Любое производство керамики складывается из следующих технологических стадий: - подготовка сырьевых материалов (дробление);

Приготовление керамической массы;

Формование изделий;

Декорирование.

Керамическая технология предъявляет жесткие требования к однородности керамической массы, ее влажности, тонкости измельчения сырьевых компонентов, к зерновому составу материалов.

Способы приготовления керамической массы

Керамическая масса должна представлять собой технически однородную смесь, соответствующую данному рецепты. Она должна быть хорошо перемешана, равномерно увлажена и обеспечивает формование из нее полуфабриката изделий, соответствующей формы.

Существуют четыре способа приготовления керамических масс:

Сухой - приготовление сухих порошков;

Пластический;

Шликерный;

Комбинированный.

Выбор способа приготовления керамической массы определяется свойствами исходного сырья. Составом шихты, размерами и формой изготавливаемых изделий и требованиями к готовой продукции.

Сухой способ применяется тогда, когда глина малопластична, трудно перерабатываема и имеет высокую чувствительности к сушке.

Пластический способ, самый древний, используется для глины, которая легко набухает, имеет высокие пластические свойства и хорошо перемешивается с каменистыми отощителями и плавнями. Такую массу можно получить двумя способами:

Из предварительно полученных сухих порошков с последующим увлажнением до 16…25% влажности;

Обезвоживанием шликера с влажностью около 40% до 16…25% (комбинированный способ).

Шликерный способ используют для получения литейного шликера.

Способы формования изделий

Способы формования керамических изделий определяют в основном свойствами керамической массы, видом, формой и требованием готовых изделий, назначение любого способа формования - предать плотность, размер и необходимую прочность полуфабрикату. Существует три принципиально различающихся способа формования:

Полусухое прессование из сухих пресс-порошков с влажностью массы 4-11%;

Пластическое формование изделий с влажностью массы 16-25%;

Литье изделий из литейных шликеров.

Полусухое прессование применяют, когда необходимо получать изделия с точными размерами и правильной формы. Это обеспечивает получение изделий с высокой прочностью и низкой влажностью, что позволяет исключить стадию сушки, совместив его с обжигом. Этот способ применяют в технологии кирпича, огнеупорных изделий, облицовочной и половой плитки, декоративных изделий.

Пластичный способ формования является самым древним и самым распространенным. Его широко применяют в производстве различных видов керамики - фарфора, фаянса.

Для пластичного формования в промышленном производстве применяют машинные способы формования:

Выдавливание массы через мундштук пресса;

Штемпельное прессование;

Раскатка в теле вращения;

Формование вращающимися роликами.

Для получений декоративно-художественных изделий применяются лепка, набивка, раскатка и выдавливание.

Литье изделий из литейных шликеров имеет три разновидности:

Литье из водных шликеров;

Горячее литье с использованием термопластического связующего (парафина);

Литье тонких пленок из шликера на полимерных связующих.

Наиболее распространен и широко применим способ шликерного литья из водных суспензий. Его применяют при формовании тонкой, декоративной и художественной керамики, в том числе тонкостенных изделий и изделий сложной формы.

2.

3.

В детстве каждый из нас лепил из пластилина. С ним легко работать и из него получаются очень красивые вещи. Правда в жару наша работа разрушается на глазах - пластилин начинает плавиться. Кто - то пробовал лепить из глины, но её сложно готовить к работе. Когда изделие готово - его нужно обжигать в специальной печи при достаточно высокой температуре. Обе эти проблемы решает новый полимерный материал - керамическая масса или керапласт.

Керамическая масса выпускается двух цветов - белая и терракотовая. Она очень приятна в работе, изделия достаточно долговечны, высыхают в течение нескольких часов. Из керамической массы можно изготовить как панно, так и объёмную скульптуру. Работа с керапластом имеет некоторые особенности, но готовый результат оправдывает все усилия.

Керапласт продаётся в герметичных упаковках различного веса. Открытую упаковку желательно выработать сразу. Иначе керамическая масса засохнет и станет непригодной к работе. Если же вы не можете использовать всю массу сразу, то её нужно увлажнить и постараться тщательно упаковать, чтобы не допустить её высыхания.

Перед началом работы керамическую массу необходимо подготовить: немного увлажнить и хорошо размять. Воды нужно добавлять немножко, иначе масса будет расползаться, и слепить из неё ничего не получится. Разминать нужно очень тщательно, в противном случае изделие начнёт трескаться ещё в ходе работы.

Формировать изделия лучше на фольге для запекания. При высыхании на ней наша работа не будет деформироваться. После высыхания готовая работа легко отделяется от фольги.

Для выполнения объёмных работ желательно использовать проволочный каркас. Это придаст изделию дополнительную прочность и даст возможность выполнить очень тонкие элементы.

Если мы выполняем достаточно крупные работы, то в качестве каркаса можно использовать любые подручные материалы. Например, очень интересные скульптурки получаются при использовании маленьких бутылочек в виде женской фигуры. Стоит долепить голову и руки, красивое платье и мы получаем маленькую принцессу.

