پاورپوینت رنگ و لعاب

رنگ و لعاب

فصل اول
فیزیک و شیمی و اساس لعاب

لعابها بخشی از شیشه ها هستند و برای بررسی آنها باید شیشه را در شاخه های مختلف علوم مطالعه کرد. دیدگاههای مختلفی درباره مفهوم لعاب ارائه شده است که مهمترین آنها در این قسمت مورد بررسی قرار می گیرد .
از نظر واژه شناسی لعاب به ماده شیشه ای می گویند که به عنوان پوشش سطح بدنه های سرامیکی و . . . به کار می رود. لعاب پوشش شیشه ای است که به منظور ایجاد ویژگیهایی از قبیل زیبایی و نفوذ ناپذیری در برابر رطوبت و . . . در سطح بدنه های سرامیکی مورد استفاده قرار می گیرد. لعاب لایه شیشه گونه شفاف یا کدر است که دارای ساختار نامنظم (غیر بلوری) یا بلوری است.
لــــعاب

لعاب طی فرآیند تولید فرآورده های سرامیکی روی سطح بدنه و پس از گذراندن فرآیند پخت به وجود می آیدو بسیاری از خواص بدنه سرامیکی را بهبود می بخشد. لعاب با به کارگیری مواد معدنی مختلف روی هر قطعه سرامیکی پوششی به ضخامت 15% تا 4% میلیمتر ایجاد کرده و به خوبی به سطح بدنه می چسبد.
لعاب منجر به زیبایی ظاهری قطعات سرامیکی می شود و به عنوان عامل تزئین مورد توجه قرار می گیرد.

بعضی از صاحب نظران لعاب را چنین توصیف می نمایند:
لعاب یک لایه پیوسته ای است که قبل یا بعد از پخت بدنه به صورت لایه ای نازک روی قطعات سرامیک را می پوشاند. لعاب دوغابی است که از ذرات معدنی شناور در آب آماده می شود و قطعات خام و یا پخته سرامیک (بیسکویت) را به آن آغشته کرده و سپس درون کوره در مرحله پخت قرار گرفته و به صورت یک لایه نازک شیشه ای یا بلوری در می آید.

لعاب آستر یا پوشش شیشه ای است که گستره نرمش آن دارای محدودتی بیشتری نسبت به بدنه سرامیکی است .
استفاده از لعاب در فرآورده های سرامیکی منجر به افزایش مصرف آنها در زندگی روزمره انسان شده است. زیرا استحکام و قابلیت استفاده این فرآورده ها را افزایش می دهد.
از ویژگیهای مهم و مشخصه لعاب افزایش پایداری در مقابل ترک است . همچنین از خواص جالب توجه لعابها مقاومت در برابر اسیدها و قلیاییها است.

از آنجا که معمولا سطح سرامیکها پس از پخت غیر یکنواخت وناهموار است برای از بین بردن این ناهمواریها و همچنین به خاطر حفظ نقش آثار و اشکال همراه با زیباسازی سطح قطعات سرامیکی با لعاب پوشانده می شود. رنگهای زیبای لعابهای رنگی ناشی از اکسیدهای فلزی مختلف است.
به طور کلی لعابها دارای ویژگیهای زیر هستند :
1- لعاب ها در مقابل مواد شیمیایی با PH اسیدی و قلیایی مقاوم اند.
2- نفوذ آب در لعاب ها بسیار ناچیز و نزدیک به صفر است.
3- لعابها بر روی مواد متخلخل و متراکم سطحی صاف و صیقلی (شفاف یا کدر) تشکیل می دهند.

4- لعاب ها از قابلیت نفوذ پذیری بسیار بالایی در مقابل سیالات اعم از مایعات و گازها برخوردار هستند.
5- لعاب ها در برابر ترک و پوسته ای شدن مقاوم می باشند.
6- استفاد از لعاب امکان ایجاد رنگ و شکلهای زیبا را فراهم می کند.
7- وجود لعاب مقاومت به خراشیدگی سرامیکها را افزایش می دهد.
8- لعاب ها مقاومت گرمایی نسبتا مناسبی دارند.

اصولا سعی بر آن است که پوششهای لعابی شفاف تا حد ممکن درخشنده بوده و از جلا و شکست نور بالایی برخوردار باشند.

هدف اصلی از پوشش دادن قطعات سرامیکی با لعاب به دست آوردن بدنه ای سخت مقاوم و نفوذ ناپذیر با سطحی صاف و صیقلی است .

ساختار لعاب مانند ساختار شیشه است که با نظریه زاخاریاسن و وارن می توان آن را توصیف و تشریح کرد.

بر اساس نظریه زاخاریاسن شیشه های سیلیکاتی دارای ساختار نامنظم پیوسته متشکل از چهار وجهی های SIO4 است که توسط اکسیژن به یکدیگر متصل می شوند :

طبق این نظریه ساختار شیشه باید دارای انرژی آزاد و نزدیک به ساختار بلوری ولی با شبکه نامنظم باشد.

استاندارد ASTM در سال 1945 تعریف زیر را برای شیشه پیشنهاد کرد شیشه یک محصول مذاب غیر آلی است که بدون تبلور منجمد می شود. موسسه استاندارد انگلیس نیز در سال 1962 برای لعابها تعریفی مشابه ارائه کرد.
ترکیبات لعاب
به لحاظ آنکه مواد اولیه مورد استفاده در ساخت لعاب تاثیر ویژه ای بر کیفیت و خواص نهایی لعاب دارد لذا نخست باید هر یک از آنها مورد بررسی قرار گیرد. مهمترین مواد اولیه در تهیه لعاب مواد اولیه اصلی می باشند

علاوه بر آن مواد اولیه مات کننده و مواد رنگی که باعث ایجاد رنگ در لعاب می شوند نیز مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی هر سری مخلوط لعاب از ترکیب طبیعی و مصنوعی تشکیل می شود. ساختار لعاب و شیشه ای سیلیکاتی شامل سه گروه اصلی مواد اولیه (جدول 1-2) است.

مواد اولیه شبکه سازها
این مواد اولیه که سازنده اصلی لعاب و شیشه هستند ساختار نهایی لعاب را تعیین می نمایند.

شبکه سازها اساس و پایه لعاب و شیشه بوده و به طورکلی به شکل زیر تترائدر هستند . زاخاریاسن لعاب را از دید شبکه تصورکرده و نوع شبکه سازها را از اکسیدهای 3 و 4 و 5 ظرفیتی می داند که به حالت شیشه ای در می آیند. شبکه سازها از کاتیونهایی تشکیل شده اند که دارای انرژی پیوندی بین کاتویر و اکسیژن 350-500 هستند .

به عبارت دیگر شدت میدان بسیار قوی دارند. فرمول عمومی آنها عبارتند از: R2O5,R2O3,RO2
عنصر شبکه ساز R است . این مواد اولیه می توانند به تنهایی و بدون مواد اولیه دیگر، به حالت شیشه درآیند. ضمنا به نام اکسیدهای اسیدی نیز نامیده می شوند.
مواد اولیه دگرگونسازی شبکه
این نوع مواد اولیه در داخل فضاهای شبکه قرار می گیرند و آن را کم و بیش پر می کنند و باعث تغییر و گسستگی در ساختار قالب یا شیشه می شوند. دگرگونسازهای شبکه به شدت میدان ضعیفتری نسبت به شبکه سازها دارند.

ضمنا یونها قدرت اتصال کمتری با یکدیگر داند و انرژی پیوند مابین اکسیژن و کاتیونهای دگرگونساز شبکه حدود KJ/MOL 250-40 است. این کاتیونهای دگرگونساز شبکه ظرفیت یک و دو دارند که به تنهایی حالت شیشه ای ایجاد نمی کنند و در حالت مطلوب با اکسیدهای اسیدی در هنگام ذوب ترکیب می شوند.
این مواد اولیه درتکنیک لعاب به عنوان اکسیدهای بازی نامیده می شوند و فرمول عمومی آنها عبارتند از :
RO , R2O
این مواد اولیه دارای الکترونگاتیویته کم می باشند.

مواد اولیه شبکه واسطها
در اینجا در مورد مواد اولیه ای صحبت می شود که می توانند هم به عنوان شبکه سازی و هم دگرگونساز شبکه در ایجاد ساختار شیشه شرکت داشته باشند. این نوع مواد اولیه مابین دو گروه اصلی بالا قرار دارند و به نام گروه میانی نسبت به شرایط موجود تغییر حالت می دهند. این آمفوترها یا اکسیدهای خنثی به مقدار کم به عنوان دگرگونساز و به مقدار زیادتر از آن به عنوان شبکه ساز در تشکیل لعاب اثر می گذارند.

فرمول کلی شبکه واسطها عبارت است از:
R2O3
انرژی پیوند آنها مابین KJ/MOL 330- 250 است.
ساختار شیشه:
شیشه ها در مقایسه با بلورها دارای ساختاری نا منظم و بدون جهت هستند. بدین ترتیب نمی توان همانند بلورها توسط بازتاب و پراکنش پرتوایکس، صفحات بلوری ساختار آنها را شناسایی کرد . از این رو شناخت ساختار شیشه ها از طریق فرضیه ها و روشهای غیر مستقیم صورت می گیرد.

به طور معمول در شیشه های سیلیکاتی ساختار شبکه ای نامنظمی که متشکل از گروههای فضایی SIO1 و B2O3 هستند به صورت دو و سه بعدی به هم متصل شده اند. اتصال این گروهها با یکدیگر توسط پل یون اکسیژن یا از طریق کاتیونهای دیگرانجام می شود. بدین ترتیب شبکه های که قسمتی از آن پیوسته و قسمت دیگر گسسته است به وجود می آیند.
حضور عناصری که دارای شعاع یونی بزرگی هستند مانند NA, K,PB, BA (شکل 1-3) ساختار شیشه را گسسته و سست می کند. بنابراین باعث کاهش دمای ذوب و ویسکوزیته مذاب نیز می گردد. در مقابل اثر گذاری یونهای شیشه ساز مانند SI ،B به گونه ای است که شبکه را قویتر و لعاب صلب شده را پایدارتر می کند. از این رو خواص لعابها و شیشه ها بستگی به پیوند و نوع ساختار آنها دارد (شکل های 1-4 و 1-5)

از ساختار بلوری تا لعاب و فرضیه شبکه
پوششهای شیشه ای شفاف، بلوری و یا کدر که روی بدنه های سرامیکی قرارداده می شوند لعاب نام دارد. برای درک خواص فیزیکی لعابها، ابتدا لازم است ساختار مواد شیشه ای و بلوری را مورد بررسی قرارداد.
حالت فیزیکی شیشه ای
ماده در شرایط تعادل ترمودینامیکی می تواند سه حالت فیزیکی جامد ، مایع یا گاز داشته باشد. در بلورهای جامد ، اتمها و یونها با آرایش منظم در نقاط شبکه فضایی سه بعدی قراردارند و دردمای بالای صفر مطلق کلون (O0K=273 / 150C) حول وضع تعادلشان ارتعاش می کنند.

با افزایش دما دامه ارتعاشات آنها نیز بزرگتر شده ، تا جایی که پیوندها در شبکه بلوری از هم گسسته و ماده نیز از حالت جامد به مایع تبدیل می شود و ساختار تناوبی منظم خود را از دست می دهد. در این حالت ارتعاشات اتمی هنوز چنان زیاد نیستند که تمام نیروهای پیوندی بی اثرشوند. در حالت گاز(بالای دمای تبخیر) تمام پیوندها به طور کامل از بین می روند و اتمها به طور آزاد حرکت می کنند.
برای لعاب ها به علت ساختار و خواص ویژه ای که دارند نمی توان یکی از حالتهای فیزیکی (جامد، مایع، گاز) را در نظر گرفت.

حالت شیشه ای یک حالت میانی بین مایع و جامد است. در طبیعت شیشه یک حالت استثنایی است و کمترمواردی را می توان در طبیعت یافت که به طور خود به خودی ساختار شیشه ای داشته، یا کم و بیش از جنس شیشه باشند. برخی از این موادطبیعی عبارتند از ابسیدین، تکتیت، سنگ پومیس، سنگهای ولکانی. شیشه های شناخته شده اکسیدی و غیر اکسیدی معدنی و همچنین شیشه های آلی، عموما از مذابی که فوق العاده سریع سرد می شود، پدید می آیند.
این امر باعث می شود که توزیع نامنظم و تصادفی اتمهای تشکیل دهنده مذاب (اتمها، گروه های اتمی، یونهای عناصر مختلف) همان طور باقی بماند. زیرا در این حالت زمان کافی برای اینکه اتمها خود را بطور قانونمندی منظم کرده و در فضا کنار هم قرار گیرند وجود ندارد.

لعابها و شیشه های سیلیکاتی به صورت شیشه منجمد میشوند، چون که مذاب آنها به دلیل داشتن SIO2 مذاب رقیق نبوده و بسیار غلیظ است و در هنگام سرد شدن بسیار سریع، مذاب بدون اینکه متبلور شود منجمد می گردد .
بنا به نظریه دیتزل شیشه یک محصول مذاب غیر الی است که بر اثر سرد شدن بسیار سریع بدون اینکه متبلور شود به حالت منجمد درآمده و می تواند رنگی یا بی رنگ، صاف و شفاف یا کدر باشد.

شیشه ها از نظر ترمودینامیکی نیمه پایدارند و با توجه به حالت غیر بلوری انها در دمای بالا مذاب آنها حالت خاصی دارد و در دمای اتاق منجمد است. اختلاف شیشه با بلور در انرژی داخلی و انتروپی زیاد آن است . در شرایط خاص و معین با دادن انرژی لازم و نوع حرکت اتمها در دمای مشخص ، ساختار شیشه در پایین ترین سطح انرژی قرار گرفته و بلوری می شود.

چون ساختار شیشه نامنظم بوده و اتمهای تشکیل دهنده آن به طور آمار پخش شده اند، از دیدگاه ماکروسکوپی همانند مایع تلقی شده و توسط قوانین حاکم بر مایعات، منحنی فازی شکست نور و پرتو ایکس و . . . قابل توصیف است(شکلهای 1-6 ، 1-7 ، 1-8 )

مطالعات اولیه در مورد ساختار شیشه به سال 1925 باز می گردد که شیشه به عنوان یک جامد هسمسانگرد غیر متبلور در نظر گرفته شد.
با قبول اینکه مایعات یک ساختار غیر تناوبی دارند، لازم است در مورد شیشه نیز این امر صدق کند و حالت شیشه به عنوان مایع منجمد شده در نظر گرفته شود.

برای استفاده از این دیدگاه، انجام برخی تغییرات و اضافه کردن چند فرضیه که درباره ساختار شیشه و شرایط تشکیل آن ارائه شده است باید در نظر گرفته شود.، شایان ذکر است تا به حال هیچ گونه دلیل موجهی برای اثبات این فرضیه های ارائه نشده است.

همان گونه که قبلا شرح داده شد یکی از ساده ترین و قابل قبول ترین نظریه ها نظریه هایی می باشند که توسط زاخاریاسن مطرح شده است که در اینجا به عنوان پایه برای درک و فهم بهتر حالت شیشه مورد بررسی قرار می گیرد.

در فرضیه زاخاریاسن که ایده های اولیه آن توسط گلدشمیت مطرح شده بود، شیشه حالتی است که از شبکه های نامنظم تشکیل می شود. بر مبنای این نگرش پیوندهایی که منجر به ساختار شبکه ای نامنظم در شیشه های اکسیدی می شوند باید شرایط زیر را دارا باشند.
1- عدد کوئوردیناسیون کاتیون باید کوچک باشد.
2- هر یون اکسیژنی که با دو کاتیون پیوند تشکیل دهد.
3- تعداد یونهای اکسیژنی که کاتیون را در مرکز خود احاطه کرده اند نباید بیش از چهار عدد باشند (تتراهدر).
4- چند وجهی های اکسیژنی فقط می توانند از طریق گوشه ها با یکدیگر مشترک باشند، نه از طریق اضلاع و سطوح.
5- حداقل سه گوشه از چند وجهی های اکسیژنی باچند وجهی های دیگر باید مشترک باشند.

