Глазурі, барвники і ангоби.

Глазур. Глазур'ю називають тонке (0,1-0,5 мм) склоподібне покриття поверхні керамічного виробу.

Для одержання глазурованої поверхні на керамічний виріб завдають водяну суспензію глазурі (шлікер) подібну до сметани, висушують виріб і обпікають у печі, при цьому прошарок глазурі на виробі розплавляється і при охолодженні застигає у виді склоподібної плівки. Глазурі бувають білі та кольорові, прозорі та глухі (непрозорі), що блищать і матові, легкоплавкі та тугоплавкі.

Для готування глазурей використовують природні матеріали - кварц, польовий шпат, глину, крейду, датоліт та інші, або штучні - соду, поташ, борну кислоту, буру, оксид цинку, вуглекислий барій і ін., що мають у своєму складі оксиди різноманітних елементів, що надають глазурям необхідні властивості.

Оксид натрію вводять у глазур плагіоклазами, пегматитами, содою, бурою. Він знижує температуру плавлення глазурі, зменшує грузькість розплаву, робить розплав із коротким інтервалом температури плавлення, підвищує температурний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР) глазурі, збільшує схильність глазурі до цеку, знижує її міцність і твердість, підвищує розчинність. У цирконових глазурях уведення оксиду натрію більш 7% викликає матовість глазурі, особливо при зниженому утриманні в її складі кремнезему.

Оксид калію вводять ортоклазами, мікрокліном, пегматитами, поташем. Він діє декілька слабше оксиду натрію, робить розплав більш грузлим, збільшує інтервал температури плавлення, покращує блиск глазурі, підвищує її ТКЛР. У цирконових глазурях уведення оксиду калію більш 5% без оксиду натрію погіршує розлив глазурі, надає поверхні вовнистість, при цьому у країв виробу можливо утворення зморщок глазурі.

Оксид магнію вводиться доломітом, магнезитом. Він діє як плавень, сприяє твердості та пругкості глазурі, знижує ТКЛР і тим самим не сприяє утворенню цеку.

Оксид кальцію, що вводиться мармуром, крейдою, доломітом, виявляє свою дію більш сильно, чим оксид магнію. Як плавень менше активний, ніж Na₂О і K₂O, зменшує схильність глазурі до цеку, сприяє кристалізації глазурі. При зменшенні утримання оксиду кальцію погіршуються поверхневі властивості, білизна, спроможність глазурі покривати черепок.

Оксид стронцію вводиться целестином SrS0₄, діє як плавень, подібно оксиду кальцію зменшує схильність глазурі до цеку, підвищує твердість і міцність глазурі.

Оксид барію уводять вітеритом ВаСО₃. Він покращує блиск, знижує стійкість проти цеку в польовошпатових глазурях, у цирконових глазурях поводиться як активний плавень.

Оксид цирконію вводять цирконом ZrSi0₄ або оксидом цирконію ZrО₂; викликає глушіння (зменшення прозорості) глазурі.

Оксид цинку підвищує пругкість глазурі, знижує схильність до цеку, гарний плавень, розчиняє підглазурні фарби, може сприяти кристалізації глазурі і викликати складання, збільшує хімічну стійкість глазурі.

Оксид свинцю вводять суриком Рb₃О₄ або гльотом PbО. Це - найбільше сильний плавень, сприяє гарному розливанню глазурі, надає їй блиск, надає яскравість підглазурним фарбам, сильно знижує твердість глазурі, робить її розчинною у кислотах, навіть в органічних. Застосовують рідко, у глазурях спеціального призначення.

Оксид бора вводять борною кислотою, бурої, боратом кальцію, доломітовим концентратом. Оксид бора - сильний плавень, надає глазурі блиск і гарну твердість, знижує ТКЛР, знижує схильність до цеку, підвищує її термічну стійкість, перешкоджає кристалізації глазурі, підвищує температурний інтервал випалу.

Оксид алюмінію вводиться глинами, каоліном, польовими шпатами. Він є необхідним компонентом, крім самих легкоплавких глазурей. У невеличких кількостях може діяти як плавень, у великих - підвищує тугоплавкість глазурі та грузькість її розплаву, покращує пругкість і хімічну стійкість глазурі, знижує ТКЛР і схильність до цеку.

