Бомза – это специальное приспособление, которым пользуются во время сушки или обжига глиняного изделия, причем сделанного из той же керамической массы, что и само изделие.
Предназначение бомзы
Основное назначение бомзы – это минимизировать возможную деформацию изделия в процессе его сушки или обжига.
Изготавливают бомзу чаще всего из той же керамической массы, что и само изделие, но можно использовать для этой цели гипс.
Когда изделие сохнет на бомзе, то в значительно степени происходит снижение усадочного напряжения.
Как происходит сушка глиняного изделия
Сушка глиняного изделия – это процесс удаления из нее воды. Вода, с поверхности сырого глиняного изделия переходит в парообразное. На место испарившейся воды приходит новая и процесс повторяется.
Полный цикл сушки состоит из 2 этапов:
- испарение воды с поверхности;
- передвижение воды от глубоких слоев к поверхностным.
Представить себе процесс перехода воды из жидкого состояния в парообразное с поверхности предмета может, наверное, каждый. Температура воды всегда немного ниже, чем температура окружающей среды. За счет этой разницы и происходит процесс испарения.
Чем выше температура, тем испарение с поверхности пойдет быстрее.
По другому принципу происходит процесс перехода влаги от глубоки слоев глины к поверхности. Здесь в основе лежит принцип капиллярного эффекта. Частички глиняной массы окружены молекулами воды. Эти молекулы, соединяясь между собой, образуют капиллярную систему, заполненную водой. То есть сырая глиняная масса – это частички глины, окруженные разветвленной во всех направлениях капиллярной системой с водой.
У поверхности глины давление на воду естественно меньше. По законам физики вода всегда движется от высокого давления к низкому. Поэтому вода будет стремиться к поверхности глиняной массы, и затем испаряться с нее. Таким образом, вода всегда будет стремиться из внутренних слоев к поверхности. Чем выше температура окружающей среды, тем быстрее скорость передвижения воды в капиллярах, тем быстрее происходит ее испарение, а, следовательно, сам процесс сушки.
Здесь есть свой нюанс. Скорость испарения воды с поверхности несколько выше, чем скорость подачи воды по капиллярам от глубоких слоев к поверхности глины. Чем толще слой глины, тем дольше по капиллярам будет подниматься вода к поверхности. Все это приводит к тому, что глиняные части, которые имеют различную толщину глиняного слоя, будут сохнуть с разной скоростью.
В процессе движения воды, капилляры становятся все тоньше и тоньше. Следовательно, частички глины сближаются за счет уменьшения между ними расстояния. Внешне это процесс приводит к уменьшению объема глиняного изделия. В целом такой процесс получили название воздушной усадки или просто усушки. Выражается эта величина в %.
Удалить полностью воду из сырой глины при естественных условиях невозможно.
Поэтому убрав ее естественным путем до определенного состояния, называемого кожетвердым, глиняное изделие отправляется в печь, где оно потеряет всю оставшуюся влагу – это уже химически связанная вода.
Химически связанная вода начнет выделяться только при очень высокой температуре (свыше 600 градусов). Дополнительное сжатие глины в этом случае может способствовать образованию трещин. Во время обжига химически связанная вода покидает свои места, частички глины в результате меняют свою кристаллическую решетку. Происходит удаление и воздуха из пор глины. Все это приводит к дальнейшему сокращению объема глиняного изделия.
К чему вся эта физика. К тому, что такая усадка в том случае, если внутренне напряжение превосходит прочность изделия, приводит в итоге к деформации изделия или трещинам. То есть верхний слой уже высох и старается сжаться, а внутренние слои еще содержат большое количество влаги и не дают этому сжатию осуществиться.
Чтобы снять такое внутренне напряжение нужно медленно сушить или медленно остужать изделие из глины после обжига.
Большой процент брака получается именно в том случае, если изделие на обжиг ставится просто в печь без специальной подставки-бомзы.
Чтобы минимизировать процент брака при обжиге, осуществлять этот процесс нужно на бомзах-подставках.
Важно, чтобы они были изготовлены из той же глиняной массы, что и само изделие. В этом случае можно снизить усадочное напряжение.
Предмет ставится на подставку-бомзу вверх дном, такая подставка призвана сохранить изначальную форму изделия и не дать ей деформироваться из-за возникшего усадочного напряжения.
Есть, конечно, здесь и свои недостатки. Так, при использовании бомз-подставок, общий расход глины увеличивается от 10 до 20%, а так же увеличивается трудоемкость процесса в связи с их изготовлением.
Поэтому учеными-химиками разработаны и запатентованы экономичные способы изготовления таких бомз-подставок. На их изготовление теперь можно использовать бракованные изделия и бывшие в употреблении бомз-подставки.
Вначале готовят мокрый шликер с определенной плотностью, его формуют в гипсовых формах произвольной формы. Обычно бомзы имеют вид перевернутого блюдца или усеченной пирамиды. Такие заготовки сушат при температуре не более 80 градусов от 10 до 20 часов.
Этот метод запатентован доктором технических наук Суздальцевым Е. И. в 2008 году.
