Obvladovanje formulacije glazur: Celovit vodnik za keramike po vsem svetu

Formulacija glazur je kompleksen, a hvaležen vidik keramike. Razumevanje načel, ki stojijo za ustvarjanjem glazur, vam omogoča, da dosežete edinstvene učinke, rešujete težave in na koncu popolneje izrazite svojo umetniško vizijo. Ta celovit vodnik ponuja poglobljen vpogled v svet formulacije glazur, ki zajema vse od osnov kemije glazur do naprednih tehnik za ustvarjanje osupljivih in zanesljivih glazur. Ne glede na to, ali ste začetnik, ki šele začenja, ali izkušen keramik, ki želi izboljšati svoje spretnosti, vas bo ta vodnik opremil z znanjem in orodji, ki jih potrebujete za obvladovanje umetnosti formulacije glazur.

Razumevanje kemije glazur

Glazura je v bistvu tanka plast stekla, ki se med žganjem spoji s keramičnim telesom. Za razumevanje delovanja glazur je bistveno, da razumemo nekatere temeljne koncepte kemije stekla.

Trije stebri glazure: Talilo, stabilizator in steklotvorec

Glazure so sestavljene iz treh bistvenih komponent, ki jih pogosto imenujemo "trije stebri":

Talila: Ti materiali znižujejo tališče glazure. Pogosta talila vključujejo natrijeve, kalijeve, litijeve, kalcijeve, magnezijeve, barijeve in cinkove okside. Različna talila na glazuro vplivajo na različne načine, vplivajo na njeno tališče, barvni odziv in površinsko teksturo. Na primer, soda (natrijev karbonat) je močno talilo, vendar lahko povzroči mrežaste razpoke (krakeliranje), če se uporablja v prevelikih količinah. Litijev karbonat je še eno močno talilo, ki se pogosto uporablja za ustvarjanje živahnih barv in gladkih površin.
Stabilizatorji: Ti materiali zagotavljajo strukturo in stabilnost staljeni glazuri. Najpomembnejši stabilizator je glinica (Al₂O₃), ki se običajno dodaja z glinenimi minerali, kot je kaolin, ali z aluminijevim hidratom. Glinica poveča viskoznost glazure, kar preprečuje, da bi med žganjem stekla s posode, in poveča tudi njeno trajnost.
Steklotvorci: Silicijev dioksid (SiO₂) je glavni steklotvorec. Tvori stekleno mrežo glazure. Silicijev dioksid ima sam po sebi zelo visoko tališče, zato so talila potrebna, da se topi pri temperaturah keramičnega žganja. Kremen in flint sta pogosta vira silicijevega dioksida v glazurah.

Enotna molekularna formula (UMF)

Enotna molekularna formula (UMF) je standardiziran način za predstavitev kemične sestave glazure. Izraža relativna molska razmerja različnih oksidov v formuli glazure, pri čemer je vsota talil normalizirana na 1,0. To omogoča lažjo primerjavo in analizo različnih receptov za glazure.

UMF je strukturirana na naslednji način:

Talila: RO (npr. CaO, MgO, BaO, ZnO) + R₂O (npr. Na₂O, K₂O, Li₂O) = 1,0

Stabilizator: R₂O₃ (npr. Al₂O₃)

Steklotvorec: RO₂ (npr. SiO₂)

Razumevanje UMF vam omogoča, da prilagodite razmerja različnih oksidov v formuli glazure za doseganje specifičnih lastnosti. Na primer, povečanje vsebnosti silicijevega dioksida bo na splošno naredilo glazuro bolj trpežno in manj nagnjeno k mrežastim razpokam, medtem ko bo povečanje vsebnosti talila znižalo temperaturo taljenja in naredilo glazuro bolj tekočo.

Raziskovanje surovin

Pri formulaciji glazur se lahko uporablja široka paleta surovin, od katerih vsaka prispeva specifične okside in vpliva na končne lastnosti glazure. Razumevanje teh materialov je ključnega pomena za ustvarjanje uspešnih glazur.