خواص و رفتار یک ماده همگن بستگی به قرار گرفتن اتمهای آن ماده دارد. بنا به نظریه زاخاریاسن نظم حجمی و اتصال شبکه در شیشه نظیر ساختار بلوری به صورت تناوبی نیست بلکه یک نظم با دامنه عمل کوتاه برقرار است.
در کوارتز خالص که دارای ساختار شبکه ای پیوسته است، هر اتم سیلیسیم باچهار اتم اکسیژن پیوند دارد . به طوری که اکسیژن در گوشه های هرچهار وجهی قرار گرفته و مانند پل ارتباطی میان دو اتم سیلسیم عمل می کند که در نتیجه به نام پل اکسیژنی مشهود شده است.
وجود اکسیدهای قلیایی مانند NA2O در ساختار شبکه ای SIO2 باعث گسسته شدن شبکه می شود. در نتیجه این گسستگی ارتباط مستقیم میان یونهای اکسیژن را از میان می برد، به عبارتی هر یون NA+ اضافه شده تولید یک اکسیژن گسسته می کند(شکل 1-9) . از این رو آنها را اکسژن گسسته نیز می نامند.

برای تهیه لعابها لازم است در ساختار شیشه سیلیسی، ناخالصی افزوده شود تا برخی از پیوندهای قوی SI-O-SI شکسته شده و گسستگی در ساختار پدید آید.

برای این منظور افزودنیهایی مانند قلیایی ها و یا قلیایی های خاکی به عنوان ناخالصی مورد استفاده قرار می گیرند. شعاع یونی و ظرفیت الکترونیکی کاتیونها ازعوامل بسیار مهم در انتخاب ناخالصیها هستند. برای مثال NA2O به طریقه زیر در ساختار SIO2 مشارکت می کند.

در صورتی که شرایط شبکه سه بعدی در این نوع شیشه ها صدق کند ، شرایط مرزی ایجادحالت شیشه به شرط اینکه هر چهار وجهی SIO4 حداقل از طریق سه گوشه متصل باشد ممکن خواهد بود، به عبارت دیگر در چنین ترکیبی R2O.2SIOاگر مقدار R2O اکسید قلیایی بیشتر شود، شبکه سه بعدی شکافته شده و ترکیب R2O. SIO2 به یک زنجیر بی نهایت طویل تبدیل می شود . چون در این حالت احتمال اتصال چهار وجهی ها احتمالا یکسان نیست . و زنجیرها با یکدیگر احتمال تداخل دارند، هنوز امکان تشکیل شیشه از ترکیب R2O. SIO2 وجود دارد.

با افزایش بیشتر مقدار قلیایی ها شکافتگی زنجیرها بیشتر شده تا اینکه در ترکیب 2R2O. SIO2 چهار وجهی های ایزوله (جدا ازهم) تشکیل می شوند. یعنی ارتباط آنها از طریق پلهای SI-O-SI از بین می رود.در این صورت امکان تشکیل شیشه دیگر وجود نخواهد داشت (شکل 1-11)

تغییرات ساختاری بر اثر تبرید
فرآیند انجماد و تبدیل به شیشه یا بلوری شدن توسط منحنی تغییرات حجم ویژه بر حسب دما تشریح می شود و حجم ویژه ماده بر اثر دما ناشی از تغییر حالت از مایع به جامد کم می شود(1-12).

در صورتی که مذاب به طور آهسته سرد شود جوانه بلوری به وجود می آید و دردمای TS (دمای انجماد) ماده متبلور شده و حجم ویژه آن از B به C تغییر می کند. اگر مذاب فوق العاده سریع سرد شود یا بسیار ویسکوز باشد ، در دمای TS عمل تبلور صورت نگرفته و حجم مذاب در امتداد خط BE به طور پیوسته کاهش می یابد و این حالت مایع فوق تبرید است. در محدوده TG مایع سفت و غلیظ(بسیار ویسکوز) می شود. TG را دمای تبدیل شیشه می نامند.
منحنی درمحدوده TG تغییر شیب می دهد و از اینجا به بعد تقریبا به طور موازی با منحنی مربوط به بلور امتداد می یابد.

شیشه ها از لحاظ ترمودینامیک نقطه ذوب ندارند، بلکه تغییر حجم مذاب به تدریخ و به صورت پیوسته انجام می شود، بر خلاف فلزات که نقطه ذوب داشته و حجم آنها به طور ناگهانی در این دما تغییر می کند . از این رو بهتر است در مورد لعاب و شیشه به جای اشاره به یک نقطه ذوب از یک ناحیه تبدیل استفاده شود زیرا TG از تلافی تانژانت دو منحنی به دست می اید که منحنی حجم ویژه یا منحنی انقباض نامیده می شوند.
این پدیده را سیمون به نام پدیده سفت شدن (منقبض شدن ) نامیده است و هازه آن را این طور تعریف می کند که اگر یک مذاب در زیر دمای بحرانی سفت (منجمد) شود شیشه نامیده می شود. دمای تبدیل شیشه بستگی به سرعت سردن شدن و ترکیب مذاب دارد
(شکل 1-13)

اگر سرد شدن مذاب به طور سریع باشد دمای TG بالاتر ولی با کمتر شدن سرعت تبرید دمای TG پایین تر خواهد بود. در شکل 1-14 دیده می شود که شیشه سریع سرد شده ، دمای بالاتری نسبت به شیشه آهسته سرد شده دارد . همان طور که قبلا نیز اشاره شد مایع در محدوده TG بسیار ویسکوز است. ویسکوزیته یک خاصیت ویژه مایعات است و می توان آن را به حرکت پذیری مولکولهای مربوط کرد. ویسکوزیته مایعات، تابعی از دما است و با کاهش دما افزایش می یابد.
اکر عناصر و ترکیباتشان در حالت مایع ویسکوزیته شبیه به آب و در حدود 2-10 پواز دارند بنابراین مایعی رقیق محسوب می شوند. غالبا هنگام سرد شدن و رسیدن به دمای انجماد و یا کمی پایین تر از آن ، فرایند تبلور آغاز می شود.

بعضی از مواد مذاب غلیظ ویسکوزیته بالا تشکیل می دهند (جدول 1-1) و در هنگام سرد شدن تا زیر دمای انجماد ، امکان وقوع فرآیند تبلور وجود دارد، مشروط بر آنکه سرعت تبرید خیلی کندتر باشد. مقایسه مقادیر ویسکوزیته مایعات مختلف این واقعیت را نشان می دهد.

جدول 1-1 مقایسه مقادیر ویسکوزیته در دمای داده شده برای مواد مختلف

ترکیب شیشه های سیلیکاتی
علاوه بر شیشه های آلی و شیشه های ویژه غیر آلی ، شیشه های آرسناتی ، ژرمناتی ، فسفاتی و از همه مهمتر شیشه های اکسیدی سیلیکاتی وجود دارند که از لحاظ مشخصات فنی حائز اهمیت هستند.

دیاکسید سیلیسیم مهمترین قسمت تشکیل دهند شیشه است . شیشه خالص (شیشه سیلیسی) از لحاظ خواص درمقایسه با دیگر شیشه های شناخته شده بهترین خواص را داراست. زیرا مقاومت شیمیایی بالایی (حتی در دماهای بالا) داشته و همچنین ضریب انبساط خطی اش کم است و دمای نرمی بسیار بالای آن از ویژگیهای دیگر این نوع شیشه است .

به واسطه دمای ذوب بسیار بالا SIO2 (حدود 1720 درجه سانتیگراد) ترکیبات اسیدی دیگری به آن اضافه می کنند تا دمای ذوب آن به طور قابل ملاحظه ای کاهش یاد و دمای ذوب مخلوط به محدوده 800 تا 1200 درجه سانتیگراد برسد. بدیهی است که افزودن اکسیدهایی مانند K2O, NA2O , LI2O , PBO , B2O3 و . . . خواص دیگر مذاب و انجماد شیشه را تغییر می دهند، به گونه ای که نوع و مقدار اکسیدهای افزوده شه در شیشه نقش مهمی درتعیین خواص آنها ایفا می کنند.

شیشه قلیایی خالص بدون اکسیدهای دیگر که فقط NA2O و K2O و SIO2 تشکیل شده است در آب براحتی حل می شوند و بنابراین به عنوان شیشه مصرفی تجاری قابل استفاده نیست.

شیشه سربی خالص که از PBO و SIO2 به وجود می آید، در آب حل نمی شود ولی در مقابل اسیدها مقاوم نبوده و حل می شود. افزودن BAO , MGO , CAO , B2O3 , AL2O3 و . . . چنین شیشه های ساده ای را در برابر تنشهای مکانیکی و شیمیایی پایدار و مقاوم می کند.

در ترکیب شیشه های تجاری، B2O3 و SIO2را به عنوان شبکه ساز و CAO و K2O و NA2O و . . . را به عنوان دگرگونساز ساختار شبکه شیشه می نامند.(جدول 1-2 و 1-3 ) این اکسیدها به تنهایی نمی توانند شیشه بسازند ولی اگر آنها در شبکه شیشه حضور داشته باشند خواص مذاب و چگونگی انجماد شیشه را تغییر می دهند. AL2O3 , TIO2 , SNO2 می توانند تا حدی جای SIO2 در ساختار شیشه را بگیرند در این صورت به عنوان شبکه ساز تاثیرمی گذارند، در غیر این صورت به عنوان دگرگونساز شبکه عمل می کنند.

ترکیب شیمیایی شیشه ای تجاری بر حسب درصد وزنی (ازرواسان و هینز(

اکسیدهای مصرفی در شیشه ها

خــــــواص ویژه شیشه
شیشه ها مواد متراکم و همگن می باشند که در دمای محیط به صورت جامدند. شیشه های مذاب صلب شده دارای ساختار اتمی نامنظم و نامرتب می باشند. از این رو ، خواص آنها در تمام جهت های فضایی یکسان است. همسانگردی نیز یک خاصیت ویژه مایعات است. نتیجه دیگر ساختار نامنظم شیشه ها بازگشت پذیری تبدیل نرمی و انجماد در هنگام تبدیل از حالت جامد به مایع و بر عکس است. در این مذابها تبلوری در حالت انجماد پدید نمی آید. تبدیل فاز در یک گستره دمایی وسیع صورت می گیرد، که در حین آن شیشه یک حالت خمیری شکل (پلاستیکی) شکل پذیر به خود می گیرد. از این رو شیشه ها دارای یک دمای ذوب مشخص مانند مواد بلوری نمی باشند . بلکه دارای یک محدوده ذوب و نرمی می باشند. شیشه ها در هنگام شکسته شدن دارای سطح مقطع شکست صدفی و ناصاف می باشند.

دارای سطح مقطع شکست صدفی و ناصاف می باشند.

شیشه ها در فاز مذاب بسیار ویسکوز هستند. ویسکوزیته شیشه بستگی به ترکیبات تشکیل دهنده آن دارد و تابعی از دمات است.

عموما شیشه ها شفاف بوده و با قابلیت عبور نور، منجمد می شوند ولی الزاما تمام شیشه ها شفاف نیستند.

شیشه های سیلیکاتی می توانند بر اثر ترکیب مناسب و با حرارت دادن مجدد به مدت کافی در بالای ناحیه دمای TG از حالت شیشه به بلور تبدیل شوند.

خواص اپتیکی ، چگالی، سختی ، فشار ، تنش کششی ، مقاومت در برابر مواد شیمیایی ، ضریب انبساط خطی و همچنین خواص مذاب شیشه می توانند با توجه به ترکیب و ساختار حاصل از آن شدیدا تحت تاثیر قرار گیرند. این تغییرات نیز برای پوششها لعابی روی بدنه سرامیکها نیز صدق می کنند .
حالت تبلور و ساختار بلوری
اکثر مواد جامد به صورت بلور هستند. حالت بلوری در ماده چگال یک حالت طبیعی محسوب می شود. مایعات در هنگام انجماد تمایل دارند کمترین انرژی آزاد و به عبارتی حالت بلوری را داشته باشند. زیرا این حالت پایدارترین حالت است. در هنگام تبلور انرژی به صورت گرما ازاد می شود مانند آزاد شدن گرما در هنگام گیرش گچ.

در حالت بلوری نقاط مادی یعنی اتمها، یونها، ملکولها، دروضعیتهای کاملا مرتب در فضای سه بعدی متناوب قرار می گیرند. برای نمایش و درک بهتر حالت بلوری باید ابتدا شبکه های فضایی را تشریح کرد.

کوچکترین ساختار واحد که به صورت تکراری بر روی یکدیگر انباشته شده و بلور را می سازد سلول بنیادی شبکه بلوری نامیده می شود. اندازه و شکل سلول بنیادی برای هر ماده بلوری یک مشخصه است که با استفاده از آزمایشهای پرتو ایکس قابل تشخیص است.

اگر اتمها و یونها به صورت کروی سخت و به اندازه های مختلف در نظر گرفته شود قرار گرفتن آنها در فضا، می تواند به گونه های مختلفی باشند که در نتیجه ماده ای پر تراکم یا کم تراکم حاصل می شود. بدین ترتیب شبکه های فضایی مختلفی ایجاد می شوند.

ساختار پر تراکم ساختار شبکه ای فشرده با فاصله های کم میان صفحات شبکه و اجزای اتمها، باعث پایداری ، سختی ، مقاومت بیشتر ، دمای ذوب بالاتر و چگالی زیادتر و . . . می شود.

ساختار کم تراکم با فاصله های شبکه زیاد به طور واضح ومشخص، پیوندهای ضعیف تر داشته و باعث شکنندگی مناسبتر و دمای ذوب پایین تر می شوند( شکلهای 1-14 تا 1- 18 ) .

بلورها اجسام جامد و همگن وناهمسانگردی می باشند که توسط سطوحی محدود می شوند.

بلورها بر خلاف شیشه های دارای خواص فیزیکی ناهمسانگرد هستند، یعنی در جهت های فضایی مختلف ، ویژگی های متفاوت دارند.

بلورها اکثرا شکل خارجی ویژه های مانند رشته ای ، سوزنی یاصفحات کوچک مسطح یا ستونی تو در تو دارند. اکثرا این شکلها در نتیجه شرایط خارجی ساخت بلور به وجودمی آیند.
رشد بلـــــور
بلورها می توانند از مواد مذاب مایع و یا از محلولها، حتی گازها ساخته می شوند. وقتی که مایع تا زیر دمای انجماد سرد شود برخی از اتمها یا یونهای آنها به طور اتفاقی در یک نظم خاصی کنار یکدیگر قرار می گیرند و بدین ترتیب مراکز نظمی را پدید می آورند. این مراکز کانونهای جوانه زنی نام دارد. هنگامی که جوانه ها به اندازه مناسب برسند، به طور ناگهانی رشد می کند .

ترکیب شیمیایی جوانه ها و ماده تشکیل دهنده بلورها می تواند مختلف باشند . ذرات ناخالصی، حبابهای کوچک ، فاز شیشه ای ناهمگن یا باقیمانده مواد اولیه ای که کاملا حل نشده، می توانند به عنوان جوانه بلور اثر بگذارند و باعث رشد بلور اکثرا از سطح خارجی مذاب آغاز می شود.
در هنگام رشد بلور ، اتمها و یونها به ترتیب در سطح جوانه های تجمع می کنند. در این فرایند می بایستی نقاط مادی (اتمها، یونها) بتوانند در فاز مذاب درمحلهای از پیش تعیین شده طبق قانونمندی خاصی جا به جا شوند .