После того, как мы вылепили и высушили наше изделие, можно доработать его при помощи канцелярского ножа или различных резцов. Вышлифовать поверхность можно при помощи мелкозернистой наждачной бумаги.

Готовую работу можно расписать акриловыми или гуашевыми красками, покрыть лаком. При работе с гуашью лучше добавлять в неё клей ПВА.

Прекрасно выглядят изделия природного белого и терракотового цвета. При их изготовлении можно добиваться интересных эффектов совмещая белую и терракотовую керамическую массу. К примеру, можно сделать маленький подсвечник из белых и красных яблок или из белых цветов и терракотовых листьев - всё зависит от вашей задумки и фантазии.

Из керапласта можно делать очень много чудесных вещей, но нужно помнить, что он не должен соприкасаться с пищей и в изделия из него нельзя наливать воду.

Вдохновения вам и хороших работ.

Лена Алейникова

Использованы фотографии работ замечательной художницы Наталии Курий.

Развитие керамических материалов

В перечень самых востребованных материалов неорганического происхождения входит керамика. Понятие «керамика» используют к различным видам сырья, в том числе к окислам металлов, а также к их соединениям. В состав стоматологической керамики входят преимущественно оксиды металлов и иные «классические» материалы. Но стремление улучшить эстетические параметры реставрации послужило толчком к разработке различного керамического сырья.

Керамику, применяемую в стоматологической сфере, подразделяют на несколько разновидностей по составу, методу производства, температурным показателям, при которых выполняется ее обжиг. Большая часть керамик основывается на полевом шпате и применяется в целях реставрации. Несмотря на это эстетические достоинства цельно-кермического восстановления стали причиной появления In-Ceram, Dicor и других современных систем.

Разновидности керамических материалов

Керамический материал, основный на шпагате, подразделяется по температуре, при которой совершается ее обжиг. Высокотемпературная разновидность керамики применяется в основном для создания зубных протезов. Обжиг в таких случаях выполняется при температурном режиме от 1260 до 1400 градусов. Средне температурную разновидность используют в жакетном восстановлении (обжигает при температуре от 1080 до 1260 градусов). Низкотемпературный вид входит в состав материалов для создания металлокерамических реставраций (режим обжига минимальный и находится в пределах 900-1000 градусов). Существует еще четвертая разновидность ультра низкотемпературная (диапазон обжига 650-850 градусов).

Из большого количества материалов, применяемых стоматологами для реставрации зубов, керамика обладает лучшими качествами для воссоздания оттенка и облика зубного ряда. Ее обработкой занимаются квалифицированные техники – это своего рода искусство. При помощи этого сырья формируются зубы ничем не отличаются от натуральных, совпадающими с природными по цвету, конфигурации, текстуре.

Физические параметры керамического сырья идеальны для материалов, применяемых для зубной реставрации. Это дает возможность изготавливать презентабельные реставрации, стойкие к условиям эксплуатации в полости рта. Что касается механических параметров, то они лишь в какой-то степени подходят для создания искусственных зубов. Из этого можно сделать вывод: с керамикой нужно обращаться и применять так, чтобы нивелировать ее минусы.

Сфера применения стоматологической керамики

Керамическое сырье применяют в различных зубных реставрациях: при создании съемных челюстей, единичных коронок и не снимаемых протезов. Его используют и для производства виниров, вкладок и накладок, устанавливаемых с боковых сторон.

Фарфор является идеальным вариантом для реставрации, поскольку имеет стеклоподобные свойства и визуальное сходство с эмалью. От стекла он отличается тем, что все элементы последнего (преимущественно поташ с кварцем) подвержены плавлению, формируя светопроницаемое сырье. В керамике сдержатся вещества, не расплавляющиеся во время ее обжига (под воздействием высоких температур). Они представляют собой кристаллы, опоясанные расплавленными элементами, формируя пропускающую свет (но не полностью прозрачную) субстанцию. Такой материал может иметь как дисперсную, так и цельную аморфную фазу.

Керамика, применяемая стоматологами, базируется на составляющих, идентичных тем, что используются в бытовой и орнаментальной разновидности данного материала. В их состав входит полевой шпагат, а также кварц с каолином. Основное отличие в структуре между стоматологической и той, что используют для изготовления кухонной утвари, заключается в пропорциях ключевых составляющих. В стоматологической преобладает полевой шпагат, а в другой разновидности главным компонентом является глина.

Остановимся подробнее на полевом шпагате. Это кристаллический материал серого цвета, который встречается в горных породах в определенной местности. В его состав входит железо со слюдой. Первый компонент относится к примесям, его удаляют путем механического расщепления и зрительного обследования тонких пластов на присутствие примесей (они более насыщенные по цвету по сравнению с чистым шпагатом). Частицы чистого шпагата отбирают и перемалывают, измельчают до состояния порошка. Остатки железистых вкраплений ликвидируют на этой стадии, используя мощный магнит.