Pogosti materiali za glazure in njihove vloge

Gline: Kaolin (kitajska glina) je pogost vir glinice in silicijevega dioksida. Pomaga pri suspendiranju glazure v vodi in daje telo glazurni masi. Uporablja se lahko tudi glina za modeliranje (ball clay), vendar vsebuje več nečistoč in lahko vpliva na barvo glazure.
Viri silicijevega dioksida: Kremen in flint sta čisti obliki silicijevega dioksida. Pogosto sta fino zmleta, da se zagotovi pravilno taljenje. Uporablja se lahko tudi pesek, vendar mora biti zelo čist in brez nečistoč.
Glinenci: Ti minerali so kompleksna mešanica silicijevega dioksida, glinice in različnih talil (natrij, kalij, kalcij). So pogost vir več oksidov v glazurah. Primeri vključujejo:

Natrijev glinenec (Albit): Visoka vsebnost natrijevega oksida.
Kalijev glinenec (Ortoklaz): Visoka vsebnost kalijevega oksida.
Kalcijev glinenec (Anortit): Visoka vsebnost kalcijevega oksida.

Karbonati: Ti materiali se med žganjem razgradijo, sprostijo ogljikov dioksid in za seboj pustijo kovinski oksid. Primeri vključujejo:

Kalcijev karbonat (Kreda): Vir kalcijevega oksida.
Magnezijev karbonat (Magnezit): Vir magnezijevega oksida.
Barijev karbonat: Vir barijevega oksida (uporabljajte previdno - strupeno!).
Stroncijev karbonat: Vir stroncijevega oksida.

Oksidi: Čisti kovinski oksidi se lahko dodajo glazuram za doseganje specifičnih barv in učinkov. Primeri vključujejo:

Železov oksid (rdeči železov oksid, črni železov oksid): Proizvaja rjave, rumene, zelene in črne barve, odvisno od atmosfere žganja.
Bakrov oksid (bakrov karbonat): Proizvaja zelene barve v oksidaciji in rdeče v redukciji.
Kobaltov oksid (kobaltov karbonat): Proizvaja močne modre barve.
Manganov dioksid: Proizvaja rjave, vijolične in črne barve.
Kromov oksid: Proizvaja zelene barve.
Titanov dioksid: Proizvaja rutilne učinke in lahko vpliva na barvo.

Frite: To so predhodno staljena stekla, ki so zmleta v prah. Uporabljajo se za vnos talil in drugih oksidov v bolj stabilni in predvidljivi obliki. Frite so še posebej uporabne za vključevanje topnih materialov, kot je boraks, ali materialov, ki med žganjem sproščajo pline, kot so karbonati. Uporaba frit lahko pomaga zmanjšati napake na glazuri.
Drugi dodatki:

Bentonit: Glina, ki deluje kot suspenzor in pomaga ohranjati glazuro v suspenziji.
CMC gumi (karboksimetil celuloza): Organski gumi, ki se uporablja za izboljšanje oprijema glazure in preprečevanje usedanja.
Grenka sol (magnezijev sulfat): Lahko se doda za deflokulacijo glazure in izboljšanje njenih lastnosti pri nanašanju s čopičem.

Varnostni pomisleki

Številni materiali za glazure so nevarni ob vdihavanju ali zaužitju. Pri rokovanju s suhimi materiali za glazure vedno nosite respirator in delajte v dobro prezračevanem prostoru. Nekateri materiali, kot je barijev karbonat, so še posebej strupeni in zahtevajo dodatno previdnost. Vedno preberite varnostni list (MSDS) za vsak material, ki ga uporabljate, in upoštevajte priporočene varnostne ukrepe.

Tehnike izračuna glazur

Izračunavanje receptov za glazure se lahko na prvi pogled zdi zastrašujoče, vendar je to ključna veščina za razumevanje in manipuliranje s formulami glazur. Obstaja več metod za izračun glazur, od preprostih odstotkovnih izračunov do bolj zapletenih izračunov UMF.

