Glasuuri koostamise meisterklass: põhjalik juhend keraamikutele üle maailma

Glasuuri koostamine on keraamika keeruline, kuid rahuldust pakkuv aspekt. Glasuuri loomise põhimõtete mõistmine annab teile võimaluse saavutada ainulaadseid efekte, lahendada probleeme ja lõppkokkuvõttes oma kunstilist visiooni täielikumalt väljendada. See põhjalik juhend pakub sügavat sissevaadet glasuuride koostamise maailma, hõlmates kõike alates glasuurikeemia põhitõdedest kuni täiustatud tehnikateni vapustavate ja usaldusväärsete glasuuride loomiseks. Olenemata sellest, kas olete algaja või kogenud keraamik, kes soovib oma oskusi lihvida, varustab see juhend teid teadmiste ja tööriistadega, mida vajate glasuuride koostamise kunsti valdamiseks.

Glasuurikeemia mõistmine

Glasuur on sisuliselt õhuke klaasikiht, mis sulatatakse põletamise käigus keraamilise keha külge. Et mõista, kuidas glasuurid toimivad, on oluline mõista mõningaid klaasikeemia põhimõisteid.

Glasuuri kolm sammast: räbusti, stabilisaator ja klaasimoodustaja

Glasuurid koosnevad kolmest olulisest komponendist, mida sageli nimetatakse "kolmeks sambaks":

Räbustid: Need materjalid alandavad glasuuri sulamistemperatuuri. Levinud räbustid on naatriumi, kaaliumi, liitiumi, kaltsiumi, magneesiumi, baariumi ja tsingi oksiidid. Erinevad räbustid mõjutavad glasuuri erinevalt, mõjutades selle sulamistemperatuuri, värvireaktsiooni ja pinna tekstuuri. Näiteks sooda (naatriumkarbonaat) on tugev räbusti, kuid võib liigsel kasutamisel põhjustada krakleed. Liitiumkarbonaat on teine võimas räbusti, mida kasutatakse sageli erksate värvide ja siledate pindade loomiseks.
Stabilisaatorid: Need materjalid annavad sulanud glasuurile struktuuri ja stabiilsuse. Kõige olulisem stabilisaator on alumiiniumoksiid (Al₂O₃), mida lisatakse tavaliselt savimineraalide, nagu kaoliini, või alumiiniumhüdraadi kaudu. Alumiiniumoksiid suurendab glasuuri viskoossust, vältides selle potilt maha voolamist põletamise ajal ning suurendades ka glasuuri vastupidavust.
Klaasimoodustajad: Ränidioksiid (SiO₂) on peamine klaasimoodustaja. See moodustab glasuuri klaasja võrgustiku. Ränidioksiidil on iseenesest väga kõrge sulamistemperatuur, mistõttu on räbustid vajalikud, et see keraamilise põletuse temperatuuridel sulaks. Kvarts ja tulekivi on levinud ränidioksiidi allikad glasuurides.

Ühtne molekulaarvalem (UMF)

Ühtne molekulaarvalem (UMF) on standardiseeritud viis glasuuri keemilise koostise esitamiseks. See väljendab erinevate oksiidide suhtelisi molaarsuhteid glasuurivalemis, kusjuures räbustite summa on normaliseeritud väärtuseni 1,0. See võimaldab erinevate glasuuriretseptide lihtsamat võrdlemist ja analüüsimist.

UMF on struktureeritud järgmiselt:

Räbustid: RO (nt CaO, MgO, BaO, ZnO) + R₂O (nt Na₂O, K₂O, Li₂O) = 1,0

Stabilisaator: R₂O₃ (nt Al₂O₃)

Klaasimoodustaja: RO₂ (nt SiO₂)

UMF-i mõistmine võimaldab teil kohandada erinevate oksiidide proportsioone oma glasuurivalemis, et saavutada spetsiifilisi omadusi. Näiteks ränidioksiidi sisalduse suurendamine muudab glasuuri üldiselt vastupidavamaks ja vähem krakleele kalduvaks, samas kui räbustisisalduse suurendamine alandab sulamistemperatuuri ja muudab glasuuri voolavamaks.

