«Курс по изготовлению авторских керамических глазурей. Глава 4»

[murtille]

Вазы с матовой глазурью. Bronislav Wolanin, 1976-1978

Здравствуйте, дорогие мои читатели!

Сегодня мы продолжаем наше путешествие по чудесному миру глазурей.

Простите, что меня так давно здесь не было! Моя жизнь кипела очень бурно, и приглашала присоединиться к весёлой пляске! =))

Но сегодня я снова здесь, и мы снова будем познавать новые аспекты создания самодельных глазурей!

В этой главе мы поговорим с вами про матирование глазурей. В конце вашему вниманию предлагается обзорная таблица влияния всех оксидов на разные свойства глазурей. Эта таблица содержит в компактном формате информацию из третьей главы.

Итак.
4. Матирование глазурей

Матовость глазурей зависит от шероховатости её поверхности, в отличии от гладких, глянцевых глазурей. Степени матовости бывают разные: полуматовая, сатиново-матовая, гладкоматовая, глухая матовая, каменно-матовая, и другие. Чем шершавее поверхность глазури, тем более матовой она будет выглядеть.

Различные матируюшие компоненты по разному матируют одну и ту же глазурь. У каждого типа матовых глазурей имеются свои особенности в плане шероховатости, окраски, прочности. Матовая глазурь на основе мела отличается от титаново-матовой глазури или цинко-матовой глазури и др. При окрашивании разных матовых глазурей одним красящим оксидом/пигментом, цвета могут существенно различаться. Также, влияние одного матирующего компонента может отличаться в глазурях с разным составом и особенно в глазурях с разной вязкостью
(вязкость - см. Глава 3, описание глазурных характеристик).

Общий обзор матирующих компонентов и их комбинаций.

В этом списке вкратце собраны различные средства матирования. Далее мы рассмотрим их подробнее.

Для матирования можно использовать:

• TiO2 (до 13%) Универсальное матирующие средство. Часто даёт желтизну.
• 5% TiO2 и 5% SnO2 С помощью этой добавки можно почти любую прозрачную глазурь превратить в матовую. Получается красивая матовая глазурь с восковым блеском.
• TiO2 + ZnO (оба в пределах 5-8%) Интересная фактура.
• CaO (Мел, известь и.т.д.) Белое, идеальное матирование. Иногда с пузыриками/игольными дырочками, если глазурь слишком вязкая.
• Тальк (10-18%) Красивое матирование, при этом достаточно дёшевое.
• Волластонит (20-40%)
• SrO (20-40%)
• ZnO (5-30%)
• Каолин (от 25%) нежное белое матирование, лучше на высоких температурах.
• Ещё некоторые другие возможности, описанные ниже...

Принципы матирования глазурей

Существуют следующие принципы матирования глазурей:

1.Матовые глазури на основе кристаллизации

Добавление компонентов, которые выпадают микрокристалликами при охлаждении и этими кристалликами делают глазурь шершавой. (Из-за этого, кристаллические матовые глазури часто получаются более матовыми при более медленном охлаждении.) Это самый удобный, рентабельный и наиболее распостранённый метод.

2.Матовые глазури на основе недопёка глазури

При недопёке глазурь не успевает полностью расплавиться перед охлаждением и из-за этого остаётся матовой. Так как в этом случае стекольная структура ещё не успела полностью сформироваться, такие глазури часто бывают физически и/или химически неустойчивыми. Но есть глазури, например стекловидные ангобы, и некоторые другие глазури, которые являются очень усточивыми в физическом и химическом плане, несмотря на то, что относятся к данной категории.