Od odstotkov do gramov: Šaržni recepti

Večina receptov za glazure je na začetku predstavljena v odstotkih. Za pripravo šarže glazure morate te odstotke pretvoriti v grame (ali druge utežne enote). Postopek je preprost:

Določite skupno velikost šarže, ki jo želite pripraviti (npr. 1000 gramov).
Pomnožite vsak odstotek v receptu s skupno velikostjo šarže.
Rezultat delite s 100, da dobite težo vsakega materiala v gramih.

Primer:

Recept za glazuro je podan kot:

Glinenec: 50%
Kaolin: 25%
Kreda: 25%

Za pripravo 1000-gramske šarže bi bil izračun:

Glinenec: (50/100) * 1000 = 500 gramov
Kaolin: (25/100) * 1000 = 250 gramov
Kreda: (25/100) * 1000 = 250 gramov

Uporaba programske opreme za izračun glazur

Številni programi in spletna orodja lahko močno poenostavijo izračun glazur. Ta orodja vam omogočajo, da vnesete želeno UMF ali ciljne odstotke oksidov, in za vas bodo izračunala šaržni recept. Prav tako vam omogočajo enostavno prilagajanje recepta in ogled, kako to vpliva na celotno sestavo glazure. Nekatere priljubljene možnosti vključujejo:

Insight-Live: Spletni program za izračun glazur s širokim naborom funkcij, vključno z izračunom UMF, bazo podatkov o materialih in deljenjem receptov.
GlazeMaster: Namizni program za izračun glazur in upravljanje receptov.
Matrix: Še ena spletna možnost za izračun glazur.

Razumevanje limitnih formul

Limitne formule so smernice, ki določajo sprejemljive razpone za različne okside v glazuri. Zagotavljajo okvir za ustvarjanje uravnoteženih in stabilnih glazur. Z upoštevanjem limitnih formul lahko zmanjšate tveganje za napake na glazuri, kot so mrežaste razpoke (krakeliranje), luščenje in izpiranje.

Na primer, tipična limitna formula za glazuro za stožec 6 je lahko:

Al₂O₃: 0,3 - 0,6
SiO₂: 2,0 - 4,0

To pomeni, da mora biti vsebnost glinice v glazuri med 0,3 in 0,6 molov, vsebnost silicijevega dioksida pa med 2,0 in 4,0 molov.

Temperatura in atmosfera žganja

Temperatura in atmosfera žganja imata velik vpliv na končni videz glazure. Različne glazure so zasnovane za zorenje pri različnih temperaturah, atmosfera v peči pa lahko bistveno vpliva na barvo in teksturo glazure.

Razumevanje temperatur stožcev

Temperature keramičnega žganja se običajno merijo s pirometričnimi stožci. To so majhne, vitke piramide iz keramičnih materialov, ki se pri določenih temperaturah zmehčajo in upognejo. Različne številke stožcev ustrezajo različnim temperaturnim območjem.

Pogosta območja žganja vključujejo:

Stožec 06-04 (Nizko žganje): Približno 1000-1063 °C (1830-1945 °F). Primerno za lončenino in raku.
Stožec 5-6 (Srednje območje): Približno 1186-1222 °C (2167-2232 °F). Priljubljeno območje za kamenino in porcelan.
Stožec 8-10 (Visoko žganje): Približno 1250-1305 °C (2282-2381 °F). Običajno se uporablja za porcelan in visoko žgano kamenino.

Oksidacijsko proti redukcijskemu žganju

Atmosfera v peči med žganjem je lahko oksidacijska ali redukcijska. Oksidacijska atmosfera je tista z veliko kisika, medtem ko je redukcijska atmosfera tista z omejeno količino kisika.

