Вопрос № 8. Глазури
Глазурью называется тонкий (0,1...0,3 мм) стекловидный слой, нанесенный на поверхность керамического изделия и закрепленный на ней обжигом.
Глазури (эмали) предохраняют керамические изделия от загрязнения и действия кислот и щелочей, придают им декоративность, снижают влагопроницаемость. Правильно подобранная глазурь повышает прочность керамических изделий. Глазурь применяют в виде суспензии, содержащей тонкомолотые компоненты, нерастворимые в воде. Суспензию наносят на поверхность изделия, которое затем подвергают высокотемпературной обработке; при этом на поверхности изделия образуется тонкое стекловидное покрытие. Глазурную суспензию готовят из сырья с минимальным содержанием примесей. Основные компоненты глазурной суспензии: кварц, полевой шпат, каолин, т. е. те же виды сырья, что и для приготовления керамических масс, только количество легкоплавких компонентов (полевой шпат и др.) в глазурях больше, чем в керамических массах.
По способу приготовления глазури подразделяют на сырые, фриттованные и полуфриттованные.
Сырые глазури — это многокомпонентная смесь (табл. 8), не реагирующая с водой и не растворяющаяся в ней. Применяют для глазурования главным образом фарфора.
Фриттованные глазури состоят из материалов, частично или полностью растворимых в воде (бура, сода, поташ, борная кислота и др.). Эти компоненты предварительно сплавляют (фриттуют) при температуре 1200... 1300°С в специальных фриттоварочных печах с последующим охлаждением расплавленного стекла в проточной воде. При сплавлении в результате взаимодействия компонентов шихты с кремнеземом и глиноземом сырьевых материалов образуются нерастворимые в воде алюмосиликаты (фритты). Фритты используют для глазурования самостоятельно (фриттованная глазурь) или смешивают с сырьевыми компонентами (каолин, глина, полевой шпат, мел) и только после этого используют для глазурования (полуфриттованные глазури). Фриттованные и полуфриттованные глазури применяют для покрытия фаянса, майолики и костяного фарфора.
Основная характеристика глазури — температура ее розлива. Ранее рассмотренные щелочные и щелочноземельные оксиды (см. § 13), а также красящие оксиды существенно влияют на розлив глазури. По уменьшающемуся влиянию на плавкость и на розлив глазури щелочные и щелочноземельные оксиды могут быть расположены в такой последовательности: РЬО; ВаО; К2О; N а2O ; ZnO; CaO; MgO, а красящие оксиды в такой последовательности: CuO; MnO; Fe2O3 ; Cr 2O3; CaO; NiO.
линозем в небольших количествах при взаимодействии с определенными оксидами может проявлять себя как плавень. В значительных количествах глинозем повышает вязкость расплава глазури, ухудшает ее розлив, препятствует кристаллизации.
Многокомпонентность фаянсовых глазурей и присутствие в их составе щелочных оксидов и свинца обуславливает их низкую механическую прочность и химическую стойкость по сравнению с сырыми глазурями для фарфора. Однако невысокая температура плавления этих глазурей расширяет возможность их использования.
Непрозрачные (глухие) глазури получают путем введения в них нерастворимых или плохо растворимых соединений (оксидов олова, циркона, титана, фторида кальция, отходов соединений церия). Глухие глазури должны обладать легкоплавкостью и иметь после обжига блестящую поверхность. В то же время по требованиям технологии в отдельных случаях вязкость расплава должна быть столь значительной, чтобы даже толстонанесенные штрихи сохранили после обжига на глазури форму стеклянных капель, без склонности к растеканию.
Это сочетание свойств возможно осуществить следующим образом. В качестве флюсующей основы можно применить не очень тугоплавкие фарфоровые глазури, к которым добавляют около одной трети борной кислоты, красящий оксид, и затем всю смесь сплавляют. Если при фриттовании не получают необходимой интенсивности окраски или тона, то к порошку глазури еще раз добавляют тонкоизмельченный красящий оксид, снова фриттуют, измельчают в воде и получают готовую цветную глазурь.
Главное условие прочного закрепления глазурного слоя на изделии — соответствие температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) материала изделия и глазури. Несоответствие этих коэффициентов снижает термическую стойкость глазури и приводит к образованию микротрещин («цеку») и отслоению — отскоку глазури. Температурный коэффициент линейного расширения можно подобрать, зная состав компонентов сырьевой смеси стеклообразующих оксидов, глазури и материала изделий. Следует иметь в виду, что даже хорошее согласование ТКЛР глазури и черепка не избавит от термических напряжений при плохой эластичности глазури. На практике глазурь подбирают к изделию до тех пор, пока она не будет соответствовать свойствам керамического изделия. При этом можно пользоваться следующим рядом оксидов с последовательным уменьшением значений ТКЛР от Na 2O к MgO: Na2O; K2O; СаО; А12О3; BaO; PbO; ZnO; Br2O3 ; MgO.ТУменьшая или увеличивая содержание того или иного оксида, можно подобрать необходимую глазурь по ТКЛР. Важное эксплуатационное свойство глазури — ее химическая стойкость, влияющая на внешний вид и коррозионную устойчивость.