هر گاه بنا به دلایلی چنین امری صورت نگیرد، در هنگام رشد عیوب ساختاری در شبکه بلوری پدید می آید. به همین دلیل مذاب بسیار ویسکوز جا به جایی با کندی صور می گیرد ولی درمذاب لعاب رقیق می تواند رشد بلور با سرعت زیادتری انجام گیرد.
اگر تعداد جوانه ها در یک مذاب زیاد باشد، بلورها در رشد یکدیگر اختلال ایجاد خواهند کرد و بدین ترتیب بلورهای کوچک زیادی به طور متراکم ایجادمی شوند. در صورتی که تعداد جوانه های موجود درمذاب کم باشد، امکان دارد بلورهای درشت با ابعاد حدود سانتی متر رشد کنند .

وجود بخار آب، فشار زیاد و دمای بالای کافی به رشد بلور کمک می کند. به هر حال ثابت نگهداشتن دمای بالا می تواند منجر به برقراری تعادل میان رشد بلور و ذوب مجدد آن توسط بقیه مذاب شود.

با ادامه رشد بلور در یک مذاب باترکیب مشخص اکسیدهایی که در بقیه مذاب باعث ایجاد بلورهای شناور می شوند به طور پیوسته کاهش می یابند. بنابراین مذاب با پدید آمدن بلور، ترکیب خود را همواره تغییر داده تا موقعی که رشد بلور به پایان برسد .

شایان ذکر است ترکیب همگن اولیه بعد از انجماد از نظر ظاهری به صورت غیر همگن و غیر یکنواخت در ساختار دیده می شود. بعضی مواقع بلورها با ادامه تغییر ترکیب رشد می کنند یا کاملا فاز بلوری دیگری را تشکیل می دهند.
لعابهای با پوششهای شیشه ای یا بلوری
فرق میان شیشه ، لعاب سرامیک و لعاب فلز
در محدوده لعاب های سرامیک بر خلاف فناوری شیشه ، نه تنها با ماده ای شیشه ای به صورت جامد و شکننده یا شکل پذیر(خمیری) و یا مذاب مایع، سر کار داریم، بلکه اکثرا با مخلوطی از حالتهای جامد و مایع روبرو هستیم، مانند دوغاب لعاب که از مواد جامد معلق در آب به عنوان سوسپانسیون تهیه می شود یا مذاب لعاب که دارای اجزای جامد، به صوت رنگدانه یا به صورت مواد کدر کننده یا ذرات کوچک مات کننده است . همچنین در بعضی موارد هنگام سرد شدن قطعات بلوری می توانند از مذاب جدا شوند.

در تهیه اشیای شیشه ای لازم است خواص ویژه شیشه در حالت مایع خمیر و جاد به تنهایی مورد توجه قرار گیرد ولی از آنجا که در لعابها به دلیل اینکه به بدنه های سرامیکی چسبندگی دارند و همچنین ترکیبات شیمیایی انها با بدنه متفاوت است لازم است لعابها با بدنه تطابق داشته باشند و شکل پذیری، رنگ و سطح خارجی شان همراه با بدنه مورد توجه قرار گیرد. بدین ترتیب لعابها باید کم و بیش با بدنه واکنش انجام دهند. از این رو لازم است ترکیبات و خواص بدنه ها در هنگام لعابکاری مورد توجه قرار گیرد.

باید توجه داشت که در هنگام حرارت دادن ، مذاب در سطح بدنه شره نکند. برای جلوگیری از شره لعاب در سطح بدنه مذاب آن باید ویسکوزیته بالایی داشته باشد. از این رو به محتوای لعاب AI2O3 زیادی اضافه می شود. در صورت که مذاب شیشه مایع رقیقی مانند آب ، شفاف و بدون حباب است . برای مثال در تهیه بطریهای شیشه ای ، مواد اولیه شیشه در کوره های وانی تا دمای 1500 درجه سانتیگراد ذوب می شود و از این جهت میزان AI2O3 در آنها بسیار کم است.

غالبا در شیشه های ماده همگن است ولی در پوشش لعاب نه تنها یکنواختی وجود ندارد بلکه بر عکس آن مشاهده می شود. چون مذاب لعاب از یک سو باسطح بدنه و از سوی دیگر با اتمسفر کوره در تماس است. می توان از این دو محدوده مرزی مواد دریافت کرده و یا به آنها بدهد . بنابراین ترکیبات لایه لعاب بر روی سطح بدنه با لایه سطح خارجی و یا با لایه میانی می تواند متفاوت باشد. چنین ناهمگنی هایی در لعابهای سرامیکی معمول است ولی با چشم غیر مسلح عموما قابل مشاهد نیست . از طرف دیگر به دلیل نازک بودن پوششهای لعای ضخامت در حدود 15% تا 4% میلیمتر به سادگی تحت تاثیر عوامل محیطی قرار می گیرند.

لعابهای فلزی شیشه هایی هستند که بر روی سطح فلزات در دماهای 800 تا 900 درجه سانتیگراد ذوب می شوند . این پوششها باید چسبندگی خوبی با سطح فلز داشته و ضرایب انبساط حرارتی آنها متناسب با فلز باشد. لعابهای فلز سطوح خارجی فلزات را درمقابل مواد شیمیایی (اسیدها، زنگزدگی و خوردگی) حفاظت می کند و همچنین رنگ دلخواه را برای فلزات ایجاد می نمایند . اغلب سختی لعاب فلز بیش از خود فلز است در صورتی که لعاب سرامیک عموما از سختی کمتری نسبت به بدنه سرامیکی برخوردار است.

لعاب سرامیکی نه تنها بدنه را به رنگ دلخواه در می آورد و در مقابل مواد شیمیایی آن را مقاومتر می کند بلکه سطح بدنه را صاف و غیر قابلنفوذ کرده و همچنین تمیز کردن آن را ساده تر می نماید. علاوه بر این لعاب سرامیک استحکام بدنه های متخلخل و نازک را بهبود می بخشد.
لعاب سرامیک به صورت مذاب سیلیکاتی می تواند به راحتی روی بدنه های سیلیکاتی به کار رودف چون چسبندگی خوبی با بدنه پیدا می کند. در صورتی که در مورد لعابهای فلز این امر به سادگی حاصل نمی شود.

خواص عمومی بدنه های سرامیکی ترکیب و ساختار آن
از آنجا که لعاب سرامیکی و بدنه پس از حرارت دیدن باید به یکدیگر چسبیده و لایه لعاب ضخامت مشخصی داشته باشد از این جهت خواص بدنه بسیار مهم است زیرا لعابی که روی بدنه قرار داده می شود، باید در هنگام ذوب . پس از آن اتصال خود را با بدنه حفظ کرده و سطح ظاهری مودر نظر را ارائه دهد به طوری که هیچ گونه عیبی که کارآرایی و زیبایی را کاهش می دهد دیده نشود .

بدین ترتیب در لعابکاری ، خواص زیر برای بدنه بسیارمهم است :

استحکام خام
انقباض خشک
تخلخل
کیفیت سطح
انقباض پخت
زینترینگ
ترکیب

انبساط حرارتی
معمولا در بدنه خام ، مخلوطی از کانی های مختلف با دانه بندی های گوناگون وجود دارد، مانند خاک رس ،کائلون ، کوارتز ، فلدسپات، شاموت، سنگ آهک ، دولومیت ، تالک ، اکسید آهن ، اسکید تیانیم، پیریت وناخالصیهای دیگر . بنابراین میزان ناخالصی و اندازه دانه ها و خواص بدنه های خام متفاوت است. علاوه بر آن مقدار اب باقیمانده بعد از خشک شدن و فضاهای تخلخل که پر از هوا می باشند، در خواص بدنه های نقش دارند.

اگر در نظر باشد لعاب را به صورت دوغاب بر روی بدنه خام
(بدنه پخته نشده) به کار برد لازم است ترکیب مناسبی انتخاب شود.

بر روی بدنه های بیسکویت شده (زینتر) اغلب دوغابهای لعاب را می توان به کار برد. در بیسکویت با توجه به دمای پخت، ترکیبات بلوری جدیدی ، مانند سیلیکات قلیایی خاکی (ولاستونیت، دیوپسید، فورستریت، سیلیکات آلومینیوم و سیلیکات آلومینویم قلیایی خاکی انورتیت ، کوردیریت ،) همچنین سیلیکاتهای دیگر به همراه بقیه کوارتز و مذاب شیشه (فاز شیشه) وجود دارند

ساختار بدنه حرارت داده شده از دانه های ریز و فاز اتصال دهنده شیشه ای تشکیل شده است که دانه های زبر و سخت کوارتز یا شاموت و . . . را به یکدیگر می چسباند ، که اغلب محتوی تعداد زیادی تخلخل باسطح مقطع بسیار کوچک شبیه به لوله های مویین (تخلخلهای میکروسکوپی) در سراسر بدنه است. همچنین ترکهای مویی و فضاهای خالی پز از هوا با اندازه های مختلف
( تخلخل ماکروسکوپی) وجود دارند. اندازه این خلل و فرج بستگی به روش تهیه بدنه در مقادیر مختلف دارد.

بدنه حرارت داده شده دارای تخلخل بیشتری نسبت به بدنه خام است زیرا در هنگام حرارت دادن آب مولکولی مربوط به ساختار کانی خاک رس از دست می رود. همچنین به دلیل انبساط ناگهانی کوارتز(تبدیل B-X در دمای 573 درجه سانتیگراد) و ازاد شدن CO2 کربناتها ، تخلخلهای بیشتر پدید می آید. این تخلخلها که به صورت شبکه ای به یکدیگر متصل می باشند، قابلیت جذب بدنه را افزایش می دهند و تخلخلهای باز (تخلخلهایی که بافضای بیرون ارتباط دارند) ایجاد می کنند. تخلخلها یا فضاهای خالی بدون ارتباط با محیط بیرونی ، تخلخلهای بسته راایجاد می کنند. .

با افزایش دما در پخت نهایی، ذرات تشکیل دهنده بدنه به یکدیگر نزدیکتر می شوند ، به طوری که تخلخلها کوچکتر شده و با ادامه پخت (زینترینگ) به تدریج از بین می روند. گاز موجود در داخل تخلخلها تازمانی که هنوز سطح قطعه به طور کلی متراکم نشدهاست به بیرون رانده می شود.
واکنش لعاب با بدنه بستگی به مقدار تخلخل، فاز شیشه، کوارتز، کریستوبالیت، مولایت، سیلیکاتهای بلوری و . . . دارد که بر حسب میزان آنها تغییر می کند. همچنین توجه به ضریب انبساط حرارتی بدنه پخته شده در لعابکاری بسیار مهم است.

فصل دوم
تاریخچه لعاب

علم و فن لعاب در طور تاریخ در فرهنگها و کشورهای مختلف خیلی متفاوت بوده و بعدا توسعه و پیشرفت کرده است. ازو اواسط قرن نوزدهم که شناخت علوم طبیعی جدید در صنعت سرامیک به کار برده شد، پیشرفت های فنی سریعی حاصل شد. البته فقط باکارهای تجربی و آزمایش و حفظ کردن محرمانه فرمولهای لعاب پیشرفت هایی به دست امد. از انجا که چنین فرمولهای لعاب تنها برای صاحبانش سود آوری و پایه و اساس داشت، از آنها سخت محافظت می شد ف اما در حوادث جنگی به راحتی گم شدند که بعدا در جاهای دیگر دوباره پیدا و کشف شدند.

نسخه های نوشته شده قدیمی بسیار نادرند. کتیبه هایی که در شمال عراق به دست امده و مربوط به 1700 سال قبل از میلاد مسیح است ، توانسته است مدارکی ارائه دهد. اطلاعات ناقصی که مربوط به منشا مواد معینی است از یونان و روم نیز به دست آمده و مربوط به سالهای 371- 287 قبل از میلاد است. نوشته دیگری نیز در کاشان به دست امده که مربوط به سالهای 1300 است. در سال 1854 مقاله ای درباره اهمیت فناوری سرامیک نوشته شده و بعد در اوائل قرن بیستم هرمن زگر، تحقیقاتش را عرضه کرد.

خاور دور ، مصر ، دریای مدیترانه شرقی
تاریخچه لعاب سرامیک با متالورژی، به خصوص مس و برنز رابطه نزدیکی دارد. قدیمترین اشیاء لعاب شده مروارید استاتیتی درخشان است که با مواد قلیایی و اکسید مس لعاب رنگی شده است . این موارد مربوط به عصر برنز بوده و در مدیترانه شرقی (2000 سال قبل از میلاد) پیدا شده است.
در این زمان فاینس مصری گسترش یافته که از لحاظ صنعت سرامیک مانند فاینس معمولی نبود. این فاینس که در کرتا و سیپرن توسعه یافته است مربوط به فرهنگ قدیمی مینوی بوده و اختراع مصری ها نبوده است. این فاینس از شن کوارتزی نرم مخللوط با نمک قلیایی و کمی خاک رس لعاب داده شده تشکیل شده است.

اواسط عصر برنز بدنه فاینس با خاک رس در کرتا ساخته شده است که برای اولین بار نشان داد، به وسیله پخت احیای قرمز مس به وجود آمده است. در همان زمان 1600-1450 قبل از میلاد پوشش انگوب سیاه منگنز آهن که با رنگهای سفید و نارنجی قهوه های تزئین شده پیدا شد. در ضمن برخی ظروف به روش چرخکاری ساخته شد که به نام محصولات کامارز موسوم بودند. کیفیت این محصولات بعد از نابودی در سال 1450 قبل از میلاد رو به افول نهاد.

صنعت فاینس ما بین سالهای 1450 تا 1200 قبل از میلاد مسیح به شکوفایی هنری و صنعتی خود رسید. در مصر و در سواحل مدیترانه قبرس رنگ زرد و نارنجی به وسیله اکسید آهن و ترکیب سرب و انتیموان به دست آمد و ضمنا ابی کبالت و قرمز آنه در مجاورن مس رنگی سبز و آبی و سفید آنتیموان ایجاد شدند.

بعد از سال 1450 اولین بار در شمال بین النهرین لعاب قلیایی بر روی بدنه خاک رسی با لعاب زرد ناپل ایجاد شد، که 800 سال قبل از میلاد در آسور و 540 تا 600 سال قبل از میلاد در بابل نور بر روی دیوارهای آجری تزئین شده است .

لعابهای آنها قلیایی بوده که به خاطر سرب شان رنگ زد و سبز داشتند. لعابهای سفید همیشه به خاطر اکسید آنتیموان کدر بودند. این لعابها به خاطر ترکیبشان بر روی بدنه سرامیکهای خاک رسی، طول عمر زیادی نداشتند. در زمان حکمرانی ایرانیها، لعابهای قلیایی نیز دوباره بر روی بدنه کوارتزی استفاده شدند.

لعاب سرب و رنگ کبالت بعد از زمان ایرانیها مجددا در مصر ( در خاور دور و در آخرین سال قبل از میلاد مسیح ) تهیه می شد. در زمان رومی ها فقط سرامیک با لعاب سرب دار سبز و زرد ساخته شد.

در زمان ساسانیان چگونگی ساخت لعاب قلیای بر روی بدنه کوارتزی در بین النهرین به فرهنگ عربها وارد شد. بعد سرامیکهای اسلامی در ایران و ترکیه ساخته شد.

لعاب سرب و قلع در 1200 سال بعد از میلاد مسیح در زمان اسلام به وجود آمد که مبدا اولیه ان نامشخص است . در زمان اسلام اولین دکور لاستر ساخته شد که به وسیله مغولها به طور ناگهانی از بین رفت. در سال 1550 دکور رنگی قرمز آهن توسط ارمنی ها ساخته شد. دمای پخت همیشه حداکثر تا 1100 درجه سانتیگراد بوده است.

در چین در سالهای بین 256 تا 1000 قبل از میلاد مسیح، اولین اشیاء در دمای بالا از خاک رس روشن ساخته شد که اثراتی از لعاب نمک و لعاب خاکستر داشته است. معروفترین مجسمه های خاک رسی که از قبر شیهانگ به دست آمده مربوط به سال 206 قبل از میلاد است و با نقاشی رنگی سرد (بدون حرارت) تزئین شده است.