Кремнезем получают из кристаллов кварца. Его разогревают, а затем снижают температуру в прохладной воде так, чтобы на нем не образовалось трещин. После этого приступают к дроблению и размалыванию до порошкообразной консистенции. Точно так же как и с полевым шпагатом вкрапления железа нивелируют магнитами. Стоматологическая керамика содержит примерно 15% кварца. Он не меняется в процессе обжига и формирует слой кристаллов, влияющий на оптические качества. Благодаря кварцу ограничивается усадка на этапе обжига.

Следующий компонент, который нам предстоит рассмотреть – каолин, представляющий собой разновидность глины, добываемую со дна водоемов и на побережьях. Каолин обладает натуральным происхождением, он постоянно размывается водными потоками, растворяющими калий и образующими каолинит. Чистый каолин получают за счет промывания глины, ее последующего высушивания и просеивания. В результате получают мелкий белоснежный порошок. Данный элемент присутствует в составе стоматологической керамики в минимальном количестве (4%). Он связывает частички вещества. Смешиваясь с жидкостью, каолин приобретает клейкую субстанцию и объединяется частицы жидкого керамического сырья в единое целое. Это дает возможность технику работать с порошками и с жидкостями. В процессе обжига керамики каолин обволакивает неплавкие элементы и незначительно воздействует на объем материала.

Для создания реставраций на основе керамики, идентичных с натуральным цветом зубной эмали. Порошки смешивают с небольшой дозой окрашивающих пигментов. Эти красители (их называют цветными фриттами) получают из измельченных и смешанных со шпагатным порошком оксидов металлов. В дальнейшем эту смесь подвергают обжигу и сплавляют со стеклом. Окрашенное стекло опять перемалывают до состояния порошка. В большинстве случаев оксиды содержат железный оксид для получения коричневого цвета, медь для зеленоватого цвета, с помощью кобальта получают голубой, а благодаря марганцу фиолетовый. Титановый оксид дает возможность получать желтый колер. Что касается редкоземельных компонентов, то их добавляют в минимальных дозах для того, чтобы керамика приобрела флуоресцентные свойства, способность отражать ультрафиолетовые лучи также как натуральные зубы.

Процесс изготовления малоинвазивной керамической реставрации

Реставрации из цельной керамики изготавливают при помощи огнестойких моделей, создаваемых за счет дубляжа моделей, выполняющих рабочие функции. Для производства может быть использована и платиновая фольга. Ею обжимают модель, чтобы получить точную конфигурацию. Благодаря фольге или огнестойкой модели порошок удерживается в печке для обжига, не изменяет своей конфигурации в процессе термической обработки.

Профессиональные техники знают, как правильно работать с керамическим порошком, соединяют его с чистой водой (предварительно выбрав подходящий оттенок) и покрывают этой субстанцией огнестойкую модель либо фольгу. Порошок наносят при помощи тоненькой кисти. Первым идет слой дентина толщиной от 3 до 6 мм. Для конденсации влажных керамических частиц и получения плотной субстанции, вручную выполняют несильные вибрационные манипуляции. Излишки жидкости убирают впитывающей салфеткой. Слой дентина наносят с запасом, расширяя форму с целью компенсации существенной усадки, имеющей место в процессе обжига.

Чтобы получить эффект нескольких слоев и скорректировать усадку прибегают к повторным обжигам. Именно так добавляют эмалевый слой (как правило, более светлого цвета). Закончив с охлаждением реставрацию можно подогнать механически для придания требуемой конфигурации, посадки и габаритов.

После этого можно приступать к окончательному обжигу, завершающему плавку керамического сырья. На этой стадии усадка незначительная, поскольку ее большая часть приходится на первый обжиг. Важно следить за температурой и временем обработки при без вакуумном обжиге. Можно сделать «самоглазирующееся» покрытие над лицевой реставрационной поверхностью. Их альтернативных вариантов можно отметить нанесение глазури низкой плавки, ее обжигают отдельно. В процессе обжига температуру в печке нужно повышать постепенно, поскольку фарфор плохо проводит тепло. Интенсивное увеличение температурного режима способно прожечь наружный слой до того как оплавится внутренний. Условия обжига оказывают существенное влияние на свойства керамического сырья и надежность реставрации.

Свойства керамической массы

Керамику относят к категории материалов, обладающих хрупкой структурой, с невысокими пластичными свойствами. Ее прочность в момент сжатия составляет около 170 МПа. На изгибе этот параметр достигает 50-75 Мпа, а при растяжении примерно 25 Мпа. В значения других физических качеств входит модуль упругости (он равен 69-70 Гпа), а также коэффициент температурного расширения похожий на аналогичный параметр зубной структуры. Твердость поверхности выше, чем у натуральной эмали и составляет 460 KHN.

