שליטה בפורמולציית גלזורות: מדריך מקיף לקרמיקאים ברחבי העולם

פורמולציית גלזורות היא היבט מורכב אך מתגמל בקרמיקה. הבנת העקרונות מאחורי יצירת גלזורה מעצימה אתכם להשיג אפקטים ייחודיים, לפתור בעיות, ובסופו של דבר לבטא את החזון האמנותי שלכם באופן מלא יותר. מדריך מקיף זה מספק צלילה עמוקה לעולם פורמולציית הגלזורות, ומכסה הכל, החל מיסודות הכימיה של הגלזורה ועד לטכניקות מתקדמות ליצירת גלזורות מרהיבות ואמינות. בין אם אתם מתחילים שרק עושים את צעדיהם הראשונים או קרמיקאים מנוסים המעוניינים לשכלל את כישוריכם, מדריך זה יצייד אתכם בידע ובכלים הדרושים כדי להשתלט על אמנות הכנת הגלזורות.

הבנת הכימיה של הגלזורה

גלזורה היא למעשה שכבה דקה של זכוכית המותכת לגוף קרמי במהלך השריפה. כדי להבין כיצד גלזורות פועלות, חיוני להבין כמה מושגי יסוד בכימיה של זכוכית.

שלושת עמודי התווך של הגלזורה: שטף, מייצב ויוצר זכוכית

גלזורות מורכבות משלושה רכיבים חיוניים, המכונים לעתים קרובות "שלושת עמודי התווך":

שטפים (Fluxes): חומרים אלו מנמיכים את נקודת ההתכה של הגלזורה. שטפים נפוצים כוללים תחמוצות נתרן, אשלגן, ליתיום, סידן, מגנזיום, בריום ואבץ. שטפים שונים משפיעים על הגלזורה בדרכים שונות, ומשפיעים על נקודת ההתכה שלה, תגובת הצבע ומרקם פני השטח. לדוגמה, סודה אש (נתרן פחמתי) היא שטף חזק אך עלולה לגרום לסדיקה (crazing) בשימוש עודף. ליתיום קרבונט הוא שטף חזק נוסף המשמש לעתים קרובות ליצירת צבעים עזים ומשטחים חלקים.
מייצבים (Stabilizers): חומרים אלו מספקים מבנה ויציבות לגלזורה המותכת. המייצב החשוב ביותר הוא אלומינה (Al₂O₃), המוחדר בדרך כלל דרך מינרלי חרסית כמו קאולין או דרך אלומינה הידרט. אלומינה מגבירה את צמיגות הגלזורה, מונעת ממנה לנזול מהכלי במהלך השריפה וגם מגבירה את עמידות הגלזורה.
יוצרי זכוכית (Glass Formers): סיליקה (SiO₂) היא יוצרת הזכוכית העיקרית. היא יוצרת את הרשת הזכוכיתית של הגלזורה. לסיליקה יש נקודת התכה גבוהה מאוד בפני עצמה, וזו הסיבה שדרושים שטפים כדי לגרום לה להינתך בטמפרטורות שריפה קרמיות. קוורץ ופלינט הם מקורות נפוצים לסיליקה בגלזורות.

הנוסחה המולקולרית המאוחדת (UMF)

הנוסחה המולקולרית המאוחדת (UMF) היא דרך מתוקננת לייצג את ההרכב הכימי של גלזורה. היא מבטאת את היחסים המולריים של התחמוצות השונות בנוסחת הגלזורה, כאשר סכום השטפים מנורמל ל-1.0. הדבר מאפשר השוואה וניתוח קלים יותר של מתכוני גלזורה שונים.

ה-UMF בנויה כדלקמן:

שטפים: RO (לדוגמה, CaO, MgO, BaO, ZnO) + R₂O (לדוגמה, Na₂O, K₂O, Li₂O) = 1.0

מייצב: R₂O₃ (לדוגמה, Al₂O₃)

יוצר זכוכית: RO₂ (לדוגמה, SiO₂)

הבנת ה-UMF מאפשרת לכם להתאים את הפרופורציות של תחמוצות שונות בנוסחת הגלזורה שלכם כדי להשיג תכונות ספציפיות. לדוגמה, הגדלת תכולת הסיליקה בדרך כלל תהפוך את הגלזורה לעמידה יותר ופחות נוטה לסדיקה, בעוד שהגדלת תכולת השטף תנמיך את טמפרטורת ההתכה ותהפוך את הגלזורה לנוזלית יותר.