Оксид кремнію вводять кварцовим піском, пегматитами, глиною, каоліном. Оксид кремнію - основа глазурі, сприяє збільшенню її тугоплавкості, хімічної та термічної стійкості, знижує ТКЛР, збільшує грузькість розплаву. Окремі оксиди впливають на властивості глазурей також у залежності від їхнього складу.

Основна характеристика глазурі - температура її розливу. По зменшенню впливу на здатність плавитися і на розлив глазурі лужні оксиди можуть бути розташовані в такій послідовності: РbО; ВаО; К₂О; Na₂O; ZnО; CaО; MgО, а барвні оксиди в такій послідовності: Cu; Mn; Fe₂O₃; Cr₂O₃; Ca; Ni. Глинозем у невеликих кількостях при взаємодії з визначеними оксидами може виявляти себе як плавень. У значних кількостях глинозем підвищує в'язкість розплаву глазурі, погіршує її розлив, перешкоджає кристалізації. Багатокомпонентність фаянсових глазурей і присутність у їхньому складі лужних оксидів і свинцю обумовлює їх низьку механічну міцність і хімічну стійкість у порівнянні із сирими глазурями для фарфору. Однак невисока температура плавлення цих глазурей розширює можливість їхнього використання.

Непрозорі (глухі) глазурі одержують шляхом уведення в них нерозчинних або погано розчинних з'єднань (оксидів олова, циркону, титана, фториду кальцію, відходів з'єднань цезію). Глухі глазурі повинні мати легкоплавкість і мати після випалу блискучу поверхню. У той же час по вимогах технології в окремих випадках в'язкість розплаву повинна бути настільки значної, щоб навіть товсто нанесені штрихи зберегли після випалу на глазурі форму скляних крапель, без схильності до розтікання.

Це сполучення властивостей можливо здійснити в такий спосіб як флюсуючий. В основу можна застосувати не дуже тугоплавкі фарфорові глазурі, до яких додають біля однієї третини борної кислоти, що фарбує оксид, і потім усю суміш плавлять. Якщо при фріттуванні не одержують необхідної інтенсивності фарбування або тону, то до порошку глазурі ще раз додають тонкомелений барвний оксид, знову фріттують, подрібнюють у воді та одержують готову кольорову глазур.

Головна умова міцного закріплення шару глазурі на виробі - відповідність температурних коефіцієнтів лінійного розширення (ТКЛР) матеріалу виробу та глазурі. Невідповідність цих коефіцієнтів знижує термічну стійкість глазурі і приводить до утворення мікротріщин («цеку») і відшаруванню - відскокові глазурі. Температурний коефіцієнт лінійного розширення можна підібрати, знаючи склад компонентів сировинної суміші оксидів, що утворюють скло, глазурі та матеріалу виробів. Варто мати на увазі, що навіть добре узгодження ТКЛР глазурі та черепка не позбавить від термічних напруг при поганій еластичності глазурі. На практиці глазур підбирають до виробу доти, поки вона не буде відповідати властивостям керамічного виробу. При цьому можна користуватися наступним рядом оксидів із послідовним зменшенням значень ТКЛР від Na₂O до Mg:

Na₂O > K₂O > СаО > А1₂О₃ > BaО > PbО > ZnО > Br₂O₃ > Mg.

Зменшуючи або збільшуючи зміст того, або іншого оксиду, можна підібрати необхідну глазур по ТКЛР.

Важлива експлуатаційна властивість глазурі - її хімічна стійкість, що впливає на зовнішній вигляд і корозійну стійкість.

При використанні глазурей, що містять лужні компоненти, а також токсичні з'єднання цинку, свинцю, сурми, барію, кадмію та ін., можливе вдихання пилоподібних фракцій цих компонентів при глазуровані і забруднення ними їжі при використанні посуду, глазурованого цими глазурями. Тому поверхня господарських виробів повинна бути покрита без свинцевими глазурями.