از سال 206 قبل از میلاد مسیح تا 220 سال بعد از میلاد مسیح لعاب استون ور با رنگ خاکستری مایل به سبز ، سبز زیتونی ، فلدسپات روشن بدون رنگ و لعاب خاکتسر و فلدسپات با لعاب سرب سبز رنگ ساخته شده است.

بین سالهای 618 و 906 لعاب چند رنگی و لعاب سرب برای تزئین محصول سفالی معمول شد که با سبز مس، زرد آهن و نارنجی آهن رنگ می شد. ضمنا قهوه های منگنز، آبی کبالت نیز موجود است. زیباترین مجسمه های چینی مربوط به این دوره با لعاب سرب وجود دارد . در آن زمان ارتباط بین کشروهای خاور دور آسیایی خیلی نزدیک بود ، مثلا اثار ایرانیهای زمان ساسانیان در شکلهای سرامیکی دیده می شود. فریت سرب و رنگ کبالت از ایرانیها گرفته شد.

استون فر سفید طوری ظریف ساخته می شد که شبیه پرسلان بود و اولین لعاب سلادودن به وجود آمد. ما بین سالهای 960 و 1279 توسعه پرسلان با بدنه نازک سفید و لعاب بی رنگ کامل شد.

یک سری لعابهای سلادون مختلف از جنس استون ور و پرسلان شناخته شد که از سبز ابی قوی تا سبز زیتونی از شفاف تا کدر بودند و بنام سلادون شمالی معروف است. لعاب قلیایی آهک ، ترکیبی از فلدسپات ، آهک خاکستر و خاک رس است.

ظروف استون ور که با لعاب روشن سیاه – قهوه های نقاشی شده اند، معروف هستند. در اینجا اکثر لعاب های بی رنگ تا سفید و انگوب رنگی مورد نظر هستند.

لعاب قهوه ای تیره در چین و ظروف استون ور آن در ژاپن پدید آمد. طی سالهای 1368 و 1644 تهیه پرسلان مانوفاکتور و تولید کارخانه ای آن توسعه داده شد و شروع به صادرات و تهیه جنس مرغوب کردند. مهمترین پیشرفت استفاده از زیر لعابی رنگی به خصوص رنگ آبی و رولعابی رنگی مانند مس قرمز و زرد بود.

در ضمن مقدار زیادی پرسلان حرارت داده شده سفید خالص به وجود امد . بعدا پوشش محصولات در کشورهای اروپایی به وسیله پرسلان با تزئینات جالب شروع شد.

در سال 1700 نیز محصولات از جنس خاک رس قرمز لعاب نشده در دمای بالا به اروپا صادر شد. این مساله تحرکی برای محصولات مشابه اروپایی بود و امروزه هنوز هم به مقدار زیاد از آن تهیه می شود.

در کشور کره مابین سالهای 400 تا 600 استون ور بالعاب خاکستر و با رنگ سبز تا سبز زیتونی معروف بود. ما بین سالهای 918 تا 1392 استون ور با لعاب سلادون و باتزئینات ترک دار همراه با تزئین سفید بسیار زیبا ساخته شد. در ضمن، پرسلان شبیه پرسلان زمان سونگ چینی نیز وجود داشت.
به وسیله صادرات استون ور چینی و ظروفی که در قرن شانزدهم به وسیله هجوم کرده به ژاپن برده شد ، سرامیکهای لعاب شده ژاپن نیز تحثت تاثیر چین و کره قرار گرفت . در چین به دلیل وجودخاک رس و فراوانی چوب ، ساخت مقادیر زیادی ظروف استون ور توسعه یافت که برای قسمتی از آن در دمای 1300 درجه سانتیگراد اکثرا از لعاب فلدسپات و خاکستر استفاده می شد.

. شش مرکز قدیمی این کار عبارت بودند از ستو، توکونام، شیگاراکی، تامبا، بیزن ، اشیزن، که در قرنهای شانزدهم و هفدهم ، در آنها دستگاهها و ظروفی تهیه می شد که بعدها در قرن هفدهم مشخص شد که فلسفه حکمت ذن باددیسموس تاثیر زیادی روی آنها داشته است. به دلیل فوق زیبایی آنها ارزش بیشتری نسبت به کیفیت آنها داشت .

در قرن هفدهم پرسلان در اریتا تهیه شد. در قرن هجدم به خصوص، پرسلان تزئین شده رنگی ساخخته شد که در آن از روش تجدید چاپ استفاده می شد. در اروپا نیز از شیوه ساخت نمونه های پرسلان چینی و ژاپنی تقلید شد.

فصل سوم
فناوری ساخت لعاب

مواد اولیه لعاب
مهمترین مواد اولیه در تهیه لعاب، مواد اولیه اصلی می باشند. علاوه بر آن مواد اولیه مات کننده و مواد اولیه رنگی که باعث ایجاد رنگ در لعاب می شود مورد استفاده قرار می گیرند.

مواد اولیه شبکه سازها
سیلیس
سیلیس به عنوان یک ماده غیر پلاستیک و شبکه ساز در لعاب مود استفاده قرار می گیرد و می تواند ماده اصلی سازنده لعاب باشد. با وجود اینکه نقطه ذوب آن 1720 درجه سانتیگراد است، اما بیشترین میل ترکیبی آن با دگرنوسازهای شبکه در حرارتهای پایین تر و با ساختن یوتکنیک تشکیل لعاب می دهد. معمولا میزان سیلیس در لعاب چند برابر سایر مواد دیگر است و سایر مواد را در این فرآیند می توان اصلاح کننده و تغییر دهنده به شمار آورد. به طوری که در تغییر دادن نقطه ذوب و ایجاد شفافیت یا ماتی لعاب مورد استفاده قرار می گیرد.
سیلیس مورد مصرف در لعاب می توان به صورت کوارتز، شن ، و به شکلهای کانی شناسی باشد.

Al2O3.2SiO2.2H2O کائولن
K2O.Al2O3.6SiO2 ارتو کلاز
Na2O.Al2O3.6SiO2 آلبیت
CaO.Al2O3.2SiO2 آنورتیت
Li2O.Al2O3.4SiO2 اسپودومن
Al2O3.8SiO2.Li2 پتالیت
4MgO.6SiO2.3H2O ولاستولیت
3MgO.6SiO2.3.H2O تالک
4MgO.6SiO2.3H2O سپولیت

اکسیدبور
اثر این اکسید در شبکه لعاب به صورت شبکه ساز است. یکی از مهمترین اکسیدهای اسیدی است که حالت شیشه ای ایجاد مینماید. با جایگزینکردن این ماده به جای مقداری از سیلیس در لعاب موجب کاهش دردمای منطقه ذوب لعاب می شود. زیرا معمولا دمای منطقه ذوب بوراتها نسبت به سیلیکاتها پایین تر است . کاربرد و مقدار B2o3 در فرآیند بهبود کیفیت لعاب محدود است.

منابع تامین کننده B2O3 در لعاب به شرح ذیل است :
B2O3.3H2O اسید بوریک بلوری (محلول در آب)
Na2B4O7.10H2O بوراکس بلوری (محلول در آب)
Na2B4O7بوراکس کلسینه شده (محلول در آب)
Mg3B7O13Cl بوراسیت(جاذب رطوبت و محلول در آب)
Na2B4O7.4H2O کرنیت(رازوریت)
2CaO.3B2O3.5H2O کلمانیت CaO.B2O3.6H2Oبورات کلسیم هگز هیدرات(بورات کلسیم مصنوئی)
Ca.B2O3.2H2O بورات کلسیم _دی هیدرات(بورات کلسیم مصنوئی)
ZnO.2H2O بورات روی (بورات مصنوئی)

پنتوکسید فسفر
این اکسیدحالتی دارد که می تواند جایگزین SIO2 یا B2O3 شود. P2O5 به عنوان یک ماده شبکه ساز در لعاب مورد استفاده قرار می گیرد. این اکسید به عنوان ماده کدر کننده در لعاب به کار می رود. اکسید پنج ظرفیتی فسفر بسیار گدازآوراست و مقدار آن درلعاب می تواند ویسکوزیته را کاهش دهد. این اکسید با اکسیدهای دیگر مثل اکسید منیزیم و باریم اثر گداز آوری زیادی دارد. فسفات کلسیم در قدیم به عنوان ماده کدر کننده در صنایع لعاب مورداستفاده قرار می گرفته است و با آن لعاب مات می ساختند.

منابع تامین P2O5 عبارتند از:
3Ca3(PO4)2(ClF)2 آپاتیت Ca3(PO4)2 تری کلسیم فسفات H3PO4 اورتو اسید فسفریک Ba3(PO4)2تری باریم فسفات
AlPO4فسفات آلومینیم

مواد اولیه شبکه واسطه ها
آلومینا
آلومینا متعلق به شبکه واسطها است واگر به جای SIO2 بنشیند شیشه از است.اگر به مقدار کم در لعاب باشد به عنوان شبکه ساز واگر به مقدار زیاد باشد به عنوان دگرگونسازشبکه عمل می کند وبه تنهایی شیشه نمی سازد. اگر چه آلومینا به نسبت کمتری در لعاب استفاده می شود ولی نقش بسیار مهمی در خواص لعاب دارد. لعابهایی که بدون AL2O3 هستنددر موقع سرد شدن تمایل به تشکیل بلوردارند.

آلومینا جزء دیرگدازها است و دارای نقطه ذوب 2050 درجه سانتیگراد است و با گداز آوریهایی مانند LI2Oو PbO K2Oو NaO2 یک مخلوط یوتکنیکی می سازد که نقطه ذوب را تا نقطه یوتکنیک که حداقل دمای ذوب است پایین میبرد. آلومینا باعث بالا رفتن ویسکوزیته لعاب می شود و برای جلوگیری از شره شدن لعاب مناسب است.

منابع تامین کننده Al2O3 عبارتند از:
Al(OH)3 هیدرو کسید آلومینیوم
Al2O3 آلومینا کلسینه شده
AlOOH پودر بوکسیت
Al2O3.2SiO2.2H2O کائولن
LiO2.Al2O3.4SiO فلد سپاتها:اورتوکلاز-آلبیت-آنورتیت
اسپودومن
LiO2.Al2O3.8SiO2 پتالیت
Al2O3.SiO2 سیلیمانیت
Al2O3 کوراندوم

مواد اولیه دگرگونسازهای شبکه
اکسیدسدیم
این اکسید به عنوان دگرگونساز شبکه در لعاب عمل می کند. مواد قلیایی نقش مهمی را در لعاب بازی می کنند . این ماده حل شدن سرب را در لعاب سربی زیاد می کند. البته نه به اندازه K2O تاثیر سدیم در قابلیت انحلال یک فریت سیلیکات سرب نسبت به اکسیدهای دیگر را نشان می دهد.

اکسیدسدیم از لحاظ شیمیایی بسیار فعال بوده و باعث ذوب لعاب می گردد. از این ماده در لعابهای باذوب کم و یا زیاد به میزان متفاوت استفاده می شود. لعابهایی که اکسید سدیم دارند می توانند تحت تاثیر اکسیدهای رنگی رنگهای جالبی را به وجود بیاورند. مثلا رنگ فیروزه ای و لعاب آبی مصری با اضافه کردن اکسید مس به لعابی که سدیم زیادی دارد به وجود می آید .

منابع تامین کننده Na2O عبارتند از:
Na2CO3 کربنات سدیم(محلول در اب)
NaNO3 نیترات سدیم(محلول در آب و جاذب رطوبت)
Na2B4O7.10H2O بلور بوراکس(محلول در اب)
Na2B2O7 بوراکس کلسینه شده(محلول در اب)
NaCl کلرید سدیم(محلول در آب)
NaH2PO4H2O فسفات سدیم(محلول در آب) Na3AlF6 کریولیت فریت قلیایی

اکسید پتاسیم
این اکسیدمانند اکسید سدیم در لعاب عمل می کند و گداز آور بسیار فعالی است ودر دماهای مختلف به کار می رود . کربنات پتاسیم در آب محلول است و به صورت فریت در لعاب مصرف می شود . لعابهایی که نسبت Na2O آنها بیشتر از K2O است مقاومت کمتری در مقابل اسیدها و آب دارند.

منابع تامین K2O:
K2OCO3 کربنات پتاسیم(محلول در آب و جاذب رطوبت)
KNO3 نیترات پتاسیم (محلول در آب و جاذب رطوبت) KH2P فسفات پتاسیم(محلول در آب و جاذب رطوبت)
K2O.Al2O3.6SiO2 اورتوکلاز
فریت قلیایی

اکسید کلسیم:
اکسید کلسیم به عنوان دگرگونساز شبکه درلعاب عمل می کند و فراوانترین ماده قلیایی خاکی است. اکسیدکلسیم در لعاب و فریتها اغلب به صورت کربنات کلسیم مصرف می شود و در دمای 900 درجه سانتیگراد گاز CO2 آزاد می کند.

منابع تامین CaO عبارتند از:
CaCO3 کلسیت(کانی طبیعی)
Ca,Mg(CO3)2 دو لومیت(کانی طبیعی)
CaSO4.2H2O سنگ گچ(کانی طبیعی)
CaO.SiO2ولاستونیت(کانی طبیعی یا مصنوعی)
3CaO.P2O5 تری کلسیم فسفات
CaO.B2O3.2H2O کلسیم بورات دی هیدرات
2CaO.3B2O3.5H2O کلمانیت CaF2فلورید کلسیم CaO.Al2O3.2SiO2آنورتیت

اکسید منیزیم
از این اکسید به عنوان گداز آور درحرارت بالا استفاده می شود و مقادیر کم آن در لعاب باعث درخشندگی و براق شدن سطح می گردد.

منابع تامین MgO عبارتند از:
MgCO3 منیزیت
Ca.Mg(CO3)2 دولومیت
3MgO.4SiO2.H2O تالک
4MgO.6SiO2.3H2O سپیولیت
CaO.MgO.2SiO2 دیوپسیت

اکسید سرب
این اکسید به عنوان دگرگونساز شبکه در لعاب عمل می کند و دارای نقطه ذوب بسیار پایین 880 درجه سانتیگراد است . این اکسید در مخلوط سیلیکاتها گداز آور خوبی بوده و یکی از پر مصرفترین اکسیدها در لعاب است. سرب و سیلیکات تشکیل لعاب نسبتا خوبی می دهد. از خصوصیات لعاب سربی شفافیت و درخشندگی آن است که مقدار آن را می توان با استفاده از اکسیدهای دیگر میزان کرد.
اکسید سرب تاثیرخوبی بر روی اکسیدهای رنگی می گذارد وایجاد لعاب نرم وروشن و بدون هر نوع کدری می کند .

منابع تامین PbO عبارتند از:
PbO اکسید سرب (خیلی سمی)
PbO3O4 سرنج (خیلی سمی)
3PbO.CaO.H2O کربنات سرب (خیلی سمی)
PbSO4 سروزیت (خیلی سمی)
PbS سولفید سرب (خیلی سمی)
Pb(CH3COO)2 استات سرب(خیلی سمی محلول در آب)
فریت سرب
فریت سرب و نئر
فریت سرب و نور و قلیا

مواد اولیه کدر کننده سفید:
این مواد به صورت خیلی ظریف در لعاب پخش می شود بدون اینکه در آن و یا درمذاب با دمای بالا حل شوند. این مواد هنگام سرد شدن به صورت بلوری و به صورت دانه های ظریف جدا می شوند بدون اینکه سطح لعاب منجمد شده مات شود و کم یا بیش به صورت کدر نورناگذران وبه رنگ سفید کدر ظاهر می شوند (لعاب سفید کدر لعاب براق) مهمترین این مواد در ادامه شرح داده شده است.