חקירת חומרי גלם

מגוון רחב של חומרי גלם יכול לשמש בפורמולציית גלזורות, כאשר כל אחד תורם תחמוצות ספציפיות ומשפיע על התכונות הסופיות של הגלזורה. הבנת חומרים אלה חיונית ליצירת גלזורות מוצלחות.

חומרי גלזורה נפוצים ותפקידיהם

חרסיות: קאולין (חרסית סינית) הוא מקור נפוץ לאלומינה וסיליקה. הוא מסייע להשהות את הגלזורה במים ומספק גוף לתערובת הגלזורה. ניתן להשתמש גם בבול קליי (Ball clay), אך הוא מכיל יותר זיהומים ויכול להשפיע על צבע הגלזורה.
מקורות סיליקה: קוורץ ופלינט הם צורות טהורות של סיליקה. הם לרוב נטחנו דק כדי להבטיח התכה נכונה. ניתן להשתמש גם בחול, אך הוא צריך להיות נקי מאוד וללא זיהומים.
פלדספרים: מינרלים אלה הם תערובת מורכבת של סיליקה, אלומינה ושטפים שונים (נתרן, אשלגן, סידן). הם מקור נפוץ לתחמוצות מרובות בגלזורות. דוגמאות כוללות:

סודה פלדספר (אלביט): עשיר בתחמוצת נתרן.
אשלג פלדספר (אורתוקלז): עשיר בתחמוצת אשלגן.
סידן פלדספר (אנורתיט): עשיר בתחמוצת סידן.

קרבונטים: חומרים אלה מתפרקים במהלך השריפה, משחררים פחמן דו-חמצני ומשאירים מאחור את תחמוצת המתכת. דוגמאות כוללות:

סידן פחמתי (גיר/Whiting): מקור לתחמוצת סידן.
מגנזיום פחמתי (מגנזיט): מקור לתחמוצת מגנזיום.
בריום פחמתי: מקור לתחמוצת בריום (יש להשתמש בזהירות - רעיל!).
סטרונציום פחמתי: מקור לתחמוצת סטרונציום.

תחמוצות: ניתן להוסיף תחמוצות מתכת טהורות לגלזורות כדי להשיג צבעים ואפקטים ספציפיים. דוגמאות כוללות:

תחמוצת ברזל (תחמוצת ברזל אדומה, תחמוצת ברזל שחורה): מפיקה חומים, צהובים, ירוקים ושחורים, בהתאם לאטמוספירת השריפה.
תחמוצת נחושת (נחושת פחמתית): מפיקה ירוקים בחמצון ואדומים בחיזור.
תחמוצת קובלט (קובלט פחמתי): מפיקה כחולים חזקים.
מנגן דו-חמצני: מפיק חומים, סגולים ושחורים.
תחמוצת כרום: מפיקה ירוקים.
טיטניום דו-חמצני: מפיק אפקטים של רוטיל ויכול להשפיע על הצבע.

פריטות (Frits): אלו הן זכוכיות שהותכו מראש ונטחנו לאבקה. הן משמשות להחדרת שטפים ותחמוצות אחרות בצורה יציבה וצפויה יותר. פריטות שימושיות במיוחד לשילוב חומרים מסיסים כמו בורקס או חומרים המשחררים גזים במהלך השריפה, כמו קרבונטים. השימוש בפריטות יכול לעזור למזער פגמים בגלזורה.
תוספים אחרים:

בנטונייט: חרסית הפועלת כמרחף ומסייעת לשמור על הגלזורה בתרחיף.
CMC Gum (Carboxymethyl Cellulose): דבק אורגני המשמש לשיפור הידבקות הגלזורה ולמניעת שקיעה.
מלחי אפסום (מגנזיום סולפט): ניתן להוסיף כדי לבצע דפלוקולציה לגלזורה ולשפר את תכונות המריחה שלה במכחול.

שיקולי בטיחות

חומרי גלזורה רבים מסוכנים בשאיפה או בבליעה. יש לחבוש תמיד מסכת נשימה בעת טיפול בחומרי גלזורה יבשים ולעבוד באזור מאוורר היטב. חומרים מסוימים, כגון בריום פחמתי, רעילים במיוחד ודורשים זהירות יתרה. יש לעיין תמיד בגיליון נתוני בטיחות חומרים (MSDS) עבור כל חומר שבו אתם משתמשים ולפעול לפי אמצעי הבטיחות המומלצים.

טכניקות לחישוב גלזורה

חישוב מתכוני גלזורה יכול להיראות מרתיע בהתחלה, אך זוהי מיומנות חיונית להבנה ולתמרון של נוסחאות גלזורה. ישנן מספר שיטות לחישוב גלזורות, החל מחישובי אחוזים פשוטים ועד לחישובי UMF מורכבים יותר.