Oksidacijsko žganje: Doseže se v električnih pečeh in v plinskih pečeh z zadostnim dovodom zraka. Oksidacijsko žganje na splošno proizvaja svetlejše in bolj konsistentne barve.
Redukcijsko žganje: Doseže se v plinskih pečeh z omejitvijo dovoda zraka. Redukcijsko žganje ustvari atmosfero, bogato z ogljikom, ki lahko spremeni oksidacijska stanja kovinskih oksidov, kar povzroči edinstvene in pogosto nepredvidljive barvne učinke. Bakreno rdeče glazure se na primer običajno dosežejo z redukcijskim žganjem.

Odpravljanje napak na glazuri

Napake na glazuri so pogosti izzivi v keramiki, vendar vam razumevanje vzrokov teh napak lahko pomaga pri njihovem preprečevanju in odpravljanju.

Pogoste napake na glazuri in njihovi vzroki

Mrežaste razpoke (Krakeliranje): Mreža drobnih razpok na površini glazure. Krakeliranje običajno povzroči neusklajenost toplotnega raztezanja med glazuro in glinenim telesom. Glazura se med ohlajanjem skrči bolj kot glineno telo, kar povzroči razpoke. Rešitve vključujejo:

Povečanje vsebnosti silicijevega dioksida v glazuri.
Zmanjšanje vsebnosti alkalij (natrij, kalij, litij) v glazuri.
Uporaba glinenega telesa z nižjim toplotnim raztezanjem.

Luščenje: Nasprotje krakeliranja, kjer se glazura lušči s keramičnega telesa. Luščenje povzroči, da se glazura med ohlajanjem skrči manj kot glineno telo. Rešitve vključujejo:

Zmanjšanje vsebnosti silicijevega dioksida v glazuri.
Povečanje vsebnosti alkalij v glazuri.
Uporaba glinenega telesa z višjim toplotnim raztezanjem.

Plazenje: Glazura se med žganjem umakne s površine, kar pusti gole zaplate na keramiki. Plazenje lahko povzroči:

Predebel nanos glazure.
Nanos glazure na prašno ali mastno površino.
Uporaba glazure z visoko površinsko napetostjo.

Luknjičavost: Majhne luknjice na površini glazure. Luknjičavost lahko povzroči:

Uhajanje plinov iz glinenega telesa ali glazure med žganjem.
Nezadosten čas zadrževanja na najvišji temperaturi žganja.
Nanos glazure na porozno ali premalo žgano glineno telo.

Tečenje: Glazura med žganjem prekomerno teče, kar povzroči, da kaplja s posode. Tečenje povzroči:

Uporaba glazure z zelo nizko viskoznostjo.
Prekomerno žganje glazure.
Predebel nanos glazure.

Mehurjenje: Veliki mehurji na površini glazure. Mehurjenje lahko povzroči:

Prekomerno žganje glazure.
Plini, ujeti v glazuri med žganjem.
Visoka vsebnost karbonatov v glazuri.

Matiranje: Glazura, ki ni dovolj sijoča. Matiranje lahko povzroči:

Premalo žganja.
Preveč glinice v glazuri.
Devitrifikacija (tvorba kristalov na površini).

Diagnostično testiranje

Pri odpravljanju napak na glazuri je koristno izvesti diagnostične teste za ugotavljanje temeljnega vzroka. Nekateri uporabni testi vključujejo:

Linijska mešanica: Postopno spreminjanje razmerja dveh materialov v glazuri, da vidimo, kako to vpliva na lastnosti glazure.
Triaksialna mešanica: Mešanje treh različnih materialov v različnih razmerjih za raziskovanje širšega nabora možnosti glazur.
Test toplotnega raztezanja: Merjenje toplotnega raztezanja glazure in glinenega telesa za preverjanje združljivosti.
Test območja žganja: Žganje glazure pri različnih temperaturah za določitev njenega optimalnega območja žganja.

Napredne tehnike glaziranja

Ko imate trdno razumevanje osnov formulacije glazur, lahko začnete raziskovati bolj napredne tehnike za ustvarjanje edinstvenih in sofisticiranih učinkov.

