Tlenki w ceramice

“Tlenki w ceramice” po kolei…

Tlenek krzemu

Tlenek krzemu SiO2, zwany niekiedy krzemionką jest podstawowym składnikiem w ceramice. Występuje oczywiście jako podstawowy składnik gliny ale stanowi często również podstawowy składnik szkliw ( 40-80% wagowo). Czasami nazywany jest w ceramice „bazą szkliwną” ze względu na fakt, iż jest odpowiedzialny za tworzenie powłoki szkliwa. W zasadzie w formie szkliwa zwykle nie jest toksyczny ale w stanie pyłu, proszku ( szkliwa ) jest niezwykle szkodliwy powodując nieodwracalne uszkodzenia układu oddechowego człowieka.

 Tlenek krzemu posiada śladowe zdolności tworzenia koloru. Jest raczej substancją odpowiedzialną za tworzenie efektu matowienia. Dość istotnym czynnikiem, ważnym w procesie tworzenia szkliwa jest granulacja ( w sensie rozdrobnienia a w zasadzie wielkości ziaren czyli uziarnienia ). W tym miejscu zatrzymam się na chwilę aby wyjaśnić pewien parametr , który jest niezwykle przydatny w ceramice. Pojęcie mesh – to miara wielkości oczek sit do przesiewania materiałów. Jest również międzynarodową jednostką granulacji ( rozdrobnienia). Ważne: czym większa wartość mesh tym większe rozdrobnienie ( mniejsze ziarna)!

Wracając do tlenku krzemu. Ostatnio, coraz częściej, rozdrobnienie mesh cząstek krzemionki w szkliwach wynosi 325 (tj. ok 28 µm) – drobniejsze cząstki powodują, że szkliwa transparentne są bardziej przejrzyste – powoduje to jednak ich płynięcie oraz czasami efekt crawlingu ( zbiegania się w krople, tworzenie nieposzkliwionych miejsc). Granulacja wcześniej stosowana mesh 200 (tj. ok 80 µm) powodowała, że szkliwa były bardziej stabilne ale bardziej matowe. To poniekąd stanowi odpowiedź na często zadawane pytanie: „dlaczego to szkliwo transparentne jest takie matowe?” – odpowiedź jest często trywialna. Producent miał reklamacje związane z płynnięciem i crawlingiem i zmienił proporcje poszczególnych frakcji w szkliwie.

Tlenek krzemu ma temperaturę topnienia w okolicach 1700 oC. Należy jednak pamiętać o silnych właściwościach eutektycznych mieszanin tlenków ( obniżenie punktu topnienia mieszanin ). Sama krzemionka występuje w kilkudziesięciu odmianach. Z punktu widzenia chemicznego jest to ta sama substancja. Różna jest jednak jej struktura ( uporządkowanie wiązań chemicznych, struktura fizyczna). W ceramice mamy najczęściej do czynienia z trzema podstawowymi postaciami: w szkliwach: szkła ( cieczy przechłodzonej – bo z fizycznego punktu widzenia szkło jest płynem!!! ), kwarcu krystalicznego oraz krystobalitem występującym w glinie.

Tlenek krzemu odpowiada za zwiększenie twardości i wytrzymałości wypalonego wyrobu. Zapewnia również podwyższenie odporności na oddziaływanie roztworów kwaśnych.

W dalszej części artykułu opisy pozostałych kilkudziesięciu tlenków w ceramice, ich własności i zastosowań! 

Poniżej spis treści i link do dalszej części artykułu.