הכימיה של הגלזורה

  • בעיקרון , גלייז הוא זכוכית . לזכוכית יש תכונה מיוחדת : האטומים בתוכה אינם מסודרים כמו בחומרים אחרים במבנה קונקרטי המכתיב את תכונות החומר (כמו נקודת התכה , נקודת אידוי וכו' ) . בזכוכית האטומים כאילו פשוט קפואים במקומם , עובדה זאת מעניקה לחומר זה תכונה מיוחדת ההופכת אותו לאפשרי לזיגוג קרמיקה. יכולתו להפוך לצמיגי בדרגות משתנות ככל שעולה הטמפרטורה. תכונותיה השונות של הזכוכית עשויות להשתנות על ידי הוספת מרכיבים שונים או טיפול בחום.
  • חומר זכוכיתי הוא מוצק אמורפי אחיד, המיוצר על-פי רוב על ידי קירור של חומר צמיגי, כך שלשריג הגבישי אין די זמן להיווצר. לחומרים אלו יש טמפרטורה אופיינית למעברם ממצב צמיגי (גומי) למצב זכוכיתי ומכונה "מעבר זכוכיתי" ומסומנת בספרות על ידי Tg.

  • את הזכוכית הגולמית בדרך כלל מייצרים מחול SiO2, סודה Na2CO3, וסיד CaO. את כל הרכיבים מערבבים במיכל ערבוב מיוחד ומחממים לטמפרטורה של 1,000°C ומתרחשת הריאקציה הבאה
    Na2CO3 + 2SiO2 + CaO → Na2SiO3 + CaSiO3 + CO2
    מהזכוכית הגולמית ניתן להפיק מגוון רחב של זכוכיות שונות.
  • חול הים מורכב  מ 90 אחוזים - צורן דו-חמצני. שבעה אחוזים הם קלציט - מינרל המורכב מסידן פחמתי - שמקורו בשלדים של בעלי חיים ימיים, וכשלושה אחוזים הם ברזל ומינרלים אחרים. 
  • צורן דו-חמצני – תרכובת כימית הידועה גם כסיליקה או סיליקון דיאוקסיד, היא תחמוצת של צורן (סיליקון), בכתיב הכימי SiO2. "צוֹרָנִי" (באנגלית Siliceous) הוא שם תואר שפירושו "מתייחס לסיליקה".
  • זכוכית סודה (באנגלית soda-lime glass) - הזכוכית הנפוצה והזולה ביותר. משמשת בכוסות, בקבוקים ושמשות.
  • סיליקה יחד עם אלומינה (Al2O3) יוצרים את החלק העיקרי בסריג של הגבישים של מינרלי חרסית. בחום הם מתפרקים ויוצרים את המבנה המיקרוסקופי של קרמיקה המבוססת על חרסית כדוגמת פורצלן.
  • לתעשיית הגלייזינג משתמשים בזכוכית סיליקה , השמות השונים לרכישה הם: flint, silica' quartz
  • כך שבמהלך שריפת כלי הקרמיקה המצופים בגלייז , למעשה הגלייז סמיך ונוזלי בטקסטורה של "דבש" . אילו היינו משתמשים בחומר אחר , לאחר הקירור הוא היה מתגבש אבל הגלזורה הופכת לזכוכית עם קירורה .
  • הסילקה מהווה את הבסיס של הגלייז וקובעת את תכונותיו הבסיסיות : טמפרטורת עבודה והאם יהיה שקוף או מט לאחר מכן נוסיף חומרים נוספים שיקבעו תכונות נוספות כמו צבע .
  • בבואנו לנתח או לבנות גלייז אנחנו מסתכלים על התחמוצות (יונים המקושרים לחמצן ) לדוגמא הסילקה SiO2 היא תחמוצת של צורן , חרסית :  מסיליקה (SiO2) ואלומינה (Al2O3) גם מכילה חמצן - במילים אחרות פחות מעניין אותנו היסוד עצמו אלא החמצן שהוא נושא עימו .
