3. Для чего нужна формула Зегера и применение расчётов.

3.1 Использование формулы Зегера

Давайте теперь посмотрим на формулу Зегера поподробнее. Что мы можем в ней увидеть? Напоминаю, что в формуле Зегера все числа выражают, какое в этой глазури у разных оксидов соотношение количества молекул между собой. Чтобы эти соотношения были лучше видны, мы и проводили все махинации в расчёте 2.2 и получили нашу формулу Зегера.

0.413 Na2O 0.522 CaO 0.064 ZnO

0.405 Al2O3 0.82 B2O3

4.208 SiO2

Мы можем увидеть в ней следующее: ( Collapse )

Во-первых, сумма всех основных оксидов, то есть флюсов, равна единице. И мы соответственно можем смотреть на них как на процентный состав в этой колонке. Это важная информация, так как различные основные оксиды и их соотношение друг к другу являются показателем основных свойств глазури. В нашем случае мы можем сказать, что из всех основных оксидов 41% приходится на Na₂O, 52% на CaO, а 6% на ZnO. Учтём ещё раз, что это не на всю глазурь, а только распределение основных оксидов между собой. Во-вторых, мы видим, как соотносятся другие оксиды к сумме флюсов – в нашем примере у нас на 1 моль основных оксидов приходится 0.405 молей Al₂O₃, 0.82 молей B₂O₃ , 4.208 молей SiO₂.(То есть на одну молекулу основных оксидов у нас приходится 0.405 молекулы Al₂O₃, 0.82 молекулы B₂O₃ и 4.208 молекулы SiO₂.) Получается, что у нас примерно в четыре раза больше кварца, чем всех флюсов вместе. А глинозёма в два с половиной раза меньше чем всех флюсов. К первому пункту: Обратив наш взгляд чисто на основные оксиды, мы можем сказать следующее: В глазури достаточно много Na₂O и CaO, а ZnO совсем немного. Большое количество Na₂O даёт нам глянцевую поверхность, яркие, сочные цвета с характерными оттенками при крашении, но также тенденцию к цеку и неустойчивость к химическим воздействиям, таким как уксус, кислые соки и мыло. Большое количество CaO в глазури проявляется в белом её цвете, или как минимум в молочной прозрачности. На это указывает и присутствие ZnO, который даже в маленьких дозах существенно усиливает глушительную силу других оксидов, таких как CaO. Так же CaO делает глазурь крепкой и устойчивой, резистивной к химическим воздействиям. Равное присутствие CaO и Na₂O говорит о том, что химическая устойчивость нашей глазури более менее сбалансирована – ни очень большая, ни маленькая. Ко второму пункту: Из количества остальных оксидов и их соотношения к основным и друг к другу можно узнать следующее:

• Глинозём Al₂O₃ устанавливает температуру плавления. Чем больше в глазури Al₂O₃ , тем выше температура плавления.

• Количество SiO₂ влияет на крепость глазури, на хим.устойчивость к кислотам, а также повышает температуру плавления. Чем больше температура, тем больше можно добавить SiO₂ для хорошо сплавленной глазури.

• Бура в глазурях явно проявляет флюсовые качества. Если много буры, то глазурь может потечь. В маленьких количествах бура улучшает хим.устойчивость, а в больших количествах снова ухудшает её.

• Если рассматривать глазури без буры, то-есть высокотемпературные глазури (не наш случай), то имеет место быть ещё соотношение кварца и глинозёма SiO₂ : Al₂O₃. Оно говорит нам о глянцевости глазури. Максимальные значения 10-11 (много кварца, мало глинозёма) говорят о максимальной глянцевости, тогда как маленькие значения (кварца не намного больше, чем глинозёма) говорят о том, что глазурь по всей вероятности будет матовой.

Обращая внимание на первый и второй пункт, наверно у многих возник вопрос – а сколько это – «много CaO» или «много Al₂O₃ »? Вопрос вполне оправданный. Чтобы иметь определённый ориентир в этом случае, у нас есть ещё один ценный инструмент анализа – предельные формулы.

