Keramická glazura - Ceramic glaze

Kompozitní tělo, malovaná a prosklená láhev. Írán , 16. století ( Metropolitní muzeum umění )
Detail kapající glazury z rýžovo-slámového popela (nahoře), Japonsko, 1852

Keramická glazura je nepropustná vrstva nebo povlak sklivce, který byl vypálením spojen s keramickým tělem. Glazura může sloužit k vybarvení, ozdobě nebo voděodolnosti položky. Zasklení činí kameninové nádoby vhodné pro uchovávání tekutin a utěsňují inherentní pórovitost neglazované sušenkové kameniny. Poskytuje také tvrdší povrch. Glazura se používá také na kameniny a porcelán . Kromě své funkčnosti mohou lazury vytvářet různé povrchové úpravy, včetně stupňů lesklého nebo matného povrchu a barev. Glazury mohou také vylepšit podkladový design nebo texturu, ať už neupravené nebo vepsané, vyřezávané nebo malované.

Většina keramiky vyráběné v posledních stoletích byla glazovaná, kromě kusů v neglazovaném sušenkovém porcelánu , terakotě nebo některých dalších typech. Dlaždice jsou téměř vždy glazované na povrchové ploše a moderní architektonická terakota je velmi často glazovaná . Běžná je také glazovaná cihla. Domácí sanitární keramika je vždy prosklená, stejně jako mnoho keramiky používané v průmyslu, například keramické izolátory nadzemních elektrických vedení .

Nejdůležitějšími skupinami tradičních glazur, z nichž každá je pojmenována podle svého hlavního keramického tavidla , jsou:

Technologie moderních materiálů vynalezla nové skelné skloviny, které nespadají do těchto tradičních kategorií.

Složení

Glazury musí obsahovat keramické tavidlo, které funguje tak, že podporuje částečné zkapalnění v hliněných tělech a dalších glazurových materiálech. Tavidla snižují vysokou teplotu tání skla a tvoří oxid křemičitý a někdy oxid boritý . Tyto skleněné formy mohou být obsaženy v glazurových materiálech nebo mohou být čerpány z hlíny pod nimi.

Suroviny pro keramické glazury obecně zahrnují oxid křemičitý, který bude hlavním sklářským výrobcem. Různé oxidy kovů, jako je sodík , draslík a vápník , působí jako tavidlo, a proto snižují teplotu tání. Oxid hlinitý , často získaný z hlíny , zpevňuje roztavenou glazuru, aby se zabránilo stékání kusu. K úpravě vizuálního vzhledu vypalované glazury se používají barviva , jako je oxid železitý , uhličitan měďnatý nebo uhličitan kobaltu , a někdy i zakalovací činidla jako oxid cínu nebo oxid zirkoničitý .

Proces

Glazuru lze nanášet suchým poprášením suché směsi na povrch jílového tělesa nebo vložením soli nebo sody do pece za vysokých teplot, aby se vytvořila atmosféra bohatá na sodíkové páry, které interagují s oxidy hliníku a oxidu křemičitého v tělese. tvoří a ukládá sklo, které produkuje to, co je známé jako hrnčířská hlína . Nejčastěji se glazury ve vodné suspenzi různých práškových minerálů a oxidů kovů nanášejí namáčením kousků přímo do glazury. Jiné techniky zahrnují nalití glazury na kus, stříkání na kus airbrushem nebo podobným nástrojem nebo jeho nanášení přímo štětcem nebo jiným nástrojem.

Aby se zabránilo zasklenou článek v přilnutí k peci během vypalování, a to buď malá část předmětu je vlevo nikoli, nebo že je podporována na malé žáruvzdorných nosičích, jako je pec ostruhy a chůdy , které se oddělí a odloží po výpalu. Na hotových výrobcích jsou někdy viditelné malé stopy po těchto ostruhách.

Barva a dekorace

Underglaze dekorace se aplikuje před glazury, obvykle na nevypálené keramiky ( „surový“ nebo „greenware“), ale někdy „ sušenky “ na topný (počáteční spalování některých článků před zasklení a re spalování). Na dekoraci je nanesena mokrá glazura - obvykle průhledná. Pigment se spojuje s glazurou a zdá se, že je pod vrstvou čiré glazury; obecně materiál těla používal ohně do bělavé barvy. Nejznámějším typem podglazurní dekorace je modrobílý porcelán, který byl nejprve vyroben v Číně a poté kopírován v jiných zemích. Výrazná modrá barva používá kobalt jako oxid kobaltu nebo uhličitan kobaltu. Nicméně mnoho z imitativních typů, jako například Delftware , má nahnědlá kameninová těla, která dostávají bílou cínovou glazuru a dekoraci buď ve formě glazury nebo přesglaze. S anglickým vynálezem smetany a dalších kamenin s bílým tělem v 18. století se na kamenině i porcelánu široce začala používat podglazurní dekorace.

