показали, що декорування кераміки фьюзингом є цікавим, але потребує доопрацювання. Перевагою способу є висока міцність керамічної основи, та збереження яскравих кольорів скла. Але на якість декорованих склом керамічних виробів впливає багато факторів: хімічний склад скла, дисперсність часток скла, режим випалу, властивості керамічної основи і т.д. Тому перед початком подібної роботи обов’язковим є проведення вогневих проб на погодженість скла та кераміки, а також підбір оптимальної температури термообробки.
Література:
1. Petra Kaiser Introduction to Glass Fusing. - Wardell Pub Inc; UK ed. edition, 2003. – 87 р.
2. Lynn Haunstein Basic Glass Fusing : All the Skills and Tools You Need to Get Started (How to Basics). - Stackpole Books; Spi edition , 2012. – 144р.
3. Хоменко, О.С. Хімічна технологія кераміки та вогнетривів: навч. посібник / Хоменко О.С., Кольцова Я.І. – Дніпро: Вид-во «Літограф», 2017. – 197 с.