ترکیبات قلع
اکسید قلع یکی از مواد کدر کننده مناسب است که مقدار کم آن لعاب را کدر و نور ناگذران می کند.
اکسید قلع در اسید قوی خیلی کم محلول است ولی توسط مذاب ترکیبات قلیایی حل می شود. ازاین جهت این اکسید در تمام لعابها به استثنای لعاب قلیایی یک ماده تیرکننده بسیار خوبی است. این اکسید ویسکوزیته مذاب و دمای را افزایش داده و سختی سطح لعاب وپایداری در برابر مواد شیمیایی در لعاب منجمد شد را افزایش می دهد. برای اینکه اثر تیره کنندگی sno2 زیاد شود باید cao و در لعاب بدون سرب کمی tio2 موجود باشد.

ترکیبات تیتانیم
اکسیدتیتانیم خالص در لعابهای سرشار از قلیایی بدون سرب بدون اکسید آهن با مقدار زیادی sio2 سفید تیره ایجاد می کند.
اکسید تیتانیم در طبیعت به صورت روتایل وآناتاز به فرمول TiO2 یافت می شود. هر چه بلورهای روتایل در لعاب بزرگتر باشد به جای سفید تیره بیشتر تمایل به رنگ زرد دارد. میزان تیره بودن سفید ترکیب لعاب تابع ویسکوزیته مذاب وسرعت سرد کردن است.

ترکیبات آنتیموان
اکسید آنتیموان به عنوان تیره کننده سفید در لعاب مصرف می شود. این اکسید در لعاب سرشار از سرب تا دمای 1040 درجه سانتیگراد تولید رنگ زرد می کند که به نام لعاب ناپلی زرد معروف است.

منابع تامین Sp2O3 عبارتند از:
Sb2P3 اکسید انتیموان سه ظرفیتی , پودر سفید رنگ

Sb2O5اکسید انتیموان پنج ظرفیتی, پودر زرد رنگ

SbCl3کلریدانتیموان سه ظرفیتی

ترکیبات زیرکونیم
اکسید زیرکونیم یک کدر کننده سفید خوبی است و نقش اپاسیفایر را در لعاب بازی می کند ودارای نقطه ذوب زیاد 2610 درجه سانتیگراد است.
لعابهای زیرکونیم و فریتهای دارای ویسکوزیته بالا و پایداری خوبی در برابر مواد شیمیایی می باشند وبا اکسیدهای آهن و کبالت و . ..رنگهای خوبی برای تزئین نیز می دهد.

مواد اولیه رنگی
برای رنگی کردن لعابها از کربناتها و فسفاتهای غیر محلول یا اکسیدها کلریدها نیتراتها و سولفاتهای محلول در آب استفاده میشود. در جدول 3-1 به برخی از این مواد اشاره شده است.

برای ایجاد رنگ دلخواه اغلب باید این مواد با اکسیدهای غری رنگی عناصر آلومینیم سیلسیم کلسیم منیزیم بور و سرب در نسبتهای معینی واکنش انجام بدهند . ضمن تاثیر رنگهای واقعی ترکیبات این فلزات نیز تاثیر بر روی بقیه خواص لعاب دارند

کبالت مس منگنز بیسموت
این ترکیبات به عنوان مواد گداز آور قوی اثر می کنند و همچنین tio2 و feo در دماهای بالا اثر گداز آوری دارند .

اکسیدهایی که نقطه ذوب را افزایش می دهند عبارتند از:
NiO اکسید نیکل
Cr2O3 اکسید کروم
Fe2O3 اکسید اهن Pb2O3 اکسید انتیموان
SnO2 اکسید قلع
ZrO2 اکسید زیرکونیوم

ترکیبات آهن
ترکیبات آهن در لعاب ایجاد رنگ می کند. رنگهای متعددی توسط آهن در لعاب ایجاد می شود که بستگی به ترکیبات لعاب شرایط محیط پخت نسبت مواد و ظرفیت آهن مصرفی در لعاب دارد.

اکسید آهن یکی از مهمترین اکسیدهای رنگی محسوب می شود. از آنجا که کره زمین دارای مقداری آهن است بنابراین در اغلب مواد معدنی یافت می شود . خاک رس بعد از حرارت دادن به دلیل آهن موجود در آن به عنوان ناخالصی به رنگ تیره در می آید

منابع تامین کننده ترکیبات آهن عبارتند از:
Fe2O3 اکسید اهن سه ظرفیتی,اکسید اهن قرمز,هماتیت
Fe3O4 اکسید اهن دو و سه ظرفیتی,اکسید اهن سیاه
FeCO3 کربنات اهن,سیدریتقهوهای رنگ, FeTiO3 تیتانات آهن,المینت,سیاه,سخت FeS2 سولفید آهن,پیریت FeCrO4کرومات آهن,تا اندازه ای محلول در آب,سمی Fe(NO3)3.4H2O نیترات آهن سه ظرفیتی, محلول در آّب
FeSO4.7H2O سولفید آهن دو ظرفیتی, محلول در آب
FeCl2/FeCl3کلرید آهن,محلول در آب,خورنده(حک کننده)
فریت رنگی آهن دار

ترکیبات کبالت :
اکسید کبالت از با ثبات ترین و قویترین اکسیدهای رنگ کننده در لعاب بوده که در هر نوع لعاب و حرارت رنگ آبی ایجاد می کند اکسید کبالت یک گداز اور موثر است و بیشترین مصرف بین اکسیدهای رنگی را دارد به طوری که این ماده یک منبع تجارتی معمول برای کبالت در لعاب است.

منابع تامین کننده اکسید کبالت عبارتند از:
Co2O3 اکسید کبالت سه ظرفیتی, پودر سیاه, سمی
Co3O4 اکسید کبالت دو و سه ظرفیتی,کبالت ,پودر سیاه,سمی
CoO اکسید کبالت دو ظرفیتی, ودر خاکستری, سمی
CoCO3.Co(OH)2.H2O هیدرکسیدکربنات کبالت,کربنات کبالت بلزی پودر بنفش قهوهای,سمی

Co3(PO4)2.8H2O فسفات کبالت سمی
CoCl2.6H2O هگزاهیدرات کلریدکبالت دو ظرفیتی,محلول در آب,سمی
(CH3CO)2Co.4H2O استات کبالت دو ظرفیتی,محلول در آب,سمی

Co(NO3)2.6H2O نیترات کبالت دو ظرفیتی (هگزاهیدرات) ,محلول در اب,سمی

CoS4.7H2O سولفات کبالت دو ظرفیتی (هپتاهیدرات) ,محلول در اب,سمی

فریت رنگی کبالت دار
مواد رنگی کبالت دار

ترکیبات مس
اکسید مس بسته به ترکیب لعاب قلیایی به رنگ معروف آبی ایرانی یا آبی مصری مشهور است و همچنین با توجه به ترکیب لعاب و مقدار آن به رنگ آبی فیروزه ایجاد می کند. این اکسید ازلحاظ تاریخی قدیمی ترین رنگینه در لعاب سازی است که مورد استفاده قرار گرفته و مصریها حدود 3000 سال قبل از میلاد از آن در لعاب مصری استفاده کرده اند.

منابع تامین مس:
CuO اکسید مس دو ظرفیتی,پودر سیاه رنگ, سمی
CuSO3.Cu(OH)2کربنات هیدرو اکسید مس دو ظرفیتی,کربنات مس بازی ,پودر سبز ابی رنگ,سمی

Cu3(PO3)2 فسفات مس سمی
Cu(CH3COO)2.2H2O استات مس دو ظرفیتی,لایه ی سبز رنگ,سمی

CuCl2.2H2O دی هیدرات کلرید مس ,محلول در اب ,سمی

CuCl2کلرید مس , سمی
Cu(NO3)2.3H2Oنیترات مس دو ظرفیتی ,محلول در اب,سمی
CuSO4.5H2O سولفات مس دو ظرفیتی ,محلول در اب ,سمی
فریت رنگی حاوی مس
مواد رنگی حاوی مس

ترکیبات منگنز
ترکیبات منگنز لعاب را در محیط اکسیدی و احیایی از رنگ قهوه ای روشن تا تیره بنفش و سیاه تغییر می دهند و اثر آن بستگی به مقدار وترکیب لعاب دارد.
در لعاب سرب رنگ قهوه ای روشن قهوه های پر رنگ و همچنین رنگ سیاه ایجاد می کند. در لعاب قلیایی رنگ بنفش را سیاه رنگ می کند. در لعاب بور رنگ قهوه ای مایل به بنفش را سیاه رنگ می نماید. هر چه مقدار اکسید قلیایی در لعاب زیادتر باشد بیشتر رنگ قهوه ای به سمت بنفش میل می کند.

منابع تامین کننده منگنز:
MnO2 پیرولوزیت,اکسید منگنز چهار ظرفیتی, پودر سیاه
خاک رس منگنز دارای MnO2 زیاد و Fe2O3 است
MnCO3کربنات منگنز,قهوهای مایل به بنفش,قهوه ای
روشن تا قهوه ای پررنگ

MnCl2.2H2O دی هیدرات کلریدمنگنزدو ظرفیتی,محلول در اب
Mn(NO3).4H2O تتراهیدرات نیترات منگنز دو ظرفیتی, محلول در اب
MnSO4.H2O هیدرات سولفات منگنز دو ظرفیتی, محلول در اب

ترکیبات کروم
به طور کلی اکسید کروم موقعی مورد مصرف قرار می گیرد که بایستی رنگهای کروم سبز قرمز زرد تشکیل شود. ضمنا رنگهای قهوه ای خاکستری سیاه نیز می تواند جانشین کرومیت شود همه کرومات ها محلول در آب هستند و محیط اکسیدی می سازند.

منابع تامین اکسید کرم:
Cr2O3 اکسید کرم سه ظرفیتی,سبز کرم,سبز زیتونی,تیره سمی

PbCrO4 کرمات سرب,زرد کرم,نارنجی زرد ,سمی
K2CrO4 کرمات پتاسیم زرد, سمی محلول در اب
کرمات دیگر در تجارت مواد شیمیایی
CrCl.6H2O هگزاهیدرات کلرید کرم سه ظرفیتی,محلول در اب,سمی

Cr(NO3)2.9H2O نیترات نانو هیدرات کرم
FeCr2O4کرمیت سنگ معدن کرم اهن , خاکستری قهوه ای

فریت رنگی کرم دار
جسم رنگی کرم دار

ترکیبات نیکل:
منابع تامین کننده اکسید نیکل در لعاب عبارت است از:
NiO اکسید نیکل دو ظرفیتی,خاکستری سبز تا سیاه
Ni2O3 اکسید نیکل سه ظرفیتی,ودر سیاه سبز تا سیاه, سمی
2Ni(OH)2.NiCO3.4H2O کربنات نیکل بازی, سبز روشن,سمی
Ni(CH3COO)2.4H2O تترا هیدرات استات نیکل,محلول در اب, سمی
NiCl2.6H2O هگزا هیدرات کلرید نیکل,محلول در اب, سمی
Ni(NO3)2.6H2O هگزا هیدرات نیترات نیکل, محلول در اب سمی
فریت رنگی نیکل دار
مواد رنگی نیکل دار

محاسبات لعاب
هنگام محاسبه فرمول زگر پیشنهاد می شود که تا سه رقم اعشار محاسبه گردد زیرا نوسانات ترکیب مواد اولیه در حدود این دقت قرار دارد ولی در نتایج مربوط به درصدها و اوزان یک رقم اعشار کافی است.

محاسبه فرمول زگر به وسیله تجزیه شیمیایی
برای اینکه بتوان هنگام ا ستفاد از مواد اولیه محاسبات مربوط به ترکیب وفرمول زگر لعاب را انجام داد اغلب شناخت ترکیب مواد اولیه از فرمول زگر لازم است. معمولا در فریتها سازندگان این داده ها را عرضه می کنند . در حالیکه در موارد دیگکر اکثرا فقط ترکیب اکسیدی برحسب درصد وزن در اختیار است.عمل محاسبه ساده است و مانند فرمول زگر از ترکیب لعاب به دست می آید. در هر دو صورت مقدار وزنی به صورت اکی والان ملکولی محاسبه می شود.

مول یکی یکی از واحدهای مقیاس اندازه گیری سیستم si است به عبارت دیگر مقدار یک ماده مشخص است. نماد اندازه گیری مول به صورت m نوشته می شود (برای مثال 5/2 مول sio2 ) یک مول وزن 23 10  02/6 ملکول از ماده است. برای مثال یک مول sio2 برابر است باد 60 گرم sio2 یا یک مول al2o3 برابر با 102 گرم al2o3 است.در سرامیک نماد مول را حذف می کنند برای مثال می نویسند 2sio2 , 2% AL2O3 ولی منظور 2% مول AL2O3 یا دومول sio2 است (برای مثال در فرمول زگر) در محاسبات زیر برای فهم راحت تر مول نوشته می شود (برای وزن مولکولی) و بعد از آن حذف می شود.

مهمترین روش محاسبه ترکیب لعاب با استفاده از فرمول زگر است که در آن هر یک از اکسیدها به درصد مول داده شده است. ساده ترین فرمول RO وSIO2 است که در آن R یکی از عناصر PB وMg وCAو K وNA است . معمولا RO در فرمول لعاب از مجموع چند اکسید تشکیل می شود و جمع مقدار مول آنها به عدد یک می رسد . به عبارت دیگر مقدار مجموع اکسیدهای RO یک مول است. این نوع فرمول لعاب باید طوری نوشته شود که مقدار RO که اکسیدی قلیاییاست در طرف چپ نوشته شده و در طرفدیگر فرمول زگر بایداکسیدهای اسیدی به ویژه SiO2 اکسید بورنیز وجود داشته باشد. باید اکسید بور در زیر SiO2 قرار گیرد.

اگر فرمول لعاب شامل اکسید آلومینیم یا اکسیدهای دو و سه ظرفتی باشد باید مابین اکسیدهای اسیدی و قلیایی قرار گیرند.
فرمول زگر نمونه ای کلی از طرز نوشت نسبت ولی مواد اولیه تشکیل دهند لعابها است.
1.0 PbO 0.1Al2O3 1.0SiO2
برای محاسبه مقدار مواد اولیه در فرمول زگر بایدمقدار مول را ظربدر وزن مولکولی آن ماده کرد ضمنا از آنجا که باید اکثرا به جای PbO خالص از سرب قرمز Pb3O4 استفاده شود وزن مولکولی Pb3O4 سه برابر PbO است.بنابراین وزن مولکولی می شود

اکسید آلومینوم به صورت کائولن به مواد اولیه لعاب اضافه می شود . بنابر این به دلیل اینکه در کائولن در مول کوارتز وجود دارد. باید مقدار کوارتزی که به وسیله کائولن داخل لعاب شده از مقدار مجموع کوارتز از فرمول زگر کم شود.
1.0 0.2 = 0.8 MOL
دراینجا :

وزن سرنج 5/228
وزن کائولن 8/25
وزن کوارتز 48
مجموع وزنی 3/302

محاسبه فرمول زگر از ترکیب
ابتدا وزن هر یک از مواد اولیه بر حسب گرم تقسیم بر وزن ملکولی آن بر حسب مول گرم می شود. عدد مولی به دست آمده که به آن فاکتور محاسبه نیز می گویند ضرب در مقدار آن در اکسید موجود می شود. این نتیجه مقدار مول اکسید در فرمول لعاب را نشان می دهد. اگر ماده اولیه فقطاز یک اکسید باشد فاکتورمحاسبه مساوی مقدار مول می شود. سپس جمع مقدار مول های همه اکسیدهای قلیایی جمع شده و بر مقدار کل مولها تقسیم کرده منظور مول قلیایی است . تا طرف قلیایی فرمول زگر به دست آمده مساوی یک شود. درترکیبات پیچیده و مواد اولیه بهترین کارها این است که ضمن محاسبه جدول مقدار مول ها هم یادداشت شود .