Sancai obarvené olovnaté glazury v strážci hrobky dynastie Tang .
Svatyně čínského seladona ; barevná glazura, přičemž postava zůstala nezasklená. Dynastie Ming, 1300-1400

Overglaze dekorace se nanáší na vypálenou vrstvu glazury a obecně používá barvy v „smaltu“, v podstatě sklo, které vyžadují druhé vypálení při relativně nízké teplotě, aby je spojily s glazurou. Protože se vypaluje pouze při relativně nízké teplotě, mohl být v historických obdobích použit širší sortiment pigmentů. Overglaze barvy jsou nízkoteplotní glazury, které dodávají keramice více dekorativní, sklovitý vzhled. Nejprve se vystřelí kus, tomuto počátečnímu výstřelu se říká palba z glostu , poté se nanese ozdobná glazura a znovu se vystřelí. Jakmile je kus vypálen a vyjde z pece, jeho textura je díky glazuře hladší.

Dalšími metodami jsou nejprve glazura , kdy se barvy nanášejí na glazuru před vypalováním a poté se zapalují do vrstvy glazury během vypalování. To funguje dobře s cínem glazovanou keramikou, jako je maiolica , ale škála barev byla omezena na ty, které mohly odolat palbě glostu, jako u podglazury. Barevné glazury, kde jsou pigmenty vmíchány do tekuté glazury před nanesením na keramiku, se většinou používají k získání jedné barvy celému kusu, jako u většiny celadonů , ale lze je také použít k vytváření vzorů v kontrastních barvách, jako v čínském sancai („tříbarevném“) zboží, nebo dokonce malovaných scénách.

Mnoho historických stylů, například japonské zboží Imari , čínské doucai a wucai , kombinuje různé druhy dekorací. V takových případech po prvním vypálení těla, jakékoli dekoraci pod glazurou a glazuře obvykle následuje druhé vypálení poté, co byly naneseny smalty.

Dějiny

Historicky se glazování keramiky vyvíjelo poměrně pomalu, protože bylo třeba objevit vhodné materiály, a také byla zapotřebí vypalovací technologie schopná spolehlivě dosáhnout potřebných teplot. Glazury se poprvé objevily na kamenných materiálech ve 4. tisíciletí před naším letopočtem a staroegyptská fajáns ( spíše než na bázi hlíny) byla samosklívací , protože materiál při vypalování přirozeně vytvořil glazurovou kůru. Zasklení pravé keramiky následovalo po vynálezu skla kolem roku 1500 př. N. L. Na Blízkém východě a v Egyptě s alkalickými glazurami včetně popelové glazury a v Číně pomocí mletého živce . Kolem roku 100 př. N. L. Se ve Starém světě rozšířilo olověné zasklení .

Glazovaná cihla sahá až do chrámu Elamite v Chogha Zanbil , datovaného do 13. století před naším letopočtem. Iron Pagoda , postavený v roce 1049 v Kaifeng , Čína , glazovaných cihel je známá později příkladem.

Olověná glazovaná kamenina byla pravděpodobně vyrobena v Číně během období válčících států (475 - 221 př. N. L.) A její produkce se během dynastie Han zvýšila. Vysokoteplotní proto-celadonová glazovaná kamenina byla vyráběna dříve než glazovaná kamenina, od dynastie Shang (1600-1046 př. N. L.).

Během japonského období Kofun byla Sue ware zdobena nazelenalými přírodními jasanovými glazurami . Od roku 552 do 794 n. L. Byly zavedeny různě barevné glazury. Tři barevné glazury z dynastie Tang se často používaly po určitou dobu, ale byly postupně vyřazovány; přesné barvy a složení glazur nebyly získány. Přírodní popelová poleva se však běžně používala po celé zemi.

Ve 13. století byly květinové vzory namalovány červenými, modrými, zelenými, žlutými a černými překryvy. Overglazes se staly velmi populární díky zvláštnímu vzhledu, který dávají keramice .

Od osmého století, použití glazované keramiky bylo převládající v islámském umění a islámské keramiky , obvykle ve formě komplikované keramiky . Cínem zakalené zasklení bylo jednou z prvních nových technologií vyvinutých islámskými hrnčíři. První islámské neprůhledné glazury lze nalézt jako modře malované nádobí v Basře , pocházející z doby kolem 8. století. Dalším významným přínosem byl vývoj kameniny , pocházející z 9. století v Iráku. Mezi další centra inovativní keramické keramiky v islámském světě patřily Fustat (od 975 do 1075), Damašek (od 1100 do přibližně 1600) a Tabriz (od 1470 do 1550).

Zásah do životního prostředí

Glazovaný model stúpy , dynastie Yuan

V roce 2012 bylo ve Spojených státech hlášeno více než 650 výrobních závodů na výrobu keramiky, pravděpodobně mnohem více v rozvinutém a rozvojovém světě. Dlaždice, obklady, sanitární výrobky, koupelnové doplňky, kuchyňské a stolní nádobí jsou potenciální výrobky obsahující keramiku, které jsou k dispozici pro spotřebitele. Těžké kovy jsou husté kovy používané v glazurách k výrobě konkrétní barvy nebo textury. Glazurové složky se pravděpodobněji vyplavují do životního prostředí, když jsou nerecyklované keramické výrobky vystaveny teplé nebo kyselé vodě. K loužení těžkých kovů dochází při nesprávném glazování nebo poškození keramických výrobků. Olovo a chrom jsou dva těžké kovy běžně používané v keramických glazurách, které jsou kvůli jejich toxicitě a schopnosti bioakumulace silně monitorovány vládními agenturami.