Как повысить прочность материала

Поскольку фарфор относится к хрупким материалам с невысокой способностью к растягиванию, для него характерно образование дефектов при его применении в реставрационных целях. Многие годы бытовало мнение, что жакетные коронки приходят в негодность после долгого использования. На внутренних поверхностях коронок, выполненных из керамического сырья появлялись микроскопические трещины. Дефекты возникали на этапе обжига и снижения температуры, ведь коронки постоянно подвергаются негативному воздействию в ротовой полости. Поверхность внутри коронки подвержена напору сил растяжения, что становится причиной разрастания таких трещинок, увеличения их размеров. Продолжая расти к внешней стороне коронки, они разрушают ее, делают не пригодной для дальнейшего использования.

Специалисты разрабатывали и применяли разные механизмы, направленные не уменьшение риска разрушения керамического изделия при повторных нагрузках. Эти механизмы повышали прочность коронок, обеспечивали им внутреннюю поддержку (слоям, максимально прилегающим к зубам). Для этой цели применяли специальные материалы, отличавшиеся высокой прочностью.

Один из самых действенных способов повышения прочности – применение каркаса, выполненного из металла. На него наносили и обжигали керамику. Данная методика считается самой успешной в изготовлении стойких к окклюзионному давлению керамических изделий.

У металлического каркаса есть только один мину и связан он с эстетикой. При использовании такой основы возникает необходимость в блокировке металлического оттенка, удаления его из зоны видимости. Но из-за этого возникают сложности в пограничных областях и в тонких слоях керамических изделий. Помимо этого железная основа существенно уменьшает светопроницаемость реставрации. Последние несколько лет применяется способ, предполагающий комбинацию железного основания с керамическими границами. Железный каркас обрезают, чтобы освободить пространство для цельнокерамических участков. Для обеспечения точности выполняется основательная подготовка. В настоящее время используются варианты, объединяющие керамику в порошкообразном состоянии с воском, моделирующим границы термической обработки.

Другой подход заключается в полном отказе от металлического каркаса и применении сверх прочного каркасного материала из керамики. McLean совместно с Hughes были созданы жакетные коронки особого типа алюмооксидные. Сверхпрочная керамика, наполовину состоящая из кристаллизованных оксидов алюминия, формирует каркас для нанесения соответствующей температурному расширению керамической отделки.

Что касается лабиальной поверхности, то ее изготавливают более тонкой, чтобы было место для напыления простой керамики, придающей изделию презентабельный облик. Бытует мнение, что такая разновидность жакетных коронок (т.е. изготовленная из алюмооксидного керамического материала) более стойкая к растрескиванию по сравнению с обычными не усиленными фарфоровыми аналогами. Такой подход к изготовлению позволил добиться многого, но у алюминиевых оксидов, представлявших собой кристаллы, был один недостаток – ограниченный пропуск световых лучей. Оставляла желать лучшего и прочность. Поэтому для боковых зубов приходилось искать другие более подходящие варианты.

Массы для гончарных изделий

Гончарными называются изделия с пористым черепком, изготовленные из природноокрашенных глин путем ручного формования на вращающемся гончарном круге. Гончарный способ производства керамической посуды - один из самых древних. Древние китайские фарфоровые изделия также формовались гончарами.
Для формовки изделий на гончарном круге керамическая масса должна обладать достаточной пластичностью, не деформироваться под действием собственного веса, не содержать посторонних включений (особенно извести), выдерживать сушку и обжиг без деформаций и трещин. Иногда всем этим требованиям отвечает природная глина без каких-либо добавок. Гончарные керамические изделия, как правило, окрашены в цвет от серо-желтого до темно-красного в зависимости от содержания оксида железа (РезОэ).
Глины для гончарных изделий обычно содержат глинистые минералы, кварц,полевой шпат, карбонаты кальция и магния, оксиды железа, соединения щелочных металлов,растворимые соли, органические вещества. В качестве отощающих добавок к гончарным глинам добавляют кварцевый песок (лучше речной, различных фракций), шамот той же массы, мел для лучшего сцепления с черепком глазури. Гончарные изделия могут быть декорированы ангобами, неглазурованными и покрытыми глазурью, обжигаются при температуре от 700°С (неглазурованные) до 1000°С (в зависимости от температуры плавления глазури).
После обжига на 1040-1050°С водопоглощение черепка составляет 14-15%. Обжиг может быть двукратным и если позволяет глина-однократным. Для декорирования используется бессвинцовые стронциевые глазури.

Терракотовые массы

Терракота - неглазурованные пористые керамические изделия из
глин, создающих однотонную ровную окраску черепка после обжига. Пористость изделий колеблется от до 12% и более. Обычные цвета терракоты от желтого до красно-коричневого, при восстановительном обжиге от светлосерого до темно-серого. В терракотовые массы часто добавляют шамот. Из них изготавливаются архитектурные, садово-парковые украшения, скульптуру, изделия интерьерного характера. Для изготовления терракоты применяют глины, не содержащие растворимые в воде соли, так как в противном случае на поверхностиизделия после обжига образуются светлые пятна (выцветы).