מאחוזים לגרמים: מתכוני אצווה

רוב מתכוני הגלזורה מוצגים תחילה כאחוזים. כדי ליצור אצווה של גלזורה, עליכם להמיר את האחוזים הללו לגרמים (או יחידות משקל אחרות). התהליך פשוט:

קבעו את גודל האצווה הכולל שברצונכם להכין (למשל, 1000 גרם).
הכפילו כל אחוז במתכון בגודל האצווה הכולל.
חלקו את התוצאה ב-100 כדי לקבל את משקל כל חומר בגרמים.

דוגמה:

מתכון גלזורה נתון כך:

פלדספר: 50%
קאולין: 25%
גיר (Whiting): 25%

להכנת אצווה של 1000 גרם, החישוב יהיה:

פלדספר: (50/100) * 1000 = 500 גרם
קאולין: (25/100) * 1000 = 250 גרם
גיר (Whiting): (25/100) * 1000 = 250 גרם

שימוש בתוכנות לחישוב גלזורה

מספר תוכנות וכלים מקוונים יכולים לפשט מאוד את חישוב הגלזורה. כלים אלה מאפשרים לכם להזין את ה-UMF הרצוי או את אחוזי התחמוצת המיועדים, והם יחשבו עבורכם את מתכון האצווה. הם גם מאפשרים לכם להתאים בקלות את המתכון ולראות כיצד זה משפיע על הרכב הגלזורה הכולל. כמה אפשרויות פופולריות כוללות:

Insight-Live: תוכנת חישוב גלזורה מבוססת אינטרנט עם מגוון רחב של תכונות, כולל חישוב UMF, מסד נתונים של חומרים ושיתוף מתכונים.
GlazeMaster: תוכנת שולחן עבודה לחישוב גלזורה וניהול מתכונים.
Matrix: אפשרות נוספת מבוססת אינטרנט לחישוב גלזורה.

הבנת נוסחאות גבול

נוסחאות גבול הן הנחיות המגדירות את הטווחים המקובלים עבור תחמוצות שונות בגלזורה. הן מספקות מסגרת ליצירת גלזורות מאוזנות ויציבות. על ידי הקפדה על נוסחאות גבול, תוכלו למזער את הסיכון לפגמים בגלזורה כגון סדיקה, קילוף ושטיפה (leaching).

לדוגמה, נוסחת גבול טיפוסית לגלזורה לקונוס 6 עשויה להיות:

Al₂O₃: 0.3 - 0.6
SiO₂: 2.0 - 4.0

משמעות הדבר היא שתכולת האלומינה בגלזורה צריכה להיות בין 0.3 ל-0.6 מול, ותכולת הסיליקה צריכה להיות בין 2.0 ל-4.0 מול.

טמפרטורת שריפה ואטמוספירה

לטמפרטורת השריפה ולאטמוספירה יש השפעה עמוקה על המראה הסופי של הגלזורה. גלזורות שונות מתוכננות להבשיל בטמפרטורות שונות, והאטמוספירה בתנור יכולה להשפיע באופן משמעותי על צבע ומרקם הגלזורה.

הבנת טמפרטורות קונוס

טמפרטורות שריפה קרמיות נמדדות בדרך כלל באמצעות קונוסים פירומטריים. אלו הן פירמידות קטנות וצרות העשויות מחומרים קרמיים שמתרככים ומתכופפים בטמפרטורות ספציפיות. מספרי קונוס שונים מתאימים לטווחי טמפרטורות שונים.

טווחי שריפה נפוצים כוללים:

קונוס 06-04 (שריפה נמוכה): בערך 1000-1063°C (1830-1945°F). מתאים לכלי חרס וראקו.
קונוס 5-6 (טווח ביניים): בערך 1186-1222°C (2167-2232°F). טווח פופולרי לכלי אבן ופורצלן.
קונוס 8-10 (שריפה גבוהה): בערך 1250-1305°C (2282-2381°F). משמש בדרך כלל לפורצלן וכלי אבן בשריפה גבוהה.

שריפת חמצון לעומת שריפת חיזור

האטמוספירה בתנור במהלך השריפה יכולה להיות מחמצנת או מחזרת. אטמוספירה מחמצנת היא כזו עם שפע חמצן, בעוד שאטמוספירה מחזרת היא כזו עם כמות מוגבלת של חמצן.