Toorainete uurimine

Glasuuride koostamisel võib kasutada laia valikut tooraineid, millest igaüks annab spetsiifilisi oksiide ja mõjutab glasuuri lõplikke omadusi. Nende materjalide mõistmine on edukate glasuuride loomisel ülioluline.

Levinud glasuurimaterjalid ja nende rollid

Savid: Kaoliin (portselansavi) on levinud alumiiniumoksiidi ja ränidioksiidi allikas. See aitab hoida glasuuri vees suspensioonis ja annab glasuurisegule keha. Kasutada võib ka kerasavi, kuid see sisaldab rohkem lisandeid ja võib mõjutada glasuuri värvi.
Ränidioksiidi allikad: Kvarts ja tulekivi on puhtad ränidioksiidi vormid. Need on sageli peeneks jahvatatud, et tagada korralik sulamine. Kasutada võib ka liiva, kuid see peaks olema väga puhas ja lisanditevaba.
Päevakivid: Need mineraalid on ränidioksiidi, alumiiniumoksiidi ja mitmesuguste räbustite (naatrium, kaalium, kaltsium) kompleksne segu. Need on levinud mitme oksiidi allikaks glasuurides. Näited on järgmised:

Soodapäevakivi (albiit): Kõrge naatriumoksiidi sisaldusega.
Kaaliumpäevakivi (ortoklass): Kõrge kaaliumoksiidi sisaldusega.
Kaltsiumpäevakivi (anortiit): Kõrge kaltsiumoksiidi sisaldusega.

Karbonaadid: Need materjalid lagunevad põletamise käigus, vabastades süsinikdioksiidi ja jättes maha metallioksiidi. Näited on järgmised:

Kaltsiumkarbonaat (kriit): Kaltsiumoksiidi allikas.
Magneesiumkarbonaat (magnesiit): Magneesiumoksiidi allikas.
Baariumkarbonaat: Baariumoksiidi allikas (kasutada ettevaatusega - mürgine!).
Strontsiumkarbonaat: Strontsiumoksiidi allikas.

Oksiidid: Puhtaid metallioksiide võib lisada glasuuridele, et saavutada spetsiifilisi värve ja efekte. Näited on järgmised:

Raudoksiid (punane raudoksiid, must raudoksiid): Annab pruune, kollaseid, rohelisi ja musti toone, sõltuvalt põletusatmosfäärist.
Vaskoksiid (vaskkarbonaat): Annab oksüdeerivas keskkonnas rohelisi ja redutseerivas keskkonnas punaseid toone.
Koobaltoksiid (koobaltkarbonaat): Annab tugevaid siniseid toone.
Mangaandioksiid: Annab pruune, lillasid ja musti toone.
Kroomoksiid: Annab rohelisi toone.
Titaandioksiid: Annab rutiilefekte ja võib mõjutada värvi.

Fritid: Need on eelsulatatud klaasid, mis on jahvatatud pulbriks. Neid kasutatakse räbustite ja muude oksiidide lisamiseks stabiilsemal ja prognoositavamal kujul. Fritid on eriti kasulikud lahustuvate materjalide, nagu booraksi, või materjalide, mis vabastavad põletamise ajal gaase, nagu karbonaatide, lisamiseks. Frittide kasutamine aitab minimeerida glasuuridefekte.
Muud lisandid:

Bentoniit: Savi, mis toimib suspendeeriva ainena ja aitab hoida glasuuri suspensioonis.
CMC liim (karboksümetüültselluloos): Orgaaniline liim, mida kasutatakse glasuuri nakkuvuse parandamiseks ja settimise vältimiseks.
Epsomi soolad (magneesiumsulfaat): Võib lisada glasuuri deflokuleerimiseks ja selle pintseldamisomaduste parandamiseks.

Ohutuskaalutlused

Paljud glasuurimaterjalid on sissehingamisel või allaneelamisel ohtlikud. Kandke kuivade glasuurimaterjalide käsitsemisel alati respiraatorit ja töötage hästi ventileeritavas kohas. Mõned materjalid, nagu baariumkarbonaat, on eriti mürgised ja nõuavad erilist ettevaatust. Tutvuge alati iga kasutatava materjali ohutuskaardiga (MSDS) ja järgige soovitatud ohutusabinõusid.