Для изменения цвета черепка в терракотовые массы иногда вводят оксиды металлов: железа, хрома, марганца, кобальта и др., керамические пигменты, или изделия покрывают ангобами. Обжигают терракоту один раз, обычно до 1000°С, не доводя черепок до спекания. Газовый и температурный режим обжига существенным образом влияют на цвет и чистоту тона терракотовых изделий.

Терракотовая масса для отминки и литья (ЛВХПУ):
Глина кембрийская (Пулково)-50%
Тонкий шамот той же глины -25%
Мел -25%
Приготовляется способом мокрого помола, процеживается, при необходимости обезвоживается. Используется для отминки терракотовых скульптур, архитектурных деталей для литья ваз. После обжига до 900-950°С дает общую усадку 5-6%. Пористость при обжиге на 900°С-21%. Формовочная влажность- 21-22%, Литейный шликер содержит 41,5% воды, 0,2% соды и 0,3% жидкого стекла. Из этой массы можно отливать вазы высотой до 1 метра.

Терракотовая многошамотная маса для формовки и литья (ЛВХПУ):
Глина Часов-Ярская - 40%
Тонкий шамот той же глины-60%
Светлая масса, пригодна для формования декоративных панно, настенных блюд, крупных садовых ваз и т.д. Рабочая влажность-22%. При обжиге на 900-950"С Дает общую усадку -6%, пористость- 18%. Масса термостойка и допускает резкое охлаждение. Масса удовлтворительно ведет себя и в шликерном состоянии при 40% воды и 0,2% соды, но при более тонком помоле шамота и увеличении содержания глины за счет шамота. Шамот, используемый в формовочной массе не должен быть одного зернового состава. Например:
40% фракции от 1,5 до 0,5мм и 60% фракции от 0,5 до 0,3мм к общему весу шамота.

Терракотовая масса для отминки и литья (БГТХИ):
Глина Гайдуковская-75%
Шамот той же глины-25%
После обжига на 900-950°С изделия приобретают красивый "терракотовый" цвет. Изделия необходимо обжигать в электропечи или в муфельной газовой печи, так как даже при слабом восстановительном пламени образуется грязно-желтый цвет.

Каменные массы

Каменные изделия изготавливаются из масс, в состав которых входят тугоплавкие и огнеупорные глины, обладающее большим интервалом между температурой спекания и началом деформации (интервал спекания). Интервал спекания каменнодельных глин составляет 300-500°С (у гончарных масс 50-100°С). В состав каменных масс кроме глины входят плавни, отощающие материалы, иногда красители. Каменные изделия обжигаются дважды, первый обжиг (утильный) на 900°С, политой- П50-1300°С. В качестве плавня часто используется нефелиновые сиениты, что обуславливает окраску каменных масс и снижает температуру их обжига.
Составы масс и технология производства каменных изделий сходны с производством фарфора. Отличие в том, что для каменных изделий используется низкосортное сырье, содержащее большое количество примесей. Водопоглощение каменных изделий 3-5%. Каменные изделия зачастую глазуруют полевошпатовой глазурью.

Светлая масса для декоративных изделий:
Каменнодельная глина -33%
Кварцевый песок -25%
Полевой шпат-25%
Каолин -17%
Для изготовления этой массы используют отмученные глины.
Масса тонко измельчается. Изделия формуются пластическим формованием на формовочных станках и литьем гипсовые формы. Утильный обжиг- 900°С, политой- 1160-1250°С в зависимости от температуры плавления глазури.

Масса для изделий типа веджвудских:
Кварцевый песок -10,9%
Каолин обогащенный -10,9%
Тяжелый шпат (ВаSО4) -46,7%
Глина белая пластичная -14%
Пегматит -15,6%
Гипс -1,9%
Изделия из этой массы глазуруют только изнутри. Основная белая масса декорируется той же массой, но с добавлением красителя. Обжиг однократный при температуре 1280-1300°С.

Состав лещадочной массы ПО "МИНСКСТРОЙМАТЕРИАЛЫ":
Глина Веселовская -16%
Глинозем -4,5%
Тальк -21%
Каолин просяновский -16,5%
Шамот высокоглиноземистый -42%
Масса термостойкая, пригодная для литья, отминки технических и художественных изделий. Усадка в обжиге 2,2%. Водопоглощение после обжига 1 ЗООС составляет 14-16%. После обжига масса имеет красивый желтоватый цвет.