שריפת חמצון: מושגת בתנורים חשמליים ובתנורי גז עם אספקת אוויר מספקת. שריפת חמצון בדרך כלל מפיקה צבעים בהירים ועקביים יותר.
שריפת חיזור: מושגת בתנורי גז על ידי הגבלת אספקת האוויר. שריפת חיזור יוצרת אטמוספירה עשירה בפחמן שיכולה לשנות את מצבי החמצון של תחמוצות מתכת, וכתוצאה מכך נוצרים אפקטים צבעוניים ייחודיים ולעתים קרובות בלתי צפויים. גלזורות נחושת אדומות, לדוגמה, מושגות בדרך כלל באמצעות שריפת חיזור.

פתרון תקלות בפגמי גלזורה

פגמים בגלזורה הם אתגרים נפוצים בקרמיקה, אך הבנת הסיבות לפגמים אלה יכולה לעזור לכם למנוע ולתקן אותם.

פגמי גלזורה נפוצים וסיבותיהם

סדיקה (Crazing): רשת של סדקים עדינים על פני הגלזורה. סדיקה נגרמת בדרך כלל מחוסר התאמה בהתפשטות התרמית בין הגלזורה לגוף החרס. הגלזורה מתכווצת יותר מגוף החרס במהלך הקירור, מה שגורם לה להיסדק. פתרונות כוללים:

הגדלת תכולת הסיליקה בגלזורה.
הפחתת תכולת האלקלים (נתרן, אשלגן, ליתיום) בגלזורה.
שימוש בגוף חרס עם התפשטות תרמית נמוכה יותר.

קילוף (Shivering): ההפך מסדיקה, כאשר הגלזורה מתקלפת מגוף הקרמיקה. קילוף נגרם מכך שהגלזורה מתכווצת פחות מגוף החרס במהלך הקירור. פתרונות כוללים:

הפחתת תכולת הסיליקה בגלזורה.
הגדלת תכולת האלקלים בגלזורה.
שימוש בגוף חרס עם התפשטות תרמית גבוהה יותר.

זחילה (Crawling): הגלזורה נסוגה מהמשטח במהלך השריפה, ומשאירה אזורים חשופים על הקרמיקה. זחילה יכולה להיגרם על ידי:

יישום שכבת גלזורה עבה מדי.
יישום גלזורה על משטח מאובק או שמנוני.
שימוש בגלזורה עם מתח פנים גבוה.

חרירי סיכה (Pinholing): חורים קטנים על פני הגלזורה. חרירי סיכה יכולים להיגרם על ידי:

גזים הנפלטים מגוף החרס או מהגלזורה במהלך השריפה.
זמן השהיה לא מספיק בטמפרטורת השיא של השריפה.
יישום גלזורה על גוף חרס נקבובי או שנשרף בחום נמוך מדי.

נזילה (Running): הגלזורה זורמת יתר על המידה במהלך השריפה, מה שגורם לה לטפטף מהכלי. נזילה נגרמת על ידי:

שימוש בגלזורה עם צמיגות נמוכה מאוד.
שריפת יתר של הגלזורה.
יישום שכבת גלזורה עבה מדי.

שלפוחיות (Blistering): בועות גדולות או שלפוחיות על פני הגלזורה. שלפוחיות יכולות להיגרם על ידי:

שריפת יתר של הגלזורה.
גזים הכלואים בגלזורה במהלך השריפה.
רמות גבוהות של קרבונטים בגלזורה.

עכירות/אובדן ברק (Dulling): גלזורה שאינה מבריקה מספיק. עכירות יכולה להיגרם על ידי:

שריפה בחום נמוך מדי.
יותר מדי אלומינה בגלזורה.
דביטריפיקציה (היווצרות גבישים על פני השטח).

בדיקות אבחון

בעת פתרון תקלות בפגמי גלזורה, מועיל לערוך בדיקות אבחון כדי לזהות את הגורם הבסיסי. כמה בדיקות שימושיות כוללות:

תערובת קו (Line Blend): שינוי הדרגתי של היחס בין שני חומרים בגלזורה כדי לראות כיצד זה משפיע על תכונות הגלזורה.
תערובת טריאקסיאלית (Triaxial Blend): ערבוב של שלושה חומרים שונים בפרופורציות משתנות כדי לחקור מגוון רחב יותר של אפשרויות גלזורה.
בדיקת התפשטות תרמית: מדידת ההתפשטות התרמית של הגלזורה וגוף החרס כדי לבדוק התאמה.
בדיקת טווח שריפה: שריפת הגלזורה בטמפרטורות שונות כדי לקבוע את טווח השריפה האופטימלי שלה.