Glasuuri arvutamise tehnikad

Glasuuriretseptide arvutamine võib esialgu tunduda hirmutav, kuid see on oluline oskus glasuurivalemite mõistmiseks ja nendega manipuleerimiseks. Glasuuride arvutamiseks on mitu meetodit, alates lihtsatest protsentarvutustest kuni keerukamate UMF-arvutusteni.

Protsentidest grammideni: partiiretseptid

Enamik glasuuriretsepte esitatakse esialgu protsentides. Glasuuripartii valmistamiseks peate need protsendid teisendama grammideks (või muudeks kaaluühikuteks). Protsess on lihtne:

Määrake kindlaks partii kogusuurus, mida soovite valmistada (nt 1000 grammi).
Korrutage iga protsent retseptis partii kogusuurusega.
Jagage tulemus 100-ga, et saada iga materjali kaal grammides.

Näide:

Glasuuriretsept on antud järgmiselt:

Päevakivi: 50%
Kaoliin: 25%
Kriit: 25%

1000-grammise partii valmistamiseks oleks arvutus järgmine:

Päevakivi: (50/100) * 1000 = 500 grammi
Kaoliin: (25/100) * 1000 = 250 grammi
Kriit: (25/100) * 1000 = 250 grammi

Glasuuri arvutamise tarkvara kasutamine

Mitmed tarkvaraprogrammid ja veebitööriistad võivad glasuuri arvutamist oluliselt lihtsustada. Need tööriistad võimaldavad teil sisestada soovitud UMF-i või sihtoksiidide protsendid ja nad arvutavad teie jaoks partiiretsepti. Samuti võimaldavad need retsepti hõlpsalt kohandada ja näha, kuidas see mõjutab glasuuri üldist koostist. Mõned populaarsed valikud on:

Insight-Live: Veebipõhine glasuuride arvutamise programm, millel on lai valik funktsioone, sealhulgas UMF-arvutus, materjalide andmebaas ja retseptide jagamine.
GlazeMaster: Töölaua tarkvaraprogramm glasuuride arvutamiseks ja retseptide haldamiseks.
Matrix: Teine veebipõhine valik glasuuride arvutamiseks.

Piirvalemite mõistmine

Piirvalemid on juhised, mis määratlevad erinevate oksiidide vastuvõetavad vahemikud glasuuris. Need pakuvad raamistikku tasakaalustatud ja stabiilsete glasuuride loomiseks. Piirvalemitest kinni pidades saate minimeerida glasuuridefektide, nagu kraklee, kildumine ja leostumine, riski.

Näiteks tüüpiline piirvalem koonus 6 glasuurile võib olla:

Al₂O₃: 0.3 - 0.6
SiO₂: 2.0 - 4.0

See tähendab, et alumiiniumoksiidi sisaldus glasuuris peaks jääma vahemikku 0,3 kuni 0,6 mooli ja ränidioksiidi sisaldus vahemikku 2,0 kuni 4,0 mooli.

Põletustemperatuur ja atmosfäär

Põletustemperatuur ja atmosfäär mõjutavad oluliselt glasuuri lõplikku välimust. Erinevad glasuurid on loodud küpsema erinevatel temperatuuridel ja ahju atmosfäär võib oluliselt mõjutada glasuuri värvi ja tekstuuri.

Koonustemperatuuride mõistmine

Keraamilisi põletustemperatuure mõõdetakse tavaliselt püromeetriliste koonustega. Need on väikesed, saledad püramiidid, mis on valmistatud keraamilistest materjalidest, mis pehmenevad ja painduvad kindlatel temperatuuridel. Erinevad koonuste numbrid vastavad erinevatele temperatuurivahemikele.

Levinud põletusvahemikud on:

Koonus 06-04 (madalkuumus): Umbes 1000–1063 °C (1830–1945 °F). Sobib savinõude ja raku jaoks.
Koonus 5-6 (keskkuumus): Umbes 1186–1222 °C (2167–2232 °F). Populaarne vahemik keraamika ja portselani jaoks.
Koonus 8-10 (kõrgkuumus): Umbes 1250–1305 °C (2282–2381 °F). Tavaliselt kasutatakse portselani ja kõrgkuumuskeraamika jaoks.