  • תחמוצת (בלועזית: אוקסיד, Oxide) היא תרכובת של יסוד או חומר עם חמצן. מקור השם "תחמוצת" הוא מהמילה "חמצן". תחמוצות רבות נוצרות בתהליך הבעירה. תרכובות ידועות רבות הן תחמוצות. חול, זכוכית וקוורץ, למשל, מורכבים מאותו החומר: צורן דו-חמצני. חומר זה, הקרוי גם סיליקה, מופיע בלא פחות מ-17 צורות גבישיות שונות, רבות מהן אבנים יקרות למחצה, כגון אופאל. סידן חמצני ידוע יותר בשם סיד יבש או ליים. זוהי האבקה ממנה מכינים את נוזל הצביעה הלבן.
  • בזמן השריפה של החימר התנור , התחמוצות השונות מתפרקות ונוצר דבר חדש 
אפשר לחלק את התחמוצות השונות לשלוש קבוצות עיקריות לפי התפקיד המרכזי שלהם בגלזורה:
  1.      יוצרי הזכוכית : סילקה , קוורץ , תחמוצת טיטניום
  2.      תלחים (בלועזית: פלוקס, נגזר מלטינית fluxus במשמעות "זרימה") , חומרים שתפקידם להוריד את טמפרטורת ההתכה של הזכוכית (זכוכית נמסה ב 3000 מעלות , בעזרת הלוקסס ניתן להורידה אפילו ל 600 מעלות :   
  3.      מייצבים, חומרים המונעים מהגלייז הנוזלי בעת החימום לנזול מהכלי לתנור , המייצבים הופכים את הגלזורה לבמיכה יותר : אלומינה (Al2O3) , תחמוצת ברזל , 
  • FELDSPAR - פלדספר , פצלת השדה (KAlSi3O8 ) , קבוצת פצלות השדה שהאורתוקלז הוא חלק ממנה מכילה מינרלים טקטוסיליקטים - סיליקטים במבנה מרחבי. כמו הקוורץ, בנויים מינרלים אלה מארבעה ארבעונים, אלא שבעוד שבקוורץ כל הארבעונים בנויים מ- SiO4, בפצלת השדה מחליף אטום אלומיניום את אטום הצורן באחד הארבעונים. משום שהצורן הוא ארבע־ערכי בעוד שהאלומיניום הוא שלוש־ערכי נדרש פיצוי חשמלי. באורתוקלז הפיצוי החשמלי בא בצורת קטיון אשלגן. קיימים בטבע שלושה פולימורפים (סוגים בעלי הרכב כימי זהה, אך בעלי מבנה שונה) של פצלות השדה המכילים אשלגן: אורתוקלז, סנידין ומיקרוקלין. לכולם אותה נוסחת מבנה כימי: KAlSi3O8, והם מכונים באנגלית בשם הכללי K-Spar (הסימון הכימי לאשלגן וקיצור המילה האנגלית לפצלת השדה Feldspar). אבקה טחונה שלהם משמשת כפלוקס FLUX  בגלזורה 
  • potash feldspar - פלדספור המכיל אשלגן פוטסיום , Orthoclaseאובסידיאן (endmember formula KAlSi3O8) , Microcline, chemically the same as orthoclase, but with a different crystalline structure  Sanidine, the high-temperature form of potassium feldspar (K,Na)(Si,Al)4O8   ,   Adularia, a more ordered low-temperature variety of orthoclase or partially disordered microcline,      Amazonite (sometimes called "Amazon stone"), a green variety of microcline
  • Soda Feldspar - (שמות נוספים:  Na-Feldspar, Na Feldspar, Albite) סודה פלדספר הוא בדרך כלל מינרל לבן נקי שמקורו בנתרן, אלומינה וסיליקה יחד עם מעט אשלגן וסידן. בכולם יש קצת K2O וכמויות קטנות של מזהמים אחרים. 
  • היצרנים מתייחסים לחומרים שלהם כאל 'סודה' אם Na2O עןלה בכמותו על האשלגן K2O .
  • לפעמים יצרנים יגדירו את המוצר כ : soda-potash feldspars (or vice versa) , אם אף אחת מהתחמוצות אינה שולטת .
  •  מינרל אלביט, ממנו מופק סודה פלדספאר, נוטה לרוב להיות לבן במראהו בהשוואה לגוון הוורדרד של מינרל אורתוקלאז ממנו נטחן אשלג (potash feldspar). 
