> Техника, страница 38 > Глазури

Глазури

Глазури, стеклообразные покрытия керамических изделий, получающиеся при высоких Г и служащие либо для придания стенкам изделия свойства водонепроницаемости, либо для декоративных целей. Иногда покрытие Г. производится и с той и с другой целями одновременно.

По обжигу различные виды I. можно грубо разделить на два вида: 1) Г. малого огня, легкоплавкие, применяемые в гончарном, изразцовом и кирпично-черепичном деле и при изготовлении облицовочных плиток с пористым черепком, и 2) Г. большого огня, тугоплавкие, применяемые при изготовлении фарфора, каменных изделий и частично фаянса. Имеются и переходные ступени между этими видами.

По составу и характеру строения те и другие Г. представляют собою стекловидные твердые растворы кремнезема, глиноземощелочных силикатов с оки металлов. Химическ. состав Г. принято выражать стехиометрия. ф-лой Зегера, в которой стеклообразующий SiGo противопоставляется ок К₂0, Na₂0, CaO, MgO, РЬО (плавням); при этом А1₂0₃ и В₂0₃ принимаются как бы индифферентными и помещаются посредине. Сумма основных окислов (RO) приводится к единице для большей сравнимости формул. Самые общие ф-лы для важнейших видов Г. таковы (по Берделю):

950—1 050°—гончарная посула:

PbO-(l-3,0) SiOj,

1 100—1 250°—фанпсовые изделия:

RO

( (0.1—0.3) А1.0.

( (0,1—0,5) В,О. ‘

(2,0—3,0) Si0₃,

1 350—1 500°—фарфоровые изделия:

ПО ДО,8—1,2) А1,0, (8,0—10,0) SiO,.

Приведенные ф-лы (Зегера), конечно, полностью не охватывают громадного разнообразия существующих Г.

Сырьем для Г. служат соединения:

•SiO,	в	виде кварцевого песка, кварца, кремня, каолина, глины, полевого шпата, пегматита, талька;
AljO*	»	»	каолина, глины, полевого шпата, пегматита, криолита;
1*ЬО	»	ь	глета, сурика; борной к-ты, буры, боронатрокаль-цита;
В20,	*	0
СаО	а	а	мела, известкового шпата, мрамора, плавикового шпата, доломита;
MgO	1>	о	магнезита, доломита, талька;
ВаО	»	»	витерита, тяжелого шпата;
К20		»	полевого шпата, пегматита, поташа, селитры;
Na,0	»	»	соды, буры, криолита и поварен, соли;
SnO,	а	а	окиси олова, хлористого олова, оловянной кислоты и кальцины (смеси 1*bО и SnO* в отношениях от 1:1 до 1:5).

Г. малого огня в простейшем случае (гончарное дело) составляются из тонко измельченного кварцевого песка с суриком, глетом или с так называемым золой, которая получается путем примитивного пережига свинца в металле или в изделиях на воздухе. Такие свинцовые Г., получающиеся при сравнительно невысоких t°, ок. 900°, не обладают значительной прочностью, легко царапаются и, вследствие частого несовпадения их коэфф-та расширения с коэфф-том расширения черепка, дают так называемым цек, то есть сеть волосных трещин. Кроме того, свинцовые Г., редко представляющие определенные химии, комбинации окиси свинца и кремнезема, имеют зачастую излишек первой, которая легко выщелачивается при соприкосновении даже с слабо кислыми жидкостями. Эта частичная растворимость свинцовой Г., в виду ядовитости свинца, делает гончарную посуду не всегда безопасной.

Свинцовые глазури, применяемые при производстве строительных материалов, также не совсем удовлетворяют своему назначению: они быстро выветриваются, подвергаясь постепенному выщелачиванию атмосферной влагой, содержащей углекислоту. Эти недостатки, свойственные простейшим свинцовым Г., давно известны и служат поводом к попыткам замены их Г.,столь же легкоплавкими, но более прочными механически и химически. Главнейшим препятствием при разрешении этой задачи является удорожа-ние таких малосвинцовых или бессвинцовых Г., вследствие необходимости заменять свинец дорогими соединениями бора (борная кислота и бура), дающими достаточно легкоплавкие и прочные Г.