خواص لعاب در حالت خام
لعاب در حالت خام به حالتهای مختلف پودر یا دوغاب می باشد که در این حالتها ترکیب مواد اولیه مصرفی ورفتار دوغاب حائز اهمیت است. همچنین نوع و میزان آسیاب کردن و آماده سازی ترکیب لعاب تعیین کننده است. در این رابطه به خصوص قابلیت تورم بعضی از مواد اولیه که استعداد جذب کردن آب را دارند و همچنین امکان هیدرولیز بعضی از مواد اولیه نقش مهمی بازی می کند

به صورت پودر
لعابهای به صورت پودر اغلب بدون مشکل مورد استفاده قرار می گیرند. پودر را می توان بر روی سطح سرامیکها پاشید. در این صورت پودر نه تنها باید خوب جاری شود بلکه یک مخلوط همگنی داشته و به هم چسبیده وسفت باشد.

به صورت دوغابی
دوغاب لعابها بسته به مقدار موادجامد موجود در دوغاب کم و بیش ویسکوزیته بالایی دارد. مقدار ذرات جامد بر حسب وزن لیتر دوغاب مشخص می شود. هر چه درصد موادجامد بیشتر باشد به همان نسبت ذوغاب غلیظ تر می شود. اینکه دوغاب غلیظ باشد یا رقیق بستگی به مقدار مواد قابل تورم و خاک رس موجود در آن دارد.
برخی از موادی که قابلیت تورم زیادی دارند عبارتند از اکسید روی سپیولیت بنتونیت و خاک رس مونت موریلونیت دار . همچنین به عنوان موادکمکی از چسب سلولز نیز استفاده می شود.

مواد متورم و چسب به این دلیل استفاده می شود که دوغاب بتواند ویسکوزیته بالاتری را ایجاد کند واز ته نشین شدن سریع ذرات جلوگیری کند . موادی که قابلیت تورم زیاد دارند باعث انقباض خشک بیشتر در پوشش تاثیرمی گذارد وبدین جهت بر روی ضخامت لایه لعاب در هنگام لعابکاری به وسلیه غوطه ور یا پاشش موثراست. با تنظیم وزن لیتر ثابت دوغاب میتوان مانع نوسانات ناخواسته شد. وزن لیتر دوغاب معمولا بین 1300 تا 1900 کیلو گرم است.

از آنجا که لعاب ته نشین شده سریعا سفت شده و مجددا به سختی در مخلوط همگن می گردد بنابراین رفتار خشک شدن آنها ناخواسته می تواند تغییر کند. بنابراین پیشنهاد می شود که دوغاب انواع لعابهای فوق هرگز به مدت طولانی راکد نماند و متحر ک باشد . بلکه حتی الامکان فورا بعد از تهیه مصرف شود. همچنین ترکیب نباید به مدت طولانی آسیاب شود.

انقباض خشک شدن
اگر خاک رس موجود درترکیب لعاب زیاد باشد و یا اگر مقدار زیادی مواد اولیه متورم کننده مانند اکسید روی یا سپیولیت را دارا باشد . لعاب پوشش داده شده دارای انقباض خشک زیادی است . هر چه مواد غیر پلاستیکی مانند کوارتز و فلدسپات در ترکیب لعاب بیشتر باشد و هر چه مواد اولیه دوغاب لعاب کمتر اسیاب شوند انقباض خشک کمتر می شود . دوغاب لعاب هایی که در هنگام خشک شدن انقباض زیادی نشان می دهند مثل انگوب حتی الامکان باید روی بدنه های خام پوشش داده شوند زیرا انقباض خشک مناسبی را نشان می هند .

لعاب خیلی لاغر بهتر بر روی بدنه بیسکویت پوشش داده
می شود.لعاب معمولی انقباض خشک ندارد وبرای بدنه های خام نامناسب است در حالی که لعاب خاک رس ماسه دار برروی بدنه بیسکویت شده فقط به صورت خیلی نازک پوسته پوسته شود می چسبد.

لعاب یکبار پخت مناسب برای بدنه خام باید دقیقا بر اساس رتفار انقباض بدنه تنظیم شود و یا درزمان مشخصی یعنی زمانی که انقباض خشک بدنه به اندازه کافی توسعه یافته است پوشش داده شود .

در غیر این صورت بایدمنتظر معایبی مانند پوسته ای شدن یا لوله ای شدن بود. وقتی که دوغاب با دستگاه اسپری پوشش داده شود از انقباض خشک زیاد لعاب جلوگیری می شود. زیرا هر قطره فوری بر سطح بدنه خشک می گردد به طوری که یک لایه نازک می سازد. به هر حال یک چنین سطح اسپری شده ای می تواند با اطمینان کمتری به بدنه بچسبد لذا باید از چسب سلولز استفاده کرد.

قدرت چسبندگی
چسبندگی لایه لعاب خام بر روی بدنه را می توان به شیوه های مختلفی ایجاد کرد

به وسیله استفاده از مقدار کافی مواد اولیه خاک رس دار در ترکیب می توان چسبندگی را خیلی بهتر کرد ولی نه آن قدر زیاد که انقباض خشک زیادی به وجود آورد .سعی می شود که حداقل 10- 5 درصد خاک رس یا کائولن در ترکیب وجودداشته باشد.

اضافه کردن مواد چسب آلی مانندکمترین چسب سلولز و آرابیکوم می تواند استحکام چسبندگی را قوی و بیشتر نماید و رفتار خشک شدن و جذب دوغاب بر روی بدنه را بهبود بخشد. بالا رفتن استحکام چسبندگی نه فقط به خاطر چسب است بلکه به خاطر آهسته از دست دادن آب از دوغاب به واسطه گرفتگی لوله های موئین و تخلخلهای بدنه است.

3- سرعت از دست دادن آب دوغاب لعاب روی میزان چسبندگی موثر است.
اصولا هر چه تخلخل بدنه بیشتر باشد و سریعتر آب دوغاب را جذب کند به همان نسبت سریعتر لایه لعاب خشک شده و در نتیجه لایه خشک بدتر می چسبد و هر چه آهسته تر آب جذب شود، لعاب خشک خام سفت تر می چسبد.

در اینجا تخلخل امکان جذب بدنه ، درجه توزیع و پخش ذرات نرم و ظریف لعاب نقش مهمی بازی می کنند.

4- انقباض ناشی از خشک شدن و پخت لعاب بایدمطابق انقباض خشک و پخت بدنه باشد. همچنین باید قدرت چسبندگی لعاب قبل از ذوب بالا باشد. این مساله مخصوصا در مورد لعاب خام و لعاب برای دمای بالا که در آن حتی مقدار کم فریت هم در تکیب مصرف نمی شود و به خصوص در لعاب خاک رس ماسه دار صدق می کند.

5- ناخالصی های سطح بدنه می توان حاصل از خشک شدن اجزای محلول در آب ، گرد و خاک یابه صورت مواد چرب طبیعی باشد. این امر می تواند حتی به وسیله تماس دست بر بدنه تشکیل شود که از چسبیدن دوغاب به بدنه جلوگیری کرده و می تواند استحکام چسبندگی کمتر یا عیب در چسبندگی به وجود آورد.

6- دومین پوشش لعاب که به وسیله پاشیدن یک لعاب خشک شده انجام می شود، می تواند تاثیر منفی در قدرت چسبندگی بگذارد به طوری که هر دو لایه با یکدیگر پوسته شده و می افتند.

ویژگیهای حالت مذاب
خواص مذاب لعاب و واکنش آن با بدنه در هنگام حرارت دادن، تاثیر زیادی بر ظاهر و خواص مصرفی لعاب دارد و باعث چسبیدن بر روی سطح بدنه می شود. انتقال لعاب بر بدنه می تواند با توجه به شدت واکنش بابدنه ، شدید یا محدود باشد. تشکیل و تکمیل لایه واسط برای چسبیدن و محکم نگهداشتن لعاب حرارت داده شده بر بدنه مهم است.
ترکیب لعاب سخت شده می تواند ترکیی از اکسیدهای اولیه لعاب باشد. همان طور که محاسبه فرمول زگر تغییرات آن را نشان می دهد، مذاب لعاب می تواند به تدریج در دمای لال قسمتی از اکسید را از طریق بخار شدن از دست بدهند و اجزای بدنه را حل و جذب کند .

این مساله تحت تاثیر نوع و مدت زمان حرارت دادن سرعت حرارت دادن و قدرت حل کنندگی مذاب لعاب نوع اتمسفر کوره و سرعت ا نتشار اجزای محلول قرار می گیرد.

اینکه اجزای مذاب لعاب بتواند گاز پس بدهد یا از اتمسفر کوره جذب نماید، بستگی به کیفیت آن دارد. همچنین می تواند اجزای مذاب را در سطح و مرز مذاب و اتمسفر کوره یا در مرز مابین لعاب و بدنه جمع کند به طوری که اغلب پوشش لعاب همگن نباشد، بلکه از لایه های مختلف تشکیل شود.

آنها نیز مذاب غیر مخلوط هستند که ممکن است به صورت دو فاز مایع مختلف باشند که اکثرا یک تیرگی ایجاد می کند. چنین ناهمگنی می تواند به وسیله جدا شدن بلور کوچک از ترکیب در هنگام سرد شدن مذاب تقویت شود. برای تهیه رنگهای کدر و مات از رنگهای دلخواه از لعاب بلوری کوچک با بافت سطحی و ناهمگن استفاده می شود که این موضوع نشان می دهد محاسبات خوصا ترکی لعاب از نظر تجزیه شیمیایی یا فرمول زگر همیشه با خواص لعاب تشکیل شده همسان نیست.

کیفیت تشکیل سطح و رنگ لعاب بستگی به عواملی مانندترکیب اکسیدی لعاب، ویسکوزیته و کشش سطحی آن در محدوده ذوب و همچنین میزان هدایت حرارتی مذاب لعاب دارد. همچنین شیوه تهیه و پوشش دادن لعاب بی اهمیت نیست. به این ترتیب مهمترین عواملی که ظاهر و کیفیت لعاب به آنها بستگی دارد به شرح زیر است:
رفتار مذاب یامحدوده دمای ذوب
ویسکوزیته مذاب
کششش سطحی مذاب لعاب و قابلیت چسبندگی آن به بدنه در حالی که صاف جاری شود
فراریتو قابلیت تبخیر اجزای لعاب یاایجاد محصول گازی شکل ناشی از واکنش (ساختن حباب) در هنگام ذوب شدن.

5-واکنش بر اثر تغییر اتمسفر کوره هنگام حرارت دادن (محیط اکسید، احیایی و خنثی)

6- میزان حلالیت دانه های درشت اجزای تشکیل دهنده لعاب در مذاب و تشکیل جوانه های بلوری کوچک در قبال آن.

7- تمایل به ناهمگنی در حالت مذاب مایع و بلور شدن مجدد با شروع سرد شدن .

خواص رفتار مذاب و محدوده دمای ذوب
عوامل زیر و شیوه ذوب شدن ترکیب لعاب را تعیین می کند :
اندازه دانه مواد اولیه ترکیب و میزان مخلوط شدن آنها
سرعت حرارت دادن
اندازه دمای ذوب شدن لعاب و زمان توقف این دما
اتمسفر محیط کوره
ترکیب اکسیدی شیمیایی لعاب با امکان ساخت مذاب یوتکتیک و انتخاب مواد اولیه با توجه به دمای ذوب آن .

اندازه دانه و مخلوط آنها
هر چه اندازه دانه مواد اولیه کوچکتر باشد، تاثیر سطح ویژه بیشتر می شود، هر چه ترکیب آسیاب شده نرمتر و ترکیب مخلوط شده همگن تر باشد، زودتر تمام مخللوط شروع به ذوب شدن می کند. هر چه ترکیب لعاب خام آسیاب شده درشت تر باشد، لعاب آهسته تر و مشکلتر ذوب می شود. در جدول 3-1 تاثیر وابستگی سطح از اندازه لعاب ارائه شده است.

سرعت حرارت دادن
هر چه لعاب بالای منطقه Tg آهسته تر حرارت داده شود زودتر ذوب می شود. عمل ذوب با نرم شدن تدریجی آغاز و سپس مذاب به وجود می آیدو اجزایی که به سختی ذوب می شوند به تدریج در آن حل می شوند. اگر اینها دانه های سخت و درشت( مانند کوارتز) باشند زمان حل شدن کامل این ذرات و نیز ایجاد لعاب صاف طولانی تر می شود . برای ذوب کامل در حالت حرارت دادن با سرعت زیاد، به دمای بیشتری نسبت به حالتی که این عمل با سرعت کمتری انجام می شود نیاز است.

دمای پخت نهایی
اغلب اندازه دمای پخت نهایی لعاب حالتی نیست که ضرورت داشته باشد، بلکه بیشتر بستگی به خواص بدنه مورد نظر دارد که باید توسط این دما حاصل گردد. دمای پخت نهایی اثر مهمی بر نتیجه خواص مذاب لعاب دارد که باید توسط این دما حاصل گردد. دمای پخت نهایی اثر مهمی بر نتیجه خواص مذاب لعاب مانند ویسکوزیته ، کشش سطحی امکام حل شدن و . . . می گذارد که این عوامل شدیدا تابع دما هستند . برای اینکه در فضای کوره هنگام حرارت دادن یک دمای متعادل ایجاد شود باید دمای ذوب برای مدتی باقی بماند.

تاثیر ترکیب لعاب
ترکیب لعاب در اصل تعیین می کند که چه موقع یک لعاب نرم و ذوب می شود و آیا به طور صاف و بدون ساختن لعاب از حالت جامد به مایع تبدیل می شود و دیگر آنکه آیا قبل از ذوب انقباض پخت نشان می دهد یا نه؟

سعی می شود دمای پخت نهایی طور انتخاب شود که در آن دمای حداکثر لعاب به صورت مذاب شیشه ای درآید. برای تشکیل شیشه، از اکسیدهای شیشه ساز مانند SIO2 و B2O3 به اندازه کافی استفاده می شود، در ضمن اکسیدهای AL2O3, CAO , NA2O, K2O , PBO در ساختن شیشه نقش مهمی دارند.

اگر مقدار AL2O3 کم باشد، ساختن شیشه و ذوب کردن سریع می شود. مقدار زیاد آن دمای ذوب را سریع بالا می برد. این عمل با افزایش مقدار SIO2 نیز بالا می رود. بر عکس اکسیدهای قلیایی مانند K2O , NA2O , LI2O و اکسید سرب و حتی B2O3 به عنوان مواد گداز آور قوی تاثیر می گذارند. به طوری که نقطه ذوب لعاب را پایین می آورند. بدین جهت لعابهایی که برای دمام پخت بسیار پایین در نظر گرفته شده اند حاوی PBO , B2O3 و اکسیدهای قلیایی و مقدار کمی SIO2 , AL2O3 و یا اکثرا بدون AL2O3 می باشند.

در دماهای پخت بالای دمای 1040 درجه سانتیگراد نیز از اکسیدهای CAO , BAO , ZNO , TIO2 و مقداری MGO به عنوان ماده گداز آور استفاده می شود. هر چه اکسیدهای مختلف در ترکیب یک لعاب بیشتر باشد و نسبت آنها صحیح انتخاب شود به دلیل امکان تشکیل یوتکنیک به همان نسبت نقطه ذوب آنها می تواند پایین تر بیاید، جدول
3-2 و 3-3 نمودار ذوب و یوتکتیکها را نشان می دهد.

مخلوط یوتکتیک(به روش لاورنس، و وست و هینز )
برای متخصصان سرامیک، شناسایی ترکیب و دمای ذوب و مخللوط یوتکتیکها مهم است و محاسنی دارد . به خصوص وقتی که باید یک مذاب تهیه شود و یا باید توضیحی برای معایب پخت ارائه کردد.

از روی اکسیدهای داده شده بر حسب درصد وزنی براحتی می توان وزن ترکیبی ضروری را محاسبه کرد.