  • במקרים רבים סודה ואשלג פלדספאר ניתנים להחלפה במתכוני גליזינג . עם זאת, יופיעו כמה הבדלים. סודה פלדספאר בדרך כלל נמס טוב יותר. כמו כן, ייתקלו בתגובות צבע שונות במקצת (כלומר, קובלט נוטה לצבע סגול ונחושת  לכיוון כחול עם סודה). לפעמים הצבעים יהיו בהירים יותר עם סודה פלדספאר. בנוסף, לסודה יש מקדם התפשטות גבוה יותר והוא נמס מוקדם יותר ויש לו טווח קצר יותר לפני שהוא מתחיל להתנדף.
  • סודה פלדספור וקרייזינג : מכיוון שלנתרן יש את ההתפשטות הגבוהה ביותר מכל התחמוצות , והאחוז שלו גבוהה בחומר הזה , בכול מתכון בו יעשה שימוש במעל 30% נתרן מחייב שיופיע קרייזינג . סודה פלדספאר, כדאי לבדוק היטב כדי לוודא שהזיגוג אינו במתח (השתמש בתוכנת חישוב זיגוג כדי להפחית את ה-Na2O ולהחליף אותו ב-CaO, MgO או תחמוצת פלוקסית אחרת במידת האפשר ).
  • מותג : Custer Feldspar (NaKO.Al2O3.6SiO2) הוא אחד פלדספארים העיקריים המשמשים בקרמיקה. הוא משמש גם בפורמולות חימר (עד 25%) וגם בפורמולות זיגוג (עד 100%) והוא מורכב מסיליקה ואלומינה בשילוב עם תחמוצות נתרן ואשלגן. קסטר פלדספר נכרה בקסטר, דרום דקוטה. 
    קסטר פלדספאר הוא אשלג בשימוש נרחב, או אשלגן, אשלג. פירוש הדבר הוא פלדספאר מכיל יותר אשלגן מאשר נתרן (כפי שמצוין על ידי מה שמכונה 'סודה פלדספאר'). המשמעות של הכללת אשלגן היא שקסטר (יחד עם פלדספארי אשלג אחרות) נמס בערך ב-1200C, שהיא קצת יותר גבוהה מטמפרטורת ההיתוך של סודה. בזיגוג, זה אומר ש-Custer feldspar הוא בחירה פופולרית להשגת אפקטים של זיגוג מט (על פני התוצאות המבריקות שניתן לקבל   מסודה פלדספאר).
  • Minspar 200 - הוא מותג של סודה פלדספאר ( Formerly called NC-4 Feldspar. Very similar chemistry to the no-longer-available F-4 feldspar.) משמש בתעשיית הכלים הלבנים הקרמיים עבור כלים סניטריים, כלי אוכל, אריחי רצפה וקיר, כלי אמנות וזיגוג.
  • פלדספארים משמשים במתכוני זיגוג כממיסים. אז השוואת נזילות ההמסה שלהם אמורה להיות מועילה להחליט אם אחד יכול להחליף את האחר (כמובן, אם אפשר, יש להחליף פלדספאר דומיננטי בסודה בפלדספאר אחר הדומיננטי בסודה ). פלדספארים לא נמסים לבד בקון 6 (2200F) אז ערבבנו כל אחד עם 15% Ferro Frit 3195.   ללא ספק Nepheline Syenite היא הממס האלוף כאן. גם אם פלדספאר שברצונך להחליף לא נמס באותה מידה, ניתן להוסיף מעט פריטה למתכון כדי לפצות על ההבדל (למשל, אפילו רק 1 או 2%).
  • פלדספארים נמסים מעצמם עד כדי להיות זיגוג של ממש , אבל הבעיה שהוא נסדק קשות. פלדספארים מכילים אחוז גבוה של K2O ו- Na2O (KNaO), לשתי תחמוצות אלו יש את ההתפשטות התרמית הגבוהה ביותר מכל תחמוצת אחרת. לפיכך, זיגוגים עתירי פלדספארים (למשל 50%) צפויים להסדק (קרייזינג) .  לעתים קרובות ניתן להחליף חלק מה-KNaO בתחמוצת פלוקסית אחרת בעלת התפשטות תרמית נמוכה יותר וכך להימנע מהקרייזינג .













  • Nepheline Syenite

Comments