Chemie oxidů kovů

Kovy používané v keramických glazurách jsou obvykle ve formě oxidů kovů.

Oxid olovnatý (II)

Výrobci keramiky používají jako tavidlo především oxid olovnatý (PbO) pro svůj nízký rozsah tání, široký rozsah vypalování, nízké povrchové napětí, vysoký index lomu a odolnost vůči devitrifikaci . Olovo používané při výrobě komerčních glazur je molekulárně vázáno na oxid křemičitý v poměru 1: 1 nebo ve formě frity , aby byla zajištěna stabilizace a sníženo riziko vyluhování.

Ve znečištěném prostředí reaguje oxid dusičitý s vodou ( H.
2
O
) za vzniku kyseliny dusité ( HNO
2
) a kyselina dusičná ( HNO
3
).

H
2
O
+ 2 Č
2
HNO
2
+ HNO
3

Rozpustný dusičnan olovnatý ( Pb (NO
3
)
2
) vzniká, když je oxid olovnatý (PbO) olovnatých glazur vystaven kyselině dusičné ( HNO
3
)

PbO + 2 HNO
3
Pb (č
3
)
2
+ H
2
Ó

Protože expozice olova je silně spojena s řadou zdravotních problémů, souhrnně označovaných jako otrava olovem , podléhá likvidace olovnatého skla (hlavně ve formě vyřazených CRT displejů) a keramiky glazované olovem předpisům o toxickém odpadu .

Uhličitan barnatý a uhličitan strontnatý

Uhličitan barnatý (BaCO 3 ) se používá k vytvoření jedinečné barvy glazury známé jako barium modrá. Etická povaha použití uhličitanu barnatého pro glazury na površích přicházejících do styku s potravinami však byla zpochybněna. Otrava baryem požitím může mít za následek křeče, paralýzu, zažívací potíže a smrt. Je také poněkud rozpustný v kyselině a může dlouhodobě kontaminovat vodu a půdu. Tyto obavy vedly k pokusům nahradit uhličitan strontnatý (SrCO 3 ) v glazurách, které vyžadují uhličitan barnatý. Na rozdíl od uhličitanu barnatého není uhličitan strontnatý považován za bezpečnostní riziko NIH . Experimenty se substitucí stroncia bývají úspěšné u glazur lesklého typu, i když v glazurách matného typu existují určité efekty a barvy, které lze získat pouze použitím baria.

Aby se snížila pravděpodobnost vyluhování, používá se uhličitan barnatý ve formě frity a váže se na oxid křemičitý v poměru 1: 1. Rovněž se doporučuje, aby baryové glazury nebyly používány na povrchy přicházející do styku s potravinami nebo venkovní předměty.

Oxid chromitý

Oxid chromitý ( Cr
2
Ó
3
) se používá jako barvivo v keramických glazurách. Oxid chromitý může při teplotách dosahovaných v peci reagovat s oxidem vápenatým (CaO) a atmosférickým kyslíkem za vzniku chromanu vápenatého ( CaCrO)
4
). Oxidační reakce mění chrom z jeho oxidačního stavu +3 na oxidační stav +6. Chrom (VI) je velmi rozpustný a nejpohyblivější ze všech ostatních stabilních forem chromu.

Cr
2
Ó
3
+ 2CaO + 3 / 2 O
2
CaCrO
4

Chrom se může do vodních systémů dostávat průmyslovým vypouštěním. Chrom (VI) může vstupovat do prostředí přímo nebo oxidanty přítomné v půdách mohou reagovat s chromem (III) za vzniku chromu (VI). Rostliny mají při pěstování v přítomnosti chromu (VI) snížené množství chlorofylu.

Oxid uranitý ( U O 2 )

Keramické glazury na bázi Urania jsou při vypalování v redukci nebo při použití UO 2 tmavě zelené nebo černé ; častěji se používá při oxidaci k výrobě jasně žlutých, oranžových a červených glazur Uranové glazury se používaly ve 20. a 30. letech 20. století k výrobě uranových dlaždic , hodinek, hodin a číselníků letadel.

Oxid uraničitý se vyrábí redukcí oxidu uraničitého pomocí vodíku .

UO 3 + H 2 → UO 2 + H 2 O při 700 ° C (973 K)

Prevence

Oxidaci chromu během výrobních procesů lze omezit zavedením sloučenin, které se vážou na vápník. Keramický průmysl se zdráhá používat alternativy olova, protože olovnaté glazury poskytují výrobkům brilantní lesk a hladký povrch. Americká agentura pro ochranu životního prostředí experimentovala s dvojitou glazurou, baryovou alternativou olova, ale neúspěšně dosáhli stejného optického účinku jako olovnaté glazury.

Galerie

Viz také

Reference

Bibliografie