Oksüdeeriv vs redutseeriv põletus

Põletamise ajal võib ahju atmosfäär olla kas oksüdeeriv või redutseeriv. Oksüdeeriv atmosfäär on rohke hapnikuga, samas kui redutseeriv atmosfäär on piiratud hapnikuhulgaga.

Oksüdeeriv põletus: Saavutatakse elektriahjudes ja piisava õhuvarustusega gaasiahjudes. Oksüdeeriv põletus annab üldiselt heledamad ja ühtlasemad värvid.
Redutseeriv põletus: Saavutatakse gaasiahjudes õhuvarustuse piiramisega. Redutseeriv põletus loob süsinikurikka atmosfääri, mis võib muuta metallioksiidide oksüdatsiooniastmeid, tulemuseks on ainulaadsed ja sageli ettearvamatud värviefektid. Vaskpunased glasuurid saavutatakse näiteks tavaliselt redutseeriva põletuse teel.

Glasuuridefektide tõrkeotsing

Glasuuridefektid on keraamikas tavalised väljakutsed, kuid nende defektide põhjuste mõistmine aitab teil neid ennetada ja parandada.

Levinud glasuuridefektid ja nende põhjused

Kraklee: Peente pragude võrgustik glasuuri pinnal. Kraklee on tavaliselt põhjustatud glasuuri ja savikeha soojuspaisumise erinevusest. Glasuur tõmbub jahtumisel rohkem kokku kui savikeha, põhjustades selle pragunemist. Lahendused on järgmised:

Glasuuri ränidioksiidi sisalduse suurendamine.
Glasuuri leelismetallide (naatrium, kaalium, liitium) sisalduse vähendamine.
Madalama soojuspaisumisega savikeha kasutamine.

Kildumine: Kraklee vastand, kus glasuur koorub keraamiliselt kehalt maha. Kildumine on põhjustatud sellest, et glasuur tõmbub jahtumisel vähem kokku kui savikeha. Lahendused on järgmised:

Glasuuri ränidioksiidi sisalduse vähendamine.
Glasuuri leelismetallide sisalduse suurendamine.
Kõrgema soojuspaisumisega savikeha kasutamine.

Kahanemine: Glasuur tõmbub põletamise ajal pinnalt eemale, jättes keraamikale paljaid laike. Kahanemise põhjused võivad olla:

Glasuuri liiga paksu kihina pealekandmine.
Glasuuri pealekandmine tolmusele või õlisele pinnale.
Kõrge pindpinevusega glasuuri kasutamine.

Nõelapeaaugud: Väikesed augud glasuuri pinnal. Nõelapeaaukude põhjused võivad olla:

Gaaside eraldumine savikehast või glasuurist põletamise ajal.
Ebapiisav hoidmisaeg põletuse tipptemperatuuril.
Glasuuri pealekandmine poorsele või alapõletatud savikehale.

Voolamine: Glasuur voolab põletamise ajal liigselt, põhjustades selle potilt maha tilkumist. Voolamise põhjused on:

Väga madala viskoossusega glasuuri kasutamine.
Glasuuri ülepõletamine.
Glasuuri liiga paksu kihina pealekandmine.

Villid: Suured mullid või villid glasuuri pinnal. Villide põhjused võivad olla:

Glasuuri ülepõletamine.
Põletamise ajal glasuuri kinni jäänud gaasid.
Kõrge karbonaatide sisaldus glasuuris.

Tuhmumine: Glasuur, mis ei ole piisavalt läikiv. Tuhmumise põhjused võivad olla:

Alapõletus.
Liiga palju alumiiniumoksiidi glasuuris.
Devitrifikatsioon (kristallide moodustumine pinnal).

Diagnostiline testimine

Glasuuridefektide tõrkeotsingul on kasulik läbi viia diagnostilisi teste, et tuvastada algpõhjus. Mõned kasulikud testid on:

Joonsegu: Kahe materjali proportsiooni järkjärguline muutmine glasuuris, et näha, kuidas see mõjutab glasuuri omadusi.
Kolmiksegu: Kolme erineva materjali segamine erinevates proportsioonides, et uurida laiemat valikut glasuurivõimalusi.
Soojuspaisumise test: Glasuuri ja savikeha soojuspaisumise mõõtmine, et kontrollida nende sobivust.
Põletusvahemiku test: Glasuuri põletamine erinevatel temperatuuridel, et määrata selle optimaalne põletusvahemik.