3.Матовые глазури на основе перенасыщения пигментом

Этот метод подразумевает добавление в глазурь нерастворимого пигмента в таком большом количестве, что он выходит на поверхность и делает её шершавой, т.е. матовой. В качестве матирующего пигмента подходят только нерастворимые компоненты такие как оксид олова SnO2 и циркон ZrSiO2 / оксид циркония ZrO. Но матирование только с помощью SnO2 или ZrSiO2/ZrO не практикуется, так как это крайне не рентабельно. Для успешного матирования требуется большое количество пигмента, тогда как посредством кристаллизации можно достичь матовости с намного меньшим количеством матирующих компонентов. К этому прибавляется, что SnO2 и ZrSiO2 / ZrO достаточно дорогостоящие компоненты, что делает этот метод ещё нерентабельнее. SnO2 и ZrSiO2/ZrO находят намного лучшее применение в глушении глазурей, а для матирования используются только в маленьких количествах вместе с другими компонентами для усиления кристаллизации.

1. Матовые глазури на основе кристаллизации

Кристаллические матовые глазури создаются добавлением в глазурь кристаллообразующих компонентов. Для хорошей кристаллизации требуется, чтобы глазурь была не слишком вязкая, так как высокая вязкость препятствует образованию кристаллов.
Матовые глазури с диоксидом титана TiO2

Диоксид титана TiO2 является очень хорошим кристаллизатором и используется как для матовых-кристаллических, так и декоративно-кристаллических глазурей. Его используют для глушения глазурей, а в большем количестве для матирования.

TiO2 матирует глазурь, когда его микрокристаллики под названиями Рутил и Атанас выходят на поверхность и делают её шершавой. Часто при использовании TiO2 получаются не белые, а светложёлтые глазури. Во первых это потому, что TiO2 очень усиливает красительную способность оксида железа, так что даже незначительные примеси оксида железа (<0.5%) могут зажелтить глазурь. Во вторых, из-за роста рутиловых кристаликов, которые, чем больше становятся, тем сильнее придают
глазури жёлтоватые цвета.

Чем больше добавляется TiO2 в глазурь, тем более матовой она становится, вплоть до совсем грубой поверхности. Но в литературе замечено, что при добавлении TiO2 более 25%, глазурь снова становиться более гладкой, что может говорить о том, что в больших количествах TiO2 является флюсом. Но этот вопрос пока мало изучен и требует дополнительных экспериментов.

При малом количестве  TiO2, но при котором уже начинается матирование, в глазури возникают сначала матовые островки, которые при большем добавлении TiO2 покрывают всю поверхность. Окраска титаново-матовых глазурей полна неожиданностей, так как TiO2 часто изменяет цвета красящих оксидов, иногда вплоть до неузнаваемости.

Если титаново-матовая (или другая кристаллическая-матовая) глазурь получается слишком матовая, то это из-за того, что выросло слишком много кристаллов. Это можно изменить, затруднив их рост. Вот несколько вариантов, как это сделать.

• Использовать в глазури меньшее количество флюса, что сделает глазурь более вязкой и соответсвенно кристаллы будут медленнее расти, глазурь будет менее матовой.
• Попробовать добавить каолин или глину в небольщих количествах, чтобы повысить вязкость/уменьшить потёчность глазури.
• Добавить меньшее количество TiO2
• Быстрее охлаждать печь, чтобы кристаллики не успели сильно вырасти.

Если же титаново-матовая (или другая кристаллическая-матовая) глазурь слишком глянцевая, то нужно действовать наоборот, и поддержать рост кристаллов. Варианты:

• Добавить побольше флюса
• Добавить побольше TiO2
• Медленнее охлаждать
• Вполне эффективно добавить небольшое количество других матирующих компонентов, так как вместе они действуют намного эффективнее, чем по отдельности.

Матовые глазури с мелом, известью

Мел, известь - это оксид кальция CaO.

CaO очень полезный оксид, который делает глазури крепче и физически/химически устойчивее. В отличии от TiO2, оксид кальция создаёт идеально белую поверхность. Начиная с 1040°С, CaO к тому же является отличным флюсом. И при этом это совсем не дорогой компонент, общедоступный в любом строительном магазине.