برای تعیین محدوده ذوب خاص در یک لعاب با افزودن 1% مول sio2 دمای ذوب حدود 20 درجه سانتیگراد که برابر یک مخروط زگر است، بالا می رود. افزودن 1% مول B2O3 دمای ذوب را تا حدود 30 درجه سانتیگراد کاهش می دهد. در ترکیبات مخروط زگر می توان این تاثیرات را به طور منظم در جدول 3-4 دید، بدین دلیل این ترکیبات می توانندبرای یک ترکیب لعاب دردمای پخت معین به کار بروند. محدوده ذوب لعاب مربوطه از 40 تا 80 درجه سانتیگراد در دمای مخروط زگر قرار می گیرد. بدین دلیل آنها می توانند به عنوان تکیه گاهی برای ترکیب شیمیایی یک لعاب در دمای پخت معنی کمک می کنند.

با فریتهای قبلی مواد اولیه لعاب یا یک قسمتی از آن محدوده مذاب و فاصله اختلاف مذاب به دمای پایین تری آورده و کاهشی می یابد. در همان زمان قابلیت انحلال اکسیدها و نیز بخار شدن اجزا در دمای پخت نهایی کاهش می یابد. بدین دلیل در دمای پایین، فریتهای مذاب می توانند به عنوان مواد گداز آور بهتری در مقایسه با اکسیدهای خالص یا مواد اولیه به کار روند.

از آنجا که تاثیرات متقابل اکسیدها در لعاب ها زیاد است این ترتیب بالا را نمی توان برای همه حالات معتبر دانست. لعابهای سرشار از سرب به صورت یکنواخت و صاف و بدون حباب ذوب می شوند. لذا از لعابهای سرب دار برای پوشش دکور، نسبت به لعاب قلیایی بدون سرب بیشتر استفاده می شود.

ویسکوزیته مذاب لعاب
ویسکوزیته مذاب لعاب تابع ترکیبات اکسیدی و مقدار دمای آن است. با افزایش دما، ویسکوزیته مذاب کاهش می یابد. به طوری که مذاب لعاب روان می شود. ولی این تغییر ویسکوزیته به نوع اکسیدهای تشکیل دهنده مربوط است. از طرفی ویسکوزیته با تغییر دما تغیر می کند. برای مثال لعاب قلیایی با افزایش دما به راحتی رقیق و جاری می شود. در صورتی که ویسکوزیته لعاب سرب مخصوصا لعاب حاوی بور زیاد آهسته تغییر می کند و از این جهت در محدوده دماهای بالاتر قابل مصرف است.

اگر مذاب لعاب از روی سطح شیبدار یا عمودی برای دمای انتخاب شده با ویسکوزیته کم جاری شود، آنگاه سطح حاصل از انجماد ناصاف به استثنای لعاب بلوری و نامنظم می شود و سطح حاصل از مذاب لعاب با ویسکوزیته بالا نقص ته سوزنی ، حبابهای کوچک وسوراخهای ظریف را نشان می دهد.

ویسکوزیته لعاب برای محدوده دمای پخت مشخص باید طوری انتخاب شود که با ترکیب تنظیم شده و مذاب به صورت صاف جاری گردد و سطح بدنه را به طور یکنواخت بپوشاند، به طوری که از سطح شیبدار جاری نشود. به این منظور به مذاب رقیق باید مقداری کوارتز یا فلدسپات یا کائولن یا خاک رس اضافه کرده تا مذاب غلیظ به دست اید.

ویسکوزیته لعاب حاوی sio2 زیاد (برای مثال لعاب فلدسپات) و لعاب حاوی بور زیاد و نیز لعاب سرب با افزایش دما به طور آهسته تغییر می کند.

در حالی که لعاب قلیایی و به خصوص لعاب مات قلیایی خاکی با افزایش دما به طور ناگهانی رقیق می شود. چنانچه در شکل 3-1 مشاهده می شود لعاب سرب و بور کدر شده تیتانی، ویسکوزیته پایین تری نسبت به لعاب سرب و بور شفاف دارد و با افزایش دما ویسکوزیته هر سه لعاب کاهش می یابد.

در لعاب بلور باید ویسکوزیته کم باشد تا بلور سریع بتواند رشد کند بالعکس لعاب سفید کدر و لعاب براق می تواند مذاب با ویسکوزیته بالا داشته باشد. لعاب شفاف بایستی آن طوردقیق باشد که درمحدوده پخت نهایی همه حبابهای تشکیل شده در سطح لعاب بتواند از بین برود و به طور صاف دوباره گسترده شود.
ویسکوزیته مذاب بر اثر حرارت دادن زیاد کاهش می یابد به طوری که قدرت حل کنندگی زیاد شد از این جهت واکنش با بدنه انجام شود و لعاب در سطح بدنه به طور قوی حل می شود. در ضمن تخلخل های بسته بدنه میتوانند باز شوند به طوری که گاز داخل آن به عنوان حباب در لعاب وارد شود و چنین حبابهایی اکثرا شکل خاصی دارند و با هم جمع می شوند تا به سطح برسند. در این حالت حرارت زیاد اغلب نقض ته سوزنی به وجود می اید.

وجود ذرات جامد بلوری در یک مذاب ویسکوزیته مذاب لعاب را خیلی تغییر می دهد. زیرا آنها با تشکیل خود حتی ترکیب فاز مذاب مایع را تغییرمی دهند . هر چه مقدار ذرات جامد در مذاب زیادتر باشد مایع غلیظ تر خواهد بود.

کشش سطحی مذاب لعاب
کشش سطحی یا کشش سطحی مرزی یک مذاب لعاب نیرویی است که باعث می شود مذاب به صورت گوی کروی در آید . حجمی با کمترین سطح . مایع با کشش سطحی بالا به سختی روی سطح صاف بدنه گسترده می شود چنین لعابی به صورت نامنساب به بدنه می چسبد . اگر کشش سطحی ویسکوزیته لعاب زیاد باشد باعث چسبندگی نامناسب لعاب بر روی بدنه می شود به طوری که لعاب اکثرا به صورت صاف و هموار ذوب نمی شود بلکه به صورت جزیره و قطره ای شکل جمع و منقبض می شود. با توجه به اینکه کشش سطحی با افزایش دما کمتر می شود. در این حالت می توان با دمای با دمای پخت بالا این نقص را برطرف کرد.

علت کشش سطحی مایعات این استکه در سطح مایع پیوندمولکولها یونها اتمهای موجود در جهت نیروی داخل مایع اشباع هستند و مایع سعی می کند حالت کمترین انرژی را با کمترین سطح داشته باشد. در سطح لایه مذاب لعاب اغلب ترکیباتی جمع می شوند که تاثیر زیادی بر روی کشش سطحی دارند به طوری که یک مخلوط کن ناهمگن دو فازی بر خلاف ترکیب اصلی لعاب بر روی بدنه به وجود می آید.

هر چه کشش سطحی مذاب کمتر باشد لایه مذاب یکنواخت تر شده همچنین سطح آن صاف تر می شود.

هنگامی که دو لعاب با کشش سطحی مختلف برروی یکدیگر پوشانده شود دیده می شود که آن لعابی که دارای کشش سطحی کمتر است بر سطح دیگری گسترش می یابد به عبارت دیگر لعاب که کشش سطحی کمتری دارد بر روی لعاب با کشش سطحی بزرگتر جاری می شود.

از این حقیقت برای مقاصد تزئینی استفاده می شود. برای مثال انقباض لعاب با کشش سطحی زیاد برای مقاصدتزئینی به کار می رود . لعاب پوست ماری . کشش سطحی مذاب لعاب با افزودن بعضی از اکسیدها به شدت تغییر می کند که عبارتند از اکسید وانادیم . اکسید مولیبدن . اکسید گوگرد.

کشش سطحی و ویسکوزیته و رفتار عمومی مذاب بایدهمیشه در ارتباط با دمای پخت به صورت محدوده خواص پیچیده با یکدیگر موردتوجه قرار گیرد. به خصوص در مواردی که باید معایب معینی برطرف شوند ویا فقط جایی که یکی از این خواص باید بدون تغییردیگری تحت تاثیر قرار بگیرد. در جدول 3-5 کشش سطحی برخی از مواد به عنوان مثال آورده شده است.

برای مثال جیوه که سطح آن منقبض می شودبه صورت کروی در می اید در دمای اتقا دارای کشش سطحی 470 است . بر عکس نفت خام پترولئوم که تقریبا به طورنامحدود گسترش می یابد کشش سطحی معادل آن برابر 25 دارد .

تبخیر اجزای لعاب و ایجاد واکنش موادگازی در آن

قسمتی از اکسیدهای موجود در لعاب در دماهای بالا تبخیر می شوند . از این جهت هر چه دمای پخت افزایش یابد و هر چه سرعت جریان و وتلاطم اتمسفر کوره بیشتر باشد به همان نسبت تبخیر اجزای لعاب بیشتر است .

ترکیبات کلریدی که شامل ترکیبات شیمیایی و فلزهای رنگی است فرار هستند. همین طور موادفلوریدی بعد از تبدیل سیلیسیم یا HF به سادگی تبخیر می شوند. فرار بودن کلریدها به خصوص در پخت نمک اهمیت زیادی دارند.
نتایج تبخیر اجزای لعاب به شرح ذیل است :
اکسیدهای گداز آور مانند PBO , NA2O, K2O , B2O3 فرار هستند به طوری که سهم آنها می تواند آنقدر کم شود که لعاب دیگر به طور کامل ذوب نشود . تبخیر می تواند با استفاده زیاد از SIO2 . AL2O3 . CAO . MGO و یا استفاده از فریت در ترکیب لعاب محدود شود.

2. تبخیر شدن اکسیدهای رنگی مانند CUO , CR2O3 , MOO3 می تواند در لعاب نقص ایجاد کند التبه اکثرا به طور آشکار معلوم نیست . مشکل این است که این اکسیدهای تبخیر شده بر روی لعابهای مجاوز می نشینند و رسوب می کنند و اغلب بقیه را رنگی می کنند که مورد دلخواه نیست . برای مثال SNO2 لعاب کدر سفید می سازد وتماس با مقدار کمی از CR2O3 ایجاد رنگ قرمز ملایم می کند . درمحیط احیایی رنگ قرمز میتواند به وجود آید هنگامی که CU2+ به اتمهای فلز مس احیا شود رنگ قرمز می تواند به وجود آید . هنگامی که CU2+ به اتمهای فلزمس احیا شود رنگ قرمز می تواند ایجاد گردد که البته با این عمل دیگر در مذاب سیلیکات محلول نیست و به صورت کلوئیدی اکثرا جدا می شود .

این ذرات کلوئیدی تمام طول موجهای غیر از طول موج قرمز را جذب کرده و فقط طیف قرمزرنگ رامنعکس می کنند که این امر تابع اندازه ذرات است.
فراریت رنگ اغلب زمانی به وجود می اید که ترکیبات فلزات سنگین رنگی فرار در کوره موجود باشد مانند اکسد مس و کروم. همچنین رنگ فرار می تواند از فلزات سنگین کلریدی که با سطح لعاب واکنش نشان می دهندناشی شوند.
در هنگام حرارت دادن لعاب بخار آب H2O ودی اکسید کربن به صورت گاز آزادمی شوند. بخار آب از خاک رس و کائولن تالک میکا و کربنات بلوری آبدار بوراتها در بالای دمای نرمی لعاب در تالک و کلمانیت تجزیه و آزاد می شود . به طوری که می تواند نقص در لعاب ایجاد کند . مخصوصا وقتی که سریع حرارت داده شود.

ازاد شدن دی اکسید کربن از کربناتها دمای 450 تا 900 درجه سانتیگراد انجام می شود. اگر لعاب به صورت مایع باشد وقتی دی اکسیدکربن مثلا از ترکیب آهک آزاد شود حباب ایجاد می کند .

MN2O3, MNO2, CO2O3, CO3O4, FE2O3 وقتی که به خاطردمای بالا یا عمل احیا به اکسیدهای دو ظرفیتی خود تبدیل شوند اکسیژن آزاد می کنند و در لعاب محلول می گردند.

موقعی که لعاب مایع است حبابهای کوچک ته سوزنی و حبابهای بزرگ در لعاب ساخته می شوند. این عیوب به جز در هنگام مصرف اکسیدهای مزبور در رنگ زیر لعابی با انگوب به علت وجود ناخالصیها یی دربدنه مانند پیریت و اکسید آهن نیز وجود دارد. در مذاب لعاب با ویسکوزیته زیاد نقص های سطحی به وجود می آیند که تحت شرایطی با استفاده از فریت رنگی به عنوان مواد رنگ از این نوع نواقص جلوگیری میشود.

واکنش مذاب با اتمسفر محیط کوره
در محیط اکسیدی داخل کوره دی اکسید کربن بخار آب و اکسیژن موجود است زیرا با هوای زیاد حرارت داده می شد یا داخل کوره هوا از خارج دریافت می کند. از این جهت اکسیژن می تواند در لعاب انتشار یافته و بدین دلیل تمام ترکیب در مذاب لعاب کاملا اکسیدی می شود به طوری که بر رنگ و سطح تاثیر می گذارد.

پخت محیط خنثی در کوره الکتریکی هوای زیادی موجود نیست .

در شروع حرارت دادن در اخل کوره اکسیژن موجود در هوا برای حرارت دادن ناخالصیهای آلی و عمل اکسیداسیون دیگر مصرف می شود به طوری که محدوده دمای پخت نهایی چند برابر نسبت به محیط احیایی می تواند تحت کنترل باشد. زیرا تا وقتی دما در محیط کوره افزایش می یابد اتمسفر محیط کوره منبسط شده و هیچ هوای تازه ای در داخل کوره جریان نمی یابد.

در محیط احیایی اکسیژن کم می شود. به طوری که در اتمسفر کوره اجزاء اکسیدی سوختنی گازی شکل یا دی اکسید کربن یا کربن جامد دوده درمذاب لعاب سعی می کنند اکسیژن سعی می کنند اکسیژن جدب نمایند . حرکت اکسیژن از لعاب به اتمسفر کوره یا به داخل لعاب با ویسکوزیته کم ومایع رقیق مذاب راحت تر و سریعتر نسبت به لعاب با ویسکوزیته زیاد انجام می شود.

دوده در داخل کوزه از گاز CH یا CO قبل از ذوب شدن لعاب به وجود می آید. بدین ترتیب این کربن در تخلخلهای لعاب به مانند بدنه می تواند جمع شده و در هنگام ذوب شدن و موقع بستن سطح لعاب به راحتی بسته شود. بنا به مقدار و توزیع اندازه دانه این کربن میتواند رنگ زرد قهوه ای خاکستری یا سیاه در لعاب به وجود آورد.
مذاب لعاب مقدار زیادی بخار آب موجود در اتمسفر کوره را در دمای بالاجذب می کند . محلول H2O ویسکوزیته مذاب لعاب را کم می کند. به طوری که در سطح لعاب عمل بلوری شدن انجام داده و عمل تبادل با اتمسفرکوره تسریع می گردد.

SO22/SO32 در اتمسفر کوره توسط موادسوختنی گوگرد دار یا توسط ناخالیصیهای پیریت اکسید شده به بدنه ایجاد می شودکه با اکسیدهای قلیایی خاکی سطح لعاب واکنش انجام داده وبه سولفات هایی تبدیل می گردد که به صورت رنگ مات سفید و بعضی مواقع به صورت سطح پوسته ای چین دار دیده می شوند .

واکنش با بدنه
واکنش مذاب لعاب با بدنه برای با دوام کردن و استحکام و چسبندگی لعاب بر روی بدنه حرارت داده شده مهم است.