3.2 Предельные глазурные формулы.

3.2.1 Предельные формулы

Предельные формулы используются, чтобы иметь определённый ориентир относительно количества оксидов в формуле Зегера. Это формулы, задающие определённые значения, в пределах которых реально получить стабильную, хорошую глазурь. Они основаны на многолетнем опыте и большом количестве экспериментов. Когда отдельные оксиды сильно выходят за рамки предельных формул, глазурь начинает вести себя странным (иногда очень интересным) образом. Так, видя чёткий недостаток в какой-нибудь глазури, сравнив её формулу Зегера с подходящей предельной формулой, часто можно сравнительно легко догадаться, что в ней не так и быстро устранить неполадку. Предельные формулы даются для разных температур, типов поверхности, и разных типов глазурей по компонентам. Часто предельные формулу из разных источников существенно различаются, так как у разных авторов свои наработки по работающим соотношениям оксидов друг к другу. Поэтому ни одна из предельных формул не является непресекаемой истиной. В границах предельных формул вполне можно получить и совершенно нестабильную глазурь, если очень постараться. И также за их пределами существуют прекрасные, устойчивые и красивые глазури. Поэтому, предельные формулы – это просто ориентир, чтобы примерно представлять себе количество оксидов для определённого типа глазури или нужной температуры. А прочувствовав на практике, как оксиды примерно относятся друг к другу, вполне можно отправляться в далёкое плавание и выходить за пределы формул, чтобы экспериментировать. Глазури можно классифицировать по температуре и их типу. На низких температурах (до 900-920°C) у нас присутствуют щелочные глазури, в которых доминируют оксиды щелочной группы металлов Na₂O, K₂O и Li₂O. Такие глазури славятся яркими, специфическими цветами, но очень слабой устойчивостью к химическому воздействию, что даже атмосферная влажность со временем их разъедает. Также они мягкие и легко царапаются. Несколько выше (980-1050°) начинаются щелочно-борные глазури, в которых всё ещё большое количество оксидов щелочной группы металлов, но уже присутствуют в бóльшем количестве земельно-щёлочные оксиды CaO и MgO, а так же ZnO, оксид бора B₂O₃, повышенное кол-во глинозёма Al₂O₃. Эти глазури намного устойчивее к химическому воздействию, более крепкие и твёрдые. Дальше с повышением температуры количество щелочных оксидов и оксида бора падает, а зато растёт количество CaO и MgО, Al₂O₃ и SiO₂. На максимальных температурах 1200-1300°C оксид бора больше не нужен, щелочных оксидов остаётся немного, главным образом присутствуют земельно-щёлочные оксиды, Al₂O₃ и SiO₂. Эти глазури для каменной массы самые крепкие и устойчивые к любым воздействиям, не влияет на них ни уксус, ни щёлочи, ни царапанье. Их цвета более спокойные и не такие яркие как на низких температурах. Также существуют глухие, матовые и кристаллические глазури – отличающиеся для разных температур. Ниже приведён набор предельных формул из разных источников. В конце статьи вы можете скачать их одним файлом в формате PDF. В немецкой и английской практике температура плавления приводится не в градусах, а в конусах Зегера. Это определённая шкала, которая кроме температуры учитывает скорость подъёма температуры и определяется через непосредственный обжиг керамического конуса определённого состава. Когда этот конус начинает плавиться и сгибается до середины, нужная температура считается достигнутой. В таблицах приведена температура в градусах и оригинальное значение в конусах, по английский обозначаемая «cone», по немецки «SK (Segerkegel)». Таблицу пересчёта конусов Зегера в градусы можно найти в интернете. 1. Предельные формулы из немецкой книги Keramische Glasuren, автор Wolf Matthes. 2. Традиционные британские предельные формулы. (Из digitalfire.com) 3. Британские предельные формулы от фирмы Green&Cooper. (Из digitalfire.com) 4. Предельные формулы от керамистов Val Cushing и Linda Arbuckle (США)