Täiustatud glasuuritehnikad

Kui teil on kindel arusaam glasuuride koostamise põhitõdedest, võite hakata uurima täiustatud tehnikaid, et luua unikaalseid ja keerukaid efekte.

Rutiilglasuurid

Rutiil (titaandioksiid) on mitmekülgne materjal, mis võib luua glasuurides laia valikut efekte, alates peenest varieeruvusest kuni dramaatilise kristallikasvuni. Rutiilglasuuridel on sageli laiguline või triibuline välimus, värvi ja tekstuuri variatsioonidega. Efekt on tingitud titaandioksiidi kristalliseerumisest sulanud glasuurist jahtumise ajal.

Kristallglasuurid

Kristallglasuure iseloomustab suurte, nähtavate kristallide kasv glasuuri pinnal. Need kristallid on tavaliselt tsinksilikaadi (willemiidi) kristallid. Kristallglasuurid nõuavad edukaks kristallikasvuks täpset põletusgraafiku ja glasuuri koostise kontrolli.

Opalescentsed glasuurid

Opalescentsed glasuurid on piimja või sillerdava välimusega, sarnaselt opaalkividele. Selle efekti põhjustab valguse hajumine glasuuris suspendeeritud pisikestelt osakestelt. Opalesentsi saab saavutada, lisades glasuurile materjale nagu tinaoksiid, tsirkooniumoksiid või titaandioksiid.

Vulkaanilised glasuurid

Vulkaanilisi glasuure iseloomustab nende kare, kraatritega ja mullitav pind, mis meenutab vulkaanilist kivimit. Need glasuurid luuakse sageli lisades materjale, mis lagunevad ja vabastavad põletamise ajal gaase, luues iseloomuliku pinnatekstuuri. Vulkaaniliste efektide loomiseks võib kasutada materjale nagu ränikarbiid, raudsulfiid või mangaandioksiid.

Glasuuriretseptid: lähtepunkt

Siin on mõned glasuuriretseptid alustamiseks. Pidage meeles, et glasuurid tuleb alati enne suurele esemele kandmist väikeses mahus testida.

Koonus 6 läbipaistev glasuur

Fritt 3134: 50%
Kaoliin: 25%
Ränidioksiid: 25%

Koonus 6 matt glasuur

Fritt 3134: 40%
EPK: 20%
Kriit: 20%
Ränidioksiid: 20%

Koonus 6 rauapesu (dekoratiivsete efektide jaoks)

Punane raudoksiid: 50%
Kerasavi: 50%

Märkus: Need retseptid on lähtepunktid ja neid võib olla vaja kohandada vastavalt teie konkreetsele savikehale, põletustingimustele ja soovitud efektidele. Testige alati põhjalikult.

Lisamaterjalid õppimiseks

Glasuuride koostamise kohta lisateabe saamiseks on saadaval palju suurepäraseid ressursse. Siin on mõned soovitused:

Raamatud:

"Ceramic Science for the Potter", autor W.G. Lawrence
"Mastering Cone 6 Glazes", autorid John Hesselberth ja Ron Roy
"The Complete Guide to Mid-Range Glazes", autor John Britt

Veebisaidid ja veebifoorumid:

Ceramic Arts Daily
Potters.org
Clayart

Töötoad ja kursused:

Osalege kogenud keraamikute juhendatavates töötubades ja kursustel, et õppida nende teadmistest ja saada praktilisi kogemusi.

Kokkuvõte

Glasuuri koostamine on avastuste ja katsetuste teekond. Mõistes glasuurikeemia põhimõtteid, uurides tooraineid ja omandades arvutustehnikaid, saate avada loominguliste võimaluste maailma. Ärge kartke katsetada, tehke märkmeid ja õppige oma vigadest. Kannatlikkuse ja sihikindlusega saate arendada oma ainulaadseid glasuuriretsepte ja luua vapustavat keraamikat, mis peegeldab teie isiklikku visiooni. Pidage meeles, et glasuuride koostamine ei ole täppisteadus ning alati jääb alles üllatuse ja juhuslikkuse element. Võtke omaks ootamatus ja nautige kaunite ning funktsionaalsete glasuuride loomise protsessi.