Масса для тонкокаменных изделий (БГТХИ):
Глина Часов-Ярская -25%
Каолин -15%
Кварцевый песок -25%
Пегматит -25%
Шамот-10%
Утильный обжиг -900°С
Политой -1200°С

Массы для фарфоровых изделий

Фарфоровые изделия отличаются тонким помолом исходных компонентов массы, высокой температурой обжига, белизной, просвечиваемостью, отсутствием открытой пористости, высокой прочностью, термической и химической устойчивостью. Фарфоровые массы состоят из тонких смесей каолина, кварца, полевого шпата и др. алюмосиликатов. Основная прелесть фарфора- белизна и просвечиваемость, поэтому для изготовления фарфоровых изделий применяется наиболее чистое керамическое сырье. Для повышения пластичности массы часть каолина иногда заменяют высокопластичной белой огнеупорной глиной или бентонитом. В зависимости от состава массы и температуры обжига различают твердый фарфор, обжигаемый при температуре 1350-1450°С и выше и мягкий фарфор, температура обжига которого ниже1350°С. По сравнению с мягким твердый фарфор содержит больше каолина и меньше полевого шпата (до36% и до 28% полевого шпата соответственно). Мягкий фарфор делят на полевошпатовый, низкотемпературный (выокополевошпатовый), фриттовый, костяной и др.
Первый обжиг твердого фарфора производится до температуры 850-950°С. Костяной фарфор производится из масс, содержащих костяную золу, фосфорнокислый кальций, полевой шпат и др. Обжигается вначале при температуре 1230-1250°С, затем при температуре плавления глазури 1050-1150°С. Фриттовый фарфор содержит щелочные легкоплавкие фритты, сплавленные из кварцевого песка, соды, поташа, селитры, гипса и др. материалов. Обжиг фриттового фарфора производится вначале при более высокой температуре (1200-1300°С), а при более низкой. Низкотемпературный фарфор изготавливается из низкоспекающихся масс и покрывается белой глухой циркониевой глазурью. Основными компонентами для его изготовления служат каолин, бентонит, пегматит, глинозем, доломит и др. материалы. Черепок спекается, обжигается однократно при температуре 1160-1180°С, водопоглощение до 0.5%.
Полуфарфор характеризуется белым или окрашенным плотным полуспекшимся черепком, покрытым полупрозрачной или цветной глазурьб. По составу и температуре обжига занимает промежуточное положение между фарфором и твердым полевошпатным фаянсом. Водопоглощение составляет 5-8%. Обжиг изделий при температуре 1150-1250°С.
Фарфоровые изделия должны иметь спекшийся черепок, покрытый бесцветной прозрачной глазурью, иногда специально окрашенный черепок, или специально покрываются цветными глазурями. Белизна фарфора в настоящее время регламентируется стандартом и составляет 55-68%.
Изделия изготавливаются гладкими или с рельефом, с ровным или фигурным краем, декорируются подглазурными и надглазурными керамическими красками, деколью, люстрами, препаратами драгоценных металлов и др.
Изготавливаются фарфоровые изделия в основном двумя способами: литьем и формованием с помощью шаблона в гипсовых формах. Изделия из костяного и фриттового фарфора, ввиду отсутствия или малого количества пластичных материалов в составе, изготавливаются только литьем, иногда с клеящими добавками. Механическая прочность мягкого фарфора в полтора раза меньше твердого.
Твердый фарфор, в зависимости от назначения делится на 3 группы:
1.Хозяйственный и художественный (посуда, статуэтки, вазы).
2.Электротехнический (изоляторы).
3.Химический фарфор (лабораторная посуда и др.).
Наиболее вредные примеси фарфора- Fe2O3 и ТiO2 . Для улучшения формовочных свойств в фарфоровою массу наряду с каолином вводят высокопластичные беложгущиеся огнеупорные глины и пластификаторы (4-5% бентонита). В качестве плавней для производства фарфора применяют полевой шпат или пегматит. Иногда для усиления просвечиваемости дополнительно вводят доломит, известковый шпат и др.
Для обеспечения высокого качества изделий сырьевые материалы подвергаются тонкому помолу, тонина которого контролируется ситом 10000 отв/см2.
Вследствие очень малого интервала спекания фриттового фарфора для предотвращения деформаций обжиг изделий ведут в специальных глиняных формах, с подставками. Брак изделий после обжига часто превышает 50%.
Костяной фарфор отличается высокой белизной, просвечиваемостью и декоративностью, но такой фарфор легко деформируется в обжиге. Сгдепьные виды костяного неглазурованного фарфора носят название париана (малопрозрачный материал с желтоватым оттенком) и каррары (напоминают белый каррарский мрамор). Применяют костяной фарфор для изготовления чайных и кофейных сервизов, а также бисквитных скульптур. Для изготовления столовой посуды этот материал не применяют, так как он неустойчив к действию кислот и щелочей.
Высокополевшпатовый фарфор напоминает твердый фарфор и отличается меньшим содержаним глинистого вещества и большим содержанием кварца и полевого шпата. Производится по схеме производства твердого фарфора, причем температура первого обжига составляет 950-1000°С, а второго 1250-1300°С. Обладает меньшей механической прочностью и термостойкостью, чем фарфор, но имеет большую просвечиваемость и большие декоративные возможности (ниже температура политого обжига). Применяется для изготовления дорогих сервизов, скульптур и т.д.
Фарфоровые массы в отдельных случаях можно окрашивать керамическими пигментами на основе кобальта, хрома, никеля и др. в зависимости от максимальной температуры обжига. Готовые фарфоровые массы можно использовать в качестве материала для изготовления декоративных изделий с кристаллическими и матовыми глазурями, обжигая их при температуре 1100-1200Т.