Все эти преимущества делают его отличным матирующим средством в температурном интервале 1000°-1150° C. CaO матирует глазурь при добавлении 5-15%, в зависимости от других присутсвующих компонентов.
Матовые глазури с волластонитом

Волластонит (CaO · SiO2 ) используют для матирования, несмотря на то, что он существенно дороже, чем мел или доломит. Дело в том, что в отличии от мела и доломита, волластонит не выделяет при обжиге углекислый газ CO2, который часто становится виновником пузыриков и микродырочек. Это особенно играет роль в вязких глазурях, где пузырики не успевают полностью заплыть в время обжига. Волластонит популярен на всех температурах, в отличии от других матирующих средств он сохраняет сочные
и насыщенные цвета щелочных глазурей и предотвращает их излишнюю потёчность. Глазури, матированные только волластонитом, часто бывают достаточно гладкими и при всей своей матовости ещё полупрозрачными. Для хорошего матирования только волластонитом нужно 20-40% этого вещества, в сильнощелочных глазурях дл 60%.
Матовые глазури с доломитом

Доломит (CaO · MgO · CO2 ) , это альтернатива мелу для более высоких температур (~1200°C и выше), так как мел там становится слишком сильным флюсом и делает глазурь очень потёчной. MgO влияет на глазури также положительно как и CaO, но существенно повышает поверхностное натяжение, из-за чего глазурь может стягиваться при недостатке флюса. Так как в доломите часто присутсвуют примеси оксида железа,  глазурь может оказаться не такой идеально белой, как с мелом.
Матовые глазури с тальком или сепиолитом

Тальк (3 MgO  · 4SiO2) и сепиолит (1 MgO  · 1.5 SiO2), создают крепкие глазури и красивую матовую поверхность при добавлении 10-18%. Сепиолит имеется в продаже как наполнитель для кошачего туалета, тальк в детской присыпке или в магазинах химреактивов. Оба материала часто имеют примеси оксида железа, возможен желтоватый оттенок.
Матовые глазури с оксидом цинка ZnO

Оксид цинка ZnO также как и диоксид титана используется как прекрасный кристаллизатор как в матово-кристаллических так и в декоративно-кристаллических глазурях. Но про добавлении в больших количествах (10-20%) он имеет некоторые недостатки.

Во первых оксид цинка очень ухудшает устойчивость к кислотам (даже к слабым органическим кислотам из еды), что может стать причиной того, что глазурь на посуде через какое-то время может потерять свою красивую поверхность, когда её разъедят кислоты. Также цинковые глазури физически очень не устойчивы и легко царапаются. Из-за этого эти красивые цинковые глазури, на первый взгляд просящиеся на тарелки и чашки, не пригодны для посуды, а только для декоративных целей.

Во вторых, большое количество ZnO сильно повышает набухание глазурей в банке (это противоположность от оседания) и делает её очень густой. Если же её разбавить водой, то при сушке такая глазурь даёт большую усадку и ыполне вероятно, что она может потрещать или слезть.

Если ZnO использовать в малых количествах, то он сослужит добрую службу и в пищевых глазурях - такие компоненты как CaO, MgO, SrO компенсируют его недостатки и глазурь становится более сбалансированной. Также небольшое количество ZnO (1-3%) убирает цек из глазури.

Матирование с ZnO хорошо получается до 1140°, выше начинают вырастать большие кристаллы.

Приемущество оксида цинка в том, что он очень усиливает синий цвет кобальта. В присутсвие ZnO, оксид кобальта дает красивый насыщеный цвет даже при минимальных количесвах. Вообще глазури на основе ZnO хорошо окрашиваются, без всяких сюрпризов. Только с хромом не возможно достичь зелёного цвета, зато хорошие коричневые тона. Так как оксид цинка сильно реагирует с оксидом железа, при покрытии красной глины есть возможность появления желтизны в глазури.
Матовые глазури с оксидом стронция SrO

SrO является флюсом начиная с 1100°С и укрепляет физическую и химическую устойчивость. Так как оксид стронция не дешёвый компонент, его лучше использовать в комбинации с другими матирующими средствами.