טכניקות גלזורה מתקדמות

ברגע שיש לכם הבנה מוצקה של יסודות פורמולציית הגלזורה, אתם יכולים להתחיל לחקור טכניקות מתקדמות יותר ליצירת אפקטים ייחודיים ומתוחכמים.

גלזורות רוטיל

רוטיל (טיטניום דו-חמצני) הוא חומר רב-תכליתי שיכול ליצור מגוון רחב של אפקטים בגלזורות, החל מגיוון עדין ועד לצמיחת גבישים דרמטית. לגלזורות רוטיל יש לעתים קרובות מראה מנומר או מפוספס, עם שינויים בצבע ובמרקם. האפקט נובע מהתגבשות הטיטניום הדו-חמצני מתוך הגלזורה המותכת במהלך הקירור.

גלזורות קריסטליות

גלזורות קריסטליות מאופיינות בצמיחה של גבישים גדולים ונראים לעין על פני הגלזורה. גבישים אלה הם בדרך כלל גבישי אבץ סיליקט (וילמיט). גלזורות קריסטליות דורשות שליטה מדויקת בלוח הזמנים של השריפה ובהרכב הגלזורה כדי להשיג צמיחת גבישים מוצלחת.

גלזורות אופלסנטיות

גלזורות אופלסנטיות מציגות מראה חלבי או ססגוני, בדומה לאבני חן מסוג אופל. אפקט זה נגרם על ידי פיזור האור על ידי חלקיקים זעירים התלויים בגלזורה. ניתן להשיג אופלסנטיות על ידי הוספת חומרים כגון תחמוצת בדיל, תחמוצת זירקוניום או טיטניום דו-חמצני לגלזורה.

גלזורות וולקניות

גלזורות וולקניות מאופיינות במשטחן המחוספס, המצולק והמבעבע, המזכיר סלע וולקני. גלזורות אלו נוצרות לעתים קרובות על ידי הוספת חומרים שמתפרקים ומשחררים גזים במהלך השריפה, ויוצרים את מרקם פני השטח האופייני. ניתן להשתמש בחומרים כגון סיליקון קרביד, ברזל גופרתי או מנגן דו-חמצני ליצירת אפקטים וולקניים.

מתכוני גלזורה: נקודת התחלה

הנה כמה מתכוני גלזורה כדי להתחיל. זכרו תמיד לבדוק גלזורות בקנה מידה קטן לפני יישומן על יצירה גדולה.

גלזורה שקופה לקונוס 6

פריטה 3134: 50%
קאולין: 25%
סיליקה: 25%

גלזורת מאט לקונוס 6

פריטה 3134: 40%
EPK (קאולין): 20%
גיר (Whiting): 20%
סיליקה: 20%

שטיפת ברזל לקונוס 6 (לאפקטים דקורטיביים)

תחמוצת ברזל אדומה: 50%
בול קליי (Ball Clay): 50%

הערה: מתכונים אלה הם נקודות התחלה וייתכן שיצטרכו התאמה כדי להתאים לגוף החרס הספציפי שלכם, לתנאי השריפה ולאפקטים הרצויים. בדקו תמיד ביסודיות.

מקורות ללמידה נוספת

ישנם מקורות מצוינים רבים זמינים ללימוד נוסף על פורמולציית גלזורה. הנה כמה הצעות:

ספרים:

"Ceramic Science for the Potter" מאת W.G. Lawrence
"Mastering Cone 6 Glazes" מאת ג'ון הסלברת' ורון רוי
"The Complete Guide to Mid-Range Glazes" מאת ג'ון בריט

אתרי אינטרנט ופורומים מקוונים:

Ceramic Arts Daily
Potters.org
Clayart

סדנאות ושיעורים:

השתתפו בסדנאות ושיעורים המועברים על ידי קרמיקאים מנוסים כדי ללמוד ממומחיותם ולקבל ניסיון מעשי.

סיכום

פורמולציית גלזורות היא מסע של גילוי והתנסות. על ידי הבנת עקרונות הכימיה של הגלזורה, חקירת חומרי גלם ושליטה בטכניקות חישוב, תוכלו לפתוח עולם של אפשרויות יצירתיות. אל תפחדו להתנסות, לרשום הערות וללמוד מהטעויות שלכם. עם סבלנות והתמדה, תוכלו לפתח מתכוני גלזורה ייחודיים משלכם וליצור אמנות קרמית מרהיבה המשקפת את החזון האישי שלכם. זכרו שפורמולציית גלזורה אינה מדע מדויק, ותמיד יהיה אלמנט של הפתעה ומקריות. חבקו את הבלתי צפוי ותיהנו מתהליך יצירת גלזורות יפות ופונקציונליות.