Твердый фарфор (сервизный) з-да им. Ломоносова

Каолин просяновский -20%
Каолин глуховецкий -18%
Кварцевый песок -26%
Полевой шпат -18%
Глина веселовская -11%
Фарфоровый бой(политой) -4%
Фарфоровый бой(утельный) -3%
Температура обжига -1380-1400°С.

Мягкий фарфор для скульптурных изделий:

Каолин глуховецкий -22%
Кварцевый песок -22,5%
Полевой шпат -36%
Глина веселовская -16,5%
Фарфоровый бой (утельный) -3%
Температура обжига 1250-1280°С.

Английский мягкий костяной фарфор:

Каолин -20-45%
Кварц -9/2%
Полевой шпат -8-22%
Костяная мука -60-20%
Первый обжиг -1230°С.
Политой обжиг -1080-1140°С.

Французкий мягкий фриттовый фарфор:

Мел -17%
Мергель известковый -8%
Фритта -75%
Состав фритты:
Плавленная селитра -22%
Поваренная соль -7%
Аммиачные квасцы -4%
Сода -35%
Кварцевый песок -60%
Температура первого обжига -1120-1300°С.
Второй более низкий на температуру плавления глазури.

Костяной завод им. Ломоносова:

Костяная зола прокал. при -1350°С -50%
Полевой шпат-20%
Веселовская глина -10%
Каолин -20%
Первый обжиг -850°С.
Политой -1250°С.

ФАЯНСОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Отличаются белым или свелоокрашенным черепком, покрытым прозрачной, глухой цветной легкоплавкой глазурью, которая делает его непроницаемым для жидкостей и газов. Декорируются фаянсовые изделия подглазурными и надглазурными красками, растворами солей цветных металлов, ангобами/ препараторами драгоценных металлов и др. Посуда может изготавливаться гладкой или рельефной, с ровным или фигурным краем.

По своим физико-химическим и гигиеническим свойствам фаянс значительно уступает полуфарфору и в особенности фарфору. Водопоглощение фаянса составляет 9-12%.
Для изготовления фаянсовых изделий используют беложгущиеся пластичные огнеупорные глины, каолин и кварцевые материалы сдобавлением полевого шпата или углекислых материалов, например мела, извести, доломита, магнезита.

Фаянсовые изделия в зависимости от состава делятся на твердый, глинистый и известковый (мягкий) фаянс.
Известково-шамотный фаянс: Масса пригодна для изготовления литьем декоративных изделий с белым черепком. Известь в составе способствует использованию глазурей разного состава, изделия могут обжигаться без деформаций в интервале 1000-1200°С с уплотнением черепка и падением водопоглощения с повышением температуры.

Состав массы (в %) :
Глина веселовская -27%
Каолин -14%
Кварцевый песок -30%
Мел -5%
Шамот -24%
Глинистые фаянсы. По характеру черепка близки к гончарным изделиям, но цвет черепка желтоватый, тонкозернистый в изломе. Для этих изделий применяют как прозрачные цветные, так и заглушенные глазури. Обжиг производится при температуре 920-960°С.

Состав массы (в %):
Глина свеложгущаяся огнеупорная -75-85%
Кремень или кварц -15-25%
Твердый фаянс. Пористость твердого фаянса 9-12%. Первый обжиг производят при 1250-1280°С/ второй (политой)- при 1100-1180°С.

использование легкоплавких глазурей расширяет возможности декорирования фаянса по сравнению с фарфором.

Состав массы (в %):
Глина веселовская -32%
Каолин -31%
Кварцевый песок -29%
Фаянсовый бой -8%.

Металлокерамика - технологическое объединение двух материалов - металлического сплава и стоматологического фарфора или ситалла, - в котором первый служит каркасом, основой, а фарфор или ситалл - облицовкой.

Достоинства таких протезов очевидны, т.к. они сочетают в себе пре­имущества цельнолитых протезов перед штампованно-паяными (точность изготовления, прочность, отсутствие припоя и др.), а также

вы­сокие эсте­тические и оптимальные токсикологические свойства фар­фора.

Эстетические свойства комбинированного протеза определяются качеством керамической облицовки.

Облицовка - покрытие поверхности изделия природным или искусст­венным материалом, отличающимся эксплуатационными (защитными) и декоративными качествами.

В стоматологии облицовка протезов выполняет несколько целей - мас­кирование и изоляцию каркаса зубного протеза и, самое главное, имити­рование твердых тканей естественных зубов.

