Tlenki w ceramice – podstawy

Tlenki w ceramice – podstawy

Tlenki w ceramice

Każdy, kto choć trochę głębiej zainteresowany jest ceramiką zapewne w którymś momencie zechce dowiedzieć się trochę więcej o chemicznych podstawach technologii ceramicznej. Pytanie jaką rolę odgrywają tlenki w ceramice? Nie chodzi tu o prowadzenie badań lub analiz chemicznych ale podstawową wiedzę z zakresu co, jak i dlaczego. Ten artykuł należy traktować jako wprowadzenie do dalszych poszukiwań, bądź po prostu zrozumienia tego co czyta się w profesjonalnych publikacjach z zakresu technologii.

Zamiast wstępu

Dlaczego ta wiedza może być przydatna? Otóż, gdy bierzemy do rąk kawałek gliny aby nadać jej kształt wyrobu prawie nigdy nie myślimy o niej jako o substancji chemicznej mającej wzór chemiczny Al2O3*2SiO2*2H2O + domieszki – bo i po co? Pierwsza potrzeba może pojawić się gdy chcemy glinę odpowiednio zabarwić lub wypalić w odpowiedniej temperaturze. Ale zaraz! Jest prostsza metoda. Można pójść do sklepu i kupić co się chce, ale… Powiedzmy potrzeba chwilowo zniknęła.

Teraz już mamy wyrób. Wypalamy. Mamy piękny biskwit! Chcemy go teraz jakoś upiększyć! Oczywiście znów jest na to prosty sposób! Idziemy do sklepu i kupujemy ( farby naszkliwne, podszkliwne, angoby, szkliwo etc. ) (Z)Czasem jednak chcemy mieć coś innego niż wszyscy, którzy kupują w „naszym” sklepie 🙂 ! Tu może wystąpić pierwsza potrzeba aby wiedzieć coś więcej – aby spróbować coś zrobić samemu lub choćby wiedzieć o co pytać i trochę zrozumieć co nam odpowiadają. …..no i jeszcze jak coś nam uporczywie nie wychodzi podczas szkliwienia i wypału to też chcielibyśmy wiedzieć dlaczego 🙂 ! ( …ale to już w innej bajce… )

Często na forach ceramicznych pada pytanie jak pracować z „tlenkami”. Odpowiedź jest prosta. Biorąc do ręki kawałek gliny już pracujemy z tlenkami 🙂 . Wszak glina to mieszanina uwodnionego tlenku glinu i tlenku krzemu. Choć w przypadku różnych rodzajów gliny w różnych proporcjach z innymi substancjami chemicznymi. To trochę taka konstatacja jak w przypadku człowieka, który na starość dowiaduje się, że całe swoje życie mówił prozą. Aby tego uniknąć… kilka skrótowych informacji załączam…

O „tlenkach” 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, ich własności i zastosowań! 

Poniżej spis treści i link do dalszej części artykułu.

.Spis treści

 

  1. Zamiast wstępu

  2. O „tlenkach” po kolei…

    1. Tlenek krzemu

    2. Tlenek glinu ( aluminium )

    3. Tlenek wapnia

    4. Tlenek magnezu

    5. Tlenek sodu

    6. Tlenek potasu

    7. Tlenek fosforu

    8. Tlenek cynku

    9. Tlenek cyny

    10. Tlenek boru

    11. Tlenek litu

    12. Tlenek baru

    13. Tlenek strontu

    14. Tlenek tytanu

    15. Tlenek cyrkonu

    16. Tlenek antymonu

    17. Tlenek ołowiu

    18. Tlenek bizmutu

  3. Tlenki barwiące – koloranty

    1. “Tlenki żelaza”

    2. “Tlenki Manganu”

    3. “Tlenki miedzi”

    4. Tlenek chromu

    5. “Tlenki kobaltu”

    6. „Tlenki niklu”

    7. Tlenek uranu

Artykuł zostanie przesłany bezpłatnie na adres właściciela konta po autoryzacji!

zobacz nas na:

Więcej postów..

Wyślij nam wiadomość

Gdzie to hasło?

Zaloguj się  proszę !