Более прочные и твердые Г. для изделий с обжигом при 1100—1 150° получаются при замене части кремнезема глиноземом в виде маложелезистой глины или каолина и части свинца—щелочноземельными и щелочными металлами, а также введением соединений бора. Однако, последние обладают большой растворимостью в воде, вследствие чего нарушается постоянство состава I., и при нанесении на черепок Г. «размешивается». Поэтому Г. с растворимыми составными частями приготовляют по способу ф р и т т о-вания, заключающемуся в том, что весь кремнезем вместе с другими составными частями, кроме всей или большей части глины, подвергается предварительному сплавлению в ванной или тигельной печи, причем в дне тиглей имеются отверстия для выпуска. Получен, сплав, или фритта, тонко размалывается в мокром виде. Тончайшая муть фритты высушивается, превращается в порошок, смешивается с соответствующим количеством глины (по рецепту) и употребляется затем как Г. для более ценных керамических изделий малого огня, как то: для декоративных гончарных изделий, фаянса, стенных плиток, печных кафлей.

Очень часто окрашивают Г. в тот или иной цвет; для этого в состав их вводят различные красящие вещества в виде минеральных окислов и солей. Очень богата палитра для темп-ры обжига до 1 000°, в особенности до 850—900°. Так, окись железа в различных условиях пламени, а отчасти в комбинации с другими соединениями, дает желтый, красный, коричневый, серый и черный цвета и другие оттенки. Окись марганца дает фиолетовый, коричневый, серый и черный цвета. Окись меди в различных условиях пламени дает целую гамму синих и зеленых цветов и оттенков, отличающихся, однако, от чисто зеленого цвета. Металлическая медь восстанавливается в процессе обжига из соответствующих солей и окислов, давая столь известную рубиново-красную окраску (медный рубин)—китайскую красную Г. с переходами в розовый, лиловый, серый и бирюзовый цвета. Сернистая медь применяется для получения восстановительных л гост р о в (иризируюхцих световых эффектов). Закись-окись кобальта окрашивает стекла в чисто синий цвет различных оттенков, а в смеси с другими оки дает фиолетовый, серый и черный цвета. Специальный кобальтовый краситель, называемый «смальтой», дают силикаты калия и кобальта. Окись хрома обычно дает чисто зеленый цвет; другие соединения хрома—хромпик и хромовокислый свинец—специальную розовую окраску, известную под названием «пинк», и ярко красную—«коралл», а также коричневый цвет. Хромистый железняк дает черные и коричневые окраски для Г. Пинки— сиреневый и цвета гвоздики—получаются при комбинации окислов Сг, Со, Sn, К и Si0₂. Окись урана сообщает Г. желтую, красно-оранжевую и черную окраску. Соединения золота, в соответствующих условиях обжига, дают различные оттенки красного—от розового до пурпура. При декорации фарфора и фаянса по глазури применяются специальные препараты золота, дающие матовые и блестящие покрытия. Титановая кислота в виде минерала рутила дает хороший желтый цвет и т. н. кристаллические Г.; трехокись сурьмы дает желтые и оранжевые цвета; окислы никеля—коричневый и серый цвета; окись иридия сообщает Г. прекрасный черный цвет; окись олова, введенная в состав свинцовой Г. в соответствующем количестве, дает ей молочно-белую окраску, заглушая прозрачность. Такая свинцово-оловянная «глухая» Г. является основой для эмалевых Г. малого огня (печные белые изразцы и майолика) как в керамике, так и в эмалевом деле по металлу. Аналогичную роль заглу-шителей прозрачности играют также соединения а и фтора и отчасти фосфорной кислоты. Эта же окись олова в смеси с известью, кремнеземом и двухромовокислым калием дает уже упоминавшиеся цинковые оттенки красного—от розового до фиолетового. Окись олова с фосфорнокислой медыо дает окраску, сходную с бирюзово-лазурным цветом. Для получения чистых цветных тонов обычно применяются химически чистые окислы или соли; для получения смешанных цветов применяют их смеси, а также подходящие по составу нечистые красящие вещества.

Однако, почти все эти красители дают яркие и чистые оттенки лишь при невысоких I° малого огня. Для окрашивания Г. большого о г н я—фарфоровых—громадное большинство таких красящих веществ неприменимы, так как все они, за малым исключением, выгорают. Единственно прочными красящими веществами в условиях высоких температур являются соединения Со для синих оттенков, Сг₂0₃—для зеленого и Ее—для фиолетового цвета. Равномерное окрашивание достигается путем фрит-тования составных частей глазури.