Материалы для облицовки . Долговечность сохранения эстетических свойств протеза зависит от надежности соединения облицовки с метал­ли­ческим каркасом и способности материала облицовки сохранять пер­вона­чальный цвет и основные физико-химические свойства при функциони­ровании в условиях полости рта. Исходя из этих определяю­щих положе­ний можно перечислить следующиеосновные требования к материалам для облицовки:

отсутствие токсичности

наличие комплекса физико-механических показателей (прочность при изгибе, сжатии, ударестойкость к стиранию и др.)

способность к окрашиванию в цвета, имитирующие окраску твердых тканей зуба

прочность адгезионного соединения с материалом каркаса протеза

способность сохранять адгезионное соединение при высокой влажности, температурных колебаниях и жевательных нагрузках

обеспечение оптимальных эстетических свойств конструкции

коэффициенты термического расширения металла и облицовочного ма­териала должны быть близки друг к другу

простота приготовления, нанесения и обжига

наличие большого рабочего интервала использования (возможность использовать массу через несколько часов после ее приготовления).

Высокая твердость и износостойкость, уникальная водостойкость и пре­красные эстетические свойства позволяют считать керамику опти­маль­ным облицовочным материалом.

Практически создание фарфоровой массы для металлокерамики заклю­чало в себе разработку не менее трех масс (грунтовой, дентинной и эма­левой), каждая из которых имела свои особенности в составе и техноло­гии.

Основные компоненты керамических масс ips-Классик фирмы «Ивоклар» (Лихтеншпейн)

Основные компоненты	Количество (вес, %)
Керамические пигменты

Температура обжига распространенных фарфоровых масс для металло­керамики не превышает 980С. Она значительно ниже точки плавления применяемых сплавов (1100 - 1300С).

Фарфоровое покрытие выполняется многослойным и состоит из:

 непрозрачной грунтовой массы (толщиной 0,2 - 0,3 мм), маскирующей металлический каркас и обеспечивающий прочную связь фарфора с по­верхностью сплава (для повышения прочности сцепления и замутнения в грунтовую массу вводят ряд добавок). Эта масса обладает флюорес­ци­рующим эффектом и может быть стандартно или интенсивно окра­шена;

 полупрозрачного дентинного слоя (толщиной 0,65 - 0,8 мм);

 прозрачного слоя, имитирующего режущий край зуба.

Флюоресценция - один из видов люминесценции - явление свечения не­которых веществ при попадании на них световых лучей. При этом тела испускают лучи другого цвета.

В современные керамические материалы, кроме того, вкючаются так называемые краевые или плечевые массы для формирования края ко­ронки.

Все многообразие стоматологических фарфоровых масс можно классифицировать по самым разным признакам.

По назначению:

а) только для облицовки цельнолитых каркасов металлических про­те­зов (например, массаIPS-Классик фирмы «Ивоклар», Лихтенштейн;

массы фирмы «Вита», Германия и др.);

б) только для изготовления цельнокерамических (безметалловых) одиночных несъемных протезов (например, массы Витадур, ВитадурN,NBK1000, ОРС и его последующая модификация Оптэк; Хай-Ке­рам и его последующая модификация Ин-Керам на основе оксида алюминия);

в) для облицовки цельнолитых каркасов металлических протезов и для изготовления цельнокерамических (безметалловых) одиночных несъемных протезов (например масса Дуцерам фирмы «Дуцера», Гер­мания).

По комплектации в наборе могут быть представлены:

а) в виде порошка, расфасованного в емкости (бутылочки, банки) и требующего последующего замешивания с жидкостью, т.е. в форме «полуфабриката»;

б) готовыми к применению - в виде пасты, расфасованной в специаль­ные шприцы-контейнеры.

3. По оптическим и прочностным физико-механическим показате­лям :

а) различные виды керамических коронок (алюмофарфоры, литые ке­рамические) обладают лучшими, чем металлокерамические, эстетиче­скими свойствами, но требуют более радикальной подготовки;

б) сравнение прочности цельнокерамических коронок, изготовленных из алюмооксидного фарфора, керамического материала Церестор , и литых коронок из материалаДикор, а также начало образования тре­щин в коронках изЦерестор происходит приблизительно при одина­ковых нагрузках. На основании этого можно сделать вывод об отсутст­вии преимуществ цельнокерамических коронок из Дикор перед обыч­ными алюмооксидными коронками;

в) исследованиями прочности при изгибе различных фарфоровых масс установлено, что этот показатель для фарфоровых масс различен:

 для обычных грунтовых фарфоров - 110 МПа;

 для алюмооксидных (NBK1000, Витадур- N ) - 116 МПа;

 для высоко глиноземистых фарфоров (Вита Хай-Керам иЦерестор) - 150 МПа;

 для стеклокерамического литьевого материала Дикор - 240 МПа;

г) средний размер пор у стеклокерамического материала Дикор составляет 1 мкм, у остальных выше названных материалов - 10 мкм. При этом их количество на 1 мм 2 площади различно - от 36 для обыч­ных грунтовых фарфоров до 4367 дляЦерестора.