Для матирования чисто посредством оксида стронция требуется 20-40% в зависимости от состава глазури, в очень щелочных глазурях до 60%. В таком чистом виде оскид стронция создаёт полупрозрачные матовые глазури. В комбинации с другими компонентами для достижения матовости можно обойтись намного меньшим количеством, которое нужно определять экспериментом.

Оксид стронция в количестве 5-10% убирает белые облачка, происходящие от буры. Также он усиливает все красные цвета.
Некоторые особенности кристаллически-матовых глазурей

• Использование разных матирующих компонентов вместе значительно повышает их матирующую способность, и для матирования требуется меньшее количество этих компонентов. Также это делает глазурь более уравновешенной. Если из щелочных оксидов сильно доминирует один оксид, у глазури могут проявляться экстремальные свойства, несбалансированность. Поэтому часто используют комбинации оксидов, такие как CaO+MgO+ZnO, или CaO+MgO+ZnO+SrO, или CaO+ZnO+SrO, и другие.
• Если вместо K2O и Na2O в глазури присутсвует Li2O, то он будет поддерживать матирование. Также матирование поддерживается, если в глазури вместо полевого шпата присутсвует нефелин-сиенит.

2. Матирование через недопёк

Существуют разные виды матовых глазурей на основе недопёка. Часто они бывают не очень химически и физически устойчивыми, потому что недопёк подразумевает, что стекольнаяструктура ещё не полностью сформировалась, и осталась матовой, что делает её уязвимой к физическим и химическим воздействиям. Несмотря на это, некоторые глазури из этой категории вполне устойчивы благодаря их составу. Самые усточивые из них это - стекловидные ангобы.
Стекловидные (спечённые) ангобы

Такой вид матовых глазурей возможно получить вообщем-то из любых керамических масс, глин и ангобов, превратив их в стекловидные покрытия добавлением в них достаточного количества флюса (бура, мел, полевой шпат, нефелин-сиенит, карбонат лития, фритты...). Количество флюса определяется опытным путём.

Такие покрытия могут быть очень устойчивы в химическом и физическом плане, водонепронецаемы, часто похожи на спёкшийся черепок, даже если сам черепок под ними ещё остался пористым. Так как в этих покрытиях присутсвует большое количество глины, которая даёт большую усадку при сушке, эти покрытия лучше ложатся на сырой черепок. В результате политая керамика получается за один обжиг.
Матовые глазури на основе каолина

Это простые, нормальные глазури, в которые добавляется большое количество каолина (~25%) чтобы повысить температуру плавления и чтобы глазурь тем самым недопеклась и осталась матовой. У этих глазурей из-за большого количества каолина большая усадка при сушке. Чтобы этого избежать, можно использовать метакаолин или наносить их на сырой черепок.

Глазури на основе каолина получаются лучше, если кроме частичного недопёка также присутсвует и кристаллизация. Также эти глазури получаются удачнее на высоких температурах (~1200°C). В зависимости от состава они могут быть не очень устойчивыми, и подходить больше для декоративных целей.
Матовые глазури на основе кварца

Температуру плавления глазури также можно повысить добавлением кварца. В этом случае получается кварцевая кристаллическая глазурь. Но так как у таких глазурей часто получается каменно-матовая не очень выразительная матовая поверхность, часто предпочтение отдаётся кристаллическим глазурям на основе TiO2 , а глазури на основе кварца используют специально, для достижения определённых художественных целей.
Матирование на разных температурах

На низких температурах (~980°-1100°C) часто используются TiO2 + SnO2, TiO2+ немного ZnO, СаО, MgO.

На высоких температурах (1200° и выше) чистый CaO себя показывает как очень сильный флюс, и его много не добавишь. А ZnO начинает формировать большие кристаллы, и это уже другая глазурь.

Но зато для высоких температур есть свои матирующие средства, которые тоже имеют свои изюминки: Здесь хорошо подойдут доломин и тальк, дающие интересную текстуру и иногда окраску. Также при температуре ~ 1200°C и выше часто используются вулканические породы - мука из трахита, базальта, пемзы. Они часто продаются в строительном магазине или как био-удобрение.