Rutilne glazure

Rutil (titanov dioksid) je vsestranski material, ki lahko ustvari širok spekter učinkov v glazurah, od subtilne raznolikosti do dramatične rasti kristalov. Rutilne glazure imajo pogosto lisast ali progast videz z različnimi barvami in teksturami. Učinek je posledica kristalizacije titanovega dioksida iz staljene glazure med ohlajanjem.

Kristalne glazure

Za kristalne glazure je značilna rast velikih, vidnih kristalov na površini glazure. Ti kristali so običajno kristali cinkovega silikata (willemita). Kristalne glazure zahtevajo natančen nadzor nad urnikom žganja in sestavo glazure za doseganje uspešne rasti kristalov.

Opalescentne glazure

Opalescentne glazure imajo mlečen ali mavričen videz, podoben dragim kamnom opalom. Ta učinek povzroča sipanje svetlobe z drobnimi delci, suspendiranimi v glazuri. Opalescenco lahko dosežemo z dodajanjem materialov, kot so kositrov oksid, cirkonijev oksid ali titanov dioksid v glazuro.

Vulkanske glazure

Za vulkanske glazure je značilna njihova groba, kraterasta in mehurčkasta površina, ki spominja na vulkansko kamenino. Te glazure se pogosto ustvarijo z dodajanjem materialov, ki se med žganjem razgradijo in sproščajo pline, kar ustvari značilno površinsko teksturo. Za ustvarjanje vulkanskih učinkov se lahko uporabljajo materiali, kot so silicijev karbid, železov sulfid ali manganov dioksid.

Recepti za glazure: Izhodišče

Tukaj je nekaj receptov za glazure za začetek. Ne pozabite, da morate glazure vedno preizkusiti v majhnem obsegu, preden jih nanesete na velik kos.

Prozorna glazura za stožec 6

Frita 3134: 50%
Kaolin: 25%
Silicijev dioksid: 25%

Mat glazura za stožec 6

Frita 3134: 40%
EPK: 20%
Kreda: 20%
Silicijev dioksid: 20%

Železov premaz za stožec 6 (za dekorativne učinke)

Rdeči železov oksid: 50%
Glina za modeliranje (Ball Clay): 50%

Opomba: Ti recepti so izhodišča in jih bo morda treba prilagoditi, da bodo ustrezali vašemu specifičnemu glinenemu telesu, pogojem žganja in želenim učinkom. Vedno temeljito testirajte.

Viri za nadaljnje učenje

Na voljo je veliko odličnih virov za nadaljnje učenje o formulaciji glazur. Tukaj je nekaj predlogov:

Knjige:

"Ceramic Science for the Potter" avtorjev W.G. Lawrence
"Mastering Cone 6 Glazes" avtorjev John Hesselberth in Ron Roy
"The Complete Guide to Mid-Range Glazes" avtorja John Britt

Spletne strani in spletni forumi:

Ceramic Arts Daily
Potters.org
Clayart

Delavnice in tečaji:

Udeležite se delavnic in tečajev, ki jih vodijo izkušeni keramiki, da se učite iz njihovega strokovnega znanja in pridobite praktične izkušnje.

Zaključek

Formulacija glazur je potovanje odkrivanja in eksperimentiranja. Z razumevanjem načel kemije glazur, raziskovanjem surovin in obvladovanjem tehnik izračunavanja lahko odklenete svet ustvarjalnih možnosti. Ne bojte se eksperimentirati, delati zapiskov in se učiti iz svojih napak. S potrpežljivostjo in vztrajnostjo lahko razvijete lastne edinstvene recepte za glazure in ustvarite osupljivo keramično umetnost, ki odraža vašo osebno vizijo. Ne pozabite, da formulacija glazur ni natančna znanost in da bo vedno prisoten element presenečenja in srečnega naključja. Sprejmite nepričakovano in uživajte v procesu ustvarjanja lepih in funkcionalnih glazur.