В некоторых случаях, в особенности при изготовлении изделий строительной керамики—канализационных и кислотоупорных изделий,—вместо искусственных глазурных смесей применяют природные глины, богатые плавнями, то есть соединениями Ее, Са, Mg, Na, К. Подобные глины дают обычно глазурные покровы густой темной окраски, от бурого до коричневого оттенков, нередко с зеленоватым оттенком. В случае присутствия в такой глине соединений титана такая Г. совершенно закрывает окраску черепка. Образцом такой Г. является известная бунцлауская коричневая глазурь из Силезии, доставлявшаяся раньше и на наши заводы канализацион. труб и кислотоупорной посуды. Эта I. относится уже к Г. большого огня, ибо она требует для своего, как говорят, «розлива» (то есть расплавления) t° обжига не менее 1 260—1 280° (SK 8—9). Присутствие ТЮ₂ в этих Г. придает красновато-коричневому цвету золотистый отблеск, весьма ценный с декоративной точки зрения.

Благородные керамнческ. изделия—шпатовый санитарный фаянс и фарфор—покрываются Г., приготовленными из наиболее чистых материалов, дающих прозрачное, совершенно бесцветное стекло при 1° обжига от 1 150 до 1 410°. В их состав главным компонентом входит к р е м и е з е м —в виде тончайше измельченного кварца, затем г л и-н о з е м—в составе каолина или беложгу-щейся пластической огнеупорной глины с минимальным содержанием железа. В качестве плавней входят щелочи—в составе полевого шпата, известь—в виде чистейшего мела, мрамора или известняка—и отчасти (для фаянса) соединения бора.

Широко применяется также соляное глазурование, или муравление, заключающееся в том, что в конце обжига, когда товара достигает примерно 1 250—1 280°(SK 8—9), в топки, на раскаленные древесные угли и горящие дрова забрасывается обыкновенная поваренная соль. В присутствии паров воды (дрова в этой стадии обжига берутся более сырыми) хлористый натрий разлагается, и освободившийся парообразный Na₂0, реагируя с кремнеземом и глиноземом черепка, образует на его поверхности более или менее тонкий слой стекла, чрезвычайно тесно соединенный с массой черепка. По Меклеру, Г., получающаяся по этому способу, состоит из одной части Na₂0, 3¹/з ч. Si0₂ и ²/з ^ч- А1₂0₃. Пары соляной к-ты, образовавшиеся при разложении Nad, уходят с дымовыми газами.

При глазуровании изделия в сухом виде или чаще после слабого прокаливания (утильный обжиг) погружаются не надолго в глазурную жидкость густоты сливок. Сухой черепок изделия засасывает в свои поры поду глазурной жидкости, а Г. тонким слоем порошка остается на поверхности изделия. Тонкостенные фаянсовые и фарфоровые изделия подвергаются обязательно предварительному, так паз. утильному, обжигу при невысокой ί° в 700—800°—иначе их стенки в сухом виде не выдерживают купания в глазурной жидкости, и изделие ломается.

Б области строительной керамики обжиг Г. производится обычно одновременно с об жигом изделия. Т. о., Г„_л. Г. с этом случае сообразуют с <° обжига. При изготовлении майолики и фаянса глазурному обжигу предшествует главный обжиг изделий при более высокой t° с целью получения большей прочности черепка. В фарфоровом производстве, наоборот, за низким утильным обжигом (вернее, прокаливанием) следует главный обжиг (в этом случае одновременно и глазурный), при более высоких ί°.

Ium.: Б у д п и к о в II. П., Керамич. технологии, Харьков. 1927; Орлов Е. И., Глазури, эмали и нерамическ. краски, Харьков, 1927; В e г d e 1 Ed., Ulasuren und Emails, Koburg, 1912: В e r d e 1 E d., Kinfaclies chemisches Praktikum Hir Keramiker, Koburg, 1925—26; Segers Gesammelte Schriften, hrsg. von H. Heclit und K. Cramer, 2 Auflage, Berlin, 1908; Λ n s e 1 1 H. Tbe Manuf. of Glazed Bricks a. Sanit. Ware, L., 1898; Henry li. Griffen, Clay Glazes and Enamels, Indianopolis, Ind., 1920. В. Юрганов.