Чтобы на высоких температурах получить сатиново-матовую глазурь, лучше всего подходят прозрачные глазури на основе полевого шпата или нефелин-сиенита, которые матируются с помощью волластонита.

Очень хорошо на высоких температурах себя ведёт красный лавалит, такие красные гранулы, которые используют как наполнитель для цветочного грунта. Если есть возможность перемолоть крупные гранулы в муку, то можно получить красивые, коричневатые глазури с особенной текстурой. Эти глазури не текут на достаночно большом температурном интервале и могут даже использоваться как удерживающий слой для потечных глазурей. Лавалит делает поверхность полуматовой, приятно-мягкой и может использоваться практически во всех
глазурях в температурном диапазоне 1160°-1300°C. Пример глазури на основе лавалита для температуры 1180°-1200°C, это 95% лавалитовой муки и 5% жирной глины. Для более низких температур можно добавлять флюсы, такие как мел, лепидолит, буру или компоненты с наличием оксида бора (борат кальция или борат цинка), а также другие флюсы.

Влияние кислотности/щёлочности глазури на её матовость

Глазури бывают щелочные и кислотные, в зависимости от того, каких оксидов в глазури больше.

На рис. 4.1 наверху над чашами весов написаны образы хим. формул, которые свойственны кислотным и щелочным оксидам. R - это замещающая буква вместо какого-то металла, который может встать на её место.

Кислотные оксиды имеют форму RO2  - это диоксид титана TiO2, оксид олова SnO2, оксид циркония/ циркон ZrO2 / ZrSiO4, кварц SiO2.

Щелочные оксиды имеют форму RO - это оксид цинка ZnO, оксид кальция CaO, оксид магния MgO, оксид лития Li2O, оксид стронция SrO, оксиды калия и натрия K2O и Na2O.

Амфотерные же оксиды, R2O3, не приравниваются ни к кислотным не к щелочным, так как  в зависимости от окружения могут играть и ту и ту роль. Амфотерные оксиды - это оксид бора B2O3 и глинозём Al2O3.

Глазурь становится матовой, если в ней превалиируют кислотные или щелочные оксиды. Если же количество этих оксидов сбалансированно, то глазурь будет глянцевой. Это показано на рис. 4.1



Оригинал рисунка из книги Walter Lehnhäuser, Glasuren und ihre Farben

Если в глазури много CaO, MgO итд. то весы склоняются в сторону щелочных оксидов, и глазурь становится матовой. Если в глазури много TiO2, SiO2, SnO2, то весы склоняют в сторону кислых оксидов и глазурь тоже становится матовой. В равновесии весы показывают на прозрачность. Поэтому нет смысла смешивать кислые и щелочные оксиды вместе, чтобы достичь матовости, так как эти оксиды друг друга уравновешивают. Исключением является добавление небольшого количества ZnO в глазури
с TiO2
 и SnO2, так как ZnO поддерживает кристаллизацию на основе титана и олова.

Получается, если вы хотите сделать щелочную матовую глазурь, то кварца в ней должно быть поменьше, чтобы требовалось меньшее количество матирующего средства для достижения результата.  И так же, если у вас щелочная глазурь, которую вы хотите матировать (признаки щелочной глазури: в основном много компонентов несущих K2O и Na2O, по внешности яркие, сочные цвета и возможно цек), то сподручнее её матировать не TiO2 или SnO2, а щелочными матирующими компонентами.

Обзор влияния оксидов на свойства глазурей
В этих таблицах собрана информация из 3 главы курса, чтобы иметь наглядное пособие по влиянию оксидов на глазури.


Обзор влияния красящих оксидов на свойства глазурей


В следующей главе, которая выйдет практически одновременно с этой, мы рассмотрим с вам процесс создания керамистом качественных глазурей.

Пишите письма! =))

murtille