پیوستگی بدنه به لعاب آن طور که در لعاب قلیایی به نام لعاب نمک استون ور یا لعاب مس آبی مصری قدیمی به وسیله ترکیبات قلیایی محلول در آب در بدنه موجود است به وجود می آید . در این رابطه بهترین اطمینان وجود داد اما در استون ور و همچنین پرسلان چینی به دمای بالا و بدنه ای با مقدار فاز شیشه ای زیاد نیاز است. به طوری که بتوانند مذاب لعاب و فاز شیشه ای با یکدیگر ترکیب شوند .

درانواع لعابهای دیگر و در دمای پخت پایین لایه واسط محدوده تبدیل بدنه به لعاب است که در آنجا هر دو کم و بیش باید به داخل یکدیگر مانند دندانه فرو روند و این میزانی برای استحکام چسبندگی لعاب منجمد شده است .

مذاب لعاب می تواند اجزای بدنه را هنگامی که به شکل مایع به راحتی حرکت می کنند و دارای خاصیت گداز آوری زیادهستند در خود حل کنند . ازاین جهت بایدمیزان حل شدن مذاب را توسط اکسید قلیایی و مخصوصا PBO افزایش داد ولی نه آنقدر که بدنه خورده شود . مقدار لازم آن به وسیله نسبت اندازه گرفته شده در لعاب تنظیم می گردد.

تشکیل یک لایه واسط که بتواند روی تنشهای به وجود آمده توسط انبساط حرارتی مختلف لعاب و بدنه اثر کند در دمای پخت کم و بدنه های غیر متراکم با فاز شیشه ای کم مهم است . موقعی که نتوان با افزایش دما و فاز شیشه ای بدنه به تشکیل لایه واسط رسید می توان تا حد ممکن به وسیله راههای زیر لایه واسط مناسبی را حاصل کرد.

استفاده از لعاب با قابلیت چسبندگی خوبتر.
لعاب با ویسکوزیته مذاب کمتر
لعاب قلیایی برای بدنه اسیدی یعنی لعاب با مقدار . .. کم برای بدنه کوارتز زیاد.
لعاب اسیدی برای بدنه آهک دار زیاد.
حلالیت مناسب مذاب لعاب با استفاده از مقدار کافی قلیا و سرب و اکسید بور
مدت زمان پخت طولانی و نگهداشتن طولانی به حد کافی در دمای پخت نهایی

از این جهت اثر چسبندگی لعاب بر روی بدنه ام یا حرارت داده شده فرق می کند. بدنه های خام اکثرا عکس العمل بهتر وشدیدی ما بین بدنه و لعاب نسبت به بدنه های بیسکویت لعاب داده شده نشان می دهند . به هر حال چسبیدن بدنه خام به مذاب لعاب اکثرا نامناسب است به خصوص اگر لعاب بدون سرب یا لعاب فریت با ویسکوزیته بالا باشد. اینکه آیا بدنه حامل لعاب مناسب است یا نه باید از طریق ترکیب بدنه و لعاب با همدیگر قضاوت شود.

قدرت حل کنندگی مذاب با افزایش دما افزایش می یابد .زیرا ویسکوزیته کمتر می شود.

تمام مواد گداز آور که ویسکوزیته را به طور قوی پایین می آورند نیروی حل شدن در مذاب را افزایش می دهد. از این جهت فهمیده می شود که مذاب بازی قوی با بدنه واکنش قوی دارد و نیز انگوب و بدنه تزئینی زیرلعابی را شدیدا حل کرده و موردحمله شیمیایی قرار می دهد.
اغلب واکنش های قوی ما بین بدنه و لعاب دلخواه نیستند. اکثرا دمای بیش از حد باعث تشکیل حباب قوی در لعاب می شود. اگر یک لعاب مات قلیایی مقداز زیاد . . . از بدنه جذب کند به جای آنکه لعاب مات شود به صورت لعاب براق منجمد می شود. اغلب وجود دو مذاب در موارد زیر دیده می شود .

زمانی که یک لعاب شفاف بیر نگ استفاده می شود بایدبتواند انگوب را درخود حل کند.

اگر یک لعاب رنگ روشن از یک بدنه قرمز اکسید آهن زیادی خارج کند و به طور قوی رنگی شوددر صورتی که دما بالا باشد و به مدت طولانی حرارت داده شود مذاب لعاب بلورهای ساخته شده موجود را چندین بار در خودش حل می کند.

اگر قدرت حلالیت مذاب لعاب کم باشد اغلب ترکیب لعاب کوارتز دار کاملا حل نمی شود و می توان سطح ناصاف یا لعاب تیره تشکیل دهد.

ناهمگنی در حالت مذاب

معمولا مذاب سیلیکاتها که به صورت لعاب و شیشه وجود دارد مخلوط همگن و یکنواختی است که تمام اجزا در ان محلول هستند . مذابهایی نیز وجوددارند که اصلا یاقسمتی از آنها با بقیه مخلوط نمی شود به طوری که یک فاز مذاب مایع با ترکیب مشخص به شکل قطره های ظریف و تا حدودی یکنواخت در ترکیب مذاب لعاب پخش شده است یا به صورت لایه ای از مجموع مذاب جدا می شود. در چنین پدیده ای مخلوط ناهمگن در دماهای مشخص ولی پایین به وجود می آید و دارای ترکیب های مشخصی هستند.

این پدیده به خصوص در مذاب سیلیکاتی حاوی بور زیاد و با مقادیر زیاد . . . مشاهده می شود و در مذاب فسفات دار نیز وجود دارد. جدا شدن مذاب لعاب به دو فاز مایع می تواند به صورت لعاب کدر دلخواه یا غیر دلخواه در لایه لعاب منجمد شده دیده شود. گرچه دلیل آن می تواند عمل بلوری شدن بهتر نیز باشد. از این عمل برای بهتر جدا شدن و کدری استفاده می شود . التبه در کدری به وسیله اکسید روی در لعاب سرشاز از . . . زیاد نیز اهمیت دارد . لعاب کدر باید بتواند به بدنه سرامیکی یک سطح رنگی دیگری بدهد. به عبارت دیگر مذاب لعاب غیر قابل عبور نور بوده و به اصطلاح کدر شود وبا سطح صاف براق منجمد گردد.

تمایل به بلوری شدن
حالت شیشه ای برای اجسام جامد یک حالت استثنایی است. بسیاری از لعابها و شیشه ها در زمانهای طولانی و عملیات حرارتی به حالت بلوری تبدیل می شوند.تمایل به بلوری شدن در بالای دمای TG وقتی که اتمهای شبکه شیشه و اتمهای بلور یک حرکت خاصی دشته باشد وجود دارد . محدوده بحرانی برای تمایل به بلوری شدن در ویسکوزیته 104 پواز است. به عبارت دیگر وقتی که غلظت یک مذاب بیشتر شود نمی تواند عمل بلوری شدن انجام شود.

تمایل بلوری شدن وسرعت آن تابع ترکیب لعاب است. هر چقدر لعاب بیشتر از ترکیب کانیهای سیلیکاتای خاص باشد می تواند راحت تر به عنوان یک فاز بلوری جدا شود بدین دلیل در لعاب سرامیک اغلب فازهای بلوری مانند انورتیت و لاستونیت لویسیت کوردیریت و مولایت ایجاد می شوند . به طوری که . .. به شکل بلورروتایل . . . به شکل پلاتهای صفحات کوچک هماتیت جدا می شود.

تمایل به بلوری شدن در هنگام سرد شدن به وسیله ساخت یا وجود جوانه ذرات بلور در مذاب مشخص می شود این جوانه های در شبکه شیشه با نظم زیاد تولید می شود .

چنین جوانه بلوری نمیتواند کاملا به صورت ذرات در ترکیب باشد. به خصوص در فاز مرز سطح تماس براحتی ساختن جوانه و رشد بلور میتواند جایگزین شود.که این امر در سطح لعاب نیز طبیعتا انجام می شود .

در هنگام سرد شدن مذاب لعاب دو محدوده دما تشخیص داده می شود که در یکی سرعت حداکثر ساختن جوانه تعیین می شود و در دیگری رشدجوانه ساخته شده انجام می گیرد. محدوده حداکثر رشد بلور در بالای محدوده ساختن جوانه است.

هر چه ترکیب لعاب ساده تر باشد. . . تمایل به بلوری شدن بیشتر است . جدا شدن یک فاز بلوری می تواند لعاب را شیشه ای شفاف یاتیره سازد . بدون اینکه براقی سطح کمتر شود یا بتواند سطح مات و ناصاف بسازد . موقعی یک عمل بلوری شدن دلخواه در لعاب سفید تیره یا لعاب مات و ناصاف بسازد. موقعی یک عمل بلوری شدن دلخواه در لعاب سفید تیره یا لعاب مات یا لعاب انجام می شود که با ترکیب ونوع حرارت دادن و سرد کردن کنترل شده عمل بلوری شدن انجام شود.

. . . از ایجاد بلور جلوگیری می کند زیرا آنها شبکه پایدار می سازند و به وسیله بالا بردن ویسکوزیته مذاب از ساختن بلور و رشد قوی آنها جلوگیری می کند. به خصوص وقتی که بعد از رسیدن به دمای ذوب مذاب سریع سرد شود. بر عکس اضافه شدن مقداری . . . به یک لعاب شفاف براق سریعا منجر به جدا شدن بلوری به شکل کدر یا سطح مات شده می شود. در نتیجه اکثرا به صورت لعاب مات است که در مقایسه با لعاب براق منجمد شده مقدار کمتری . . . . دارد.

در لعاب مات قلیایی که اکثرا مورد مصرف قرار می گیرد. باید مقدار . . . آن برای دمای انتخاب شده کم باشد و مقدار . . . آن می تواند به اندازه معمول یا بیشتر باشد و سهم . . .و نیز . . . باید زیاد باشد. اگر مقدار . . . یا . . . زیاد باشد لعاب مات اسیدی به دست می آید.

لعاب مات باید در هنگام سرد شدن جوانه زیادی برای بلوری شدن بسازد. به طوری که نباید رد جوانه بلورها واضح و آشکار باشد. یعنی لعاب بایدبه صورت همگن مات ظاهر اما سطح باید صاف باشد. سرعت سرد کردن مناسب باید به طور تجربی به دست آید.

پایداری در برابر قلیایی های قوی
به پایداری در مقابل حمله شیمیایی مواد قلیایی مشکلتر دست یافته می شود زیرا مواد قلیایی قوی مستقیم بر شبکه SIO2 حمله می کنند و با شکبه سازی اسیدی واکنش انجام می دهند. در این صورت فقط یک مقدار زیادی AL2O3 با کمی B2O3 می تواند تاثیر بهتری بگذارد. مقدار زیاد اکسید بازی و نیز اکسید قلیایی خاکی مزاحمت ایجاد نمی کند. در بین اکسیدهای اسیدی باید ZRO2 پایدارترین باشد. مقدار زیاد SIO2 مناسب است ولی دمای ذوب را به طور زیاد بالا می برد. تاثیر گذاری همیشگی بر روی سطح لعاب به وسیله اسید و قلیا خیلی زیان آور است. همان طور که امروز در ظروف خانگی برای غذا خوردن و ماشین لباسشویی اثرش دیده می شود از این جهت لعابهای سیلیکات زیرکون کدر سفید جای خود را پیدا کرده است.

استحکام مکانیکی
مقاومت مکانیکی می تواند مفاهیم مختلفی داشته باشد یکی مقاومت در برابر نیروی فشار و کشش و دیگری در مقابل اثر خراش و سایش. برای تعیین سختی یک لعاب روشهای مختلفی وجود دارد برای مثال سختی موهس و ویکرز . سختی بر عواملی مانند انهدام تغییر شکل جابه جایی و جاری شدن می تواند تاثیر بگذارد از این رو برای بررسی مقاومت لعاب در برابر سایش اهمیت پیدا می کند. مقاومت بیشتر در مقابل ضربه ناشی از استحکام ترکیب بدنه لعاب است. به هر حال ساختار لعاب نقش مهمی دارد همان طور که در این مورد تنش لایه در لعاب نیز نقش دارد .

استحکام فشاری
استحکام فشاری لعاب نسبتا زیاد است به شرط اینکه لعاب بی نقص بدو ترک مویی بدون سوراخ و بدون فضاهای خالی و حباب یا باقیمانده ترکیبات حل نشده باشد و بدون تنش باشد. این نواقص نمی تواند فقط به وسیله اختلاف ضریب انبساط حرارتی لعاب و بدنه به وجود آمده باشد . بلکه می تواند بر اثر تنش ساختاری در لعاب بلوری شده نیز به وجود آید.

مقاومت کششی
مقاومت کششی لعاب سرامیک مانند اغلب مواد سرامیکی کم است زیرا قابلیت انبساط و مدول الاستیسیته زیاد مانند فلزات را ندارد و میزان آن بستگی به صخامت لعاب دارد . در اندازه گیری مقاومت کششی مشخص می شود که آیا لعاب در برابر نیروی کششی ترک بر می دارد یا خیر. حتی نوع ساختن لعاب در مقاومت کششی آن موثر است. هر چه ضخامت لعاب نازکتر باشد به همان نسبت الاستیک تر و قابلیت انحنایش بیشتر شده و به همان نسبت کمتر ترک بر می دارد. سوراخهای ریز حبابهای کوچک یاخراش احتمال ترک داشتن لعاب را افزایش می دهد.

سختی لعاب
تعریف سختی لعاب انواع مختلف دارد و نمی توان به تنهایی در محدوده لعاب سختی را تعریف کرد . بر هر کدام از این تعاریف روشهای مختلفی برای اندازه گیری آنها وجود دارد. سختی های لعاب به صورت زیر طبقه بندی شده است.

سختی خراش
در این نوع روش از کانیهای مختلف استفاده و طی آن نیروی اتصای فیزیکو شیمیایی لعاب اندازه گیری می شود . این کانیها به درجه بندیهایی مختلف تقسیم شده اند که بر روی لعاب خراش داده می شوند.

سختی خراش لایه شیشه ای صاف براق و منجمد شده لعاب کمتر از سختی کوارتز است. لعابهای با مقدار SIO2, AL2O3, MGO, BAO, SRO, ZNO زیاد می شود البته باید مقدار B2O3 بهینه شود(بیشتر از 10 درصد نباشد).

درجه بندی سختی به روش موهس به ترتیب زیر است:

1- تالک TALK
2- سنگ گچ GiPS
3- کلسیت Calsit
4- فلوئوریت Fluorit
5-آپاتیت Apatit
6- فلدسپات Feldspar
7- کوارتز Quartez
8- توپاز Topas
9- کوراندم Korund
10- الماس Diamant

رنگ لعاب
رنگ لعاب منجمد شده فقط تحت تاثیر ترکیب عمومی لعاب نوع و مقدار مواد رنگی نیست بلکه بستگی به دمای پخت اتمسفر کوره در هنگام پخت و سرد کردن رنگ بدنه و نوع ضخامت پوشش هم دارد. همچنین بستگی به این دارد که آیا لعاب به صورت شیشه ای یا بلوری منجمد شده است.

رنگ لعاب به سه شیوه تشکیل می شود که هر یک می تواند روی یکدیگر تاثیر داشته باشد:

1- در شیوه اول با رنگ کردن یونها و محلول ترکیبات رنگی که کاملا درمذاب لعاب حل می شوند وبه صورت یون در می آیند یا به صورت بلور تشکیل میشوند می توان لعاب را رنگ کرد. این مواد بسته به ظرفیتهای اتمی در ترکیب با اکسیژن رنگهای مختلف می کنند. چنین رنگی که اغلب شدت بیشتری دارد. به صورت لعاب شفاف ظاهر می شود. انواع رنگهای محلول عبارتند از آبی کبالت سبز مس زرد آهن سبز آهن و بنفش منگنز مواد رنگی باید تا حد امکان توسط مذاب لعاب حل شوند. در لعابهای رنگی نور گذران با سطح ساف و براق عواملی مانند رنگ لعاب ضخامت لعاب و رنگ بدنه تاثیر دارد. برای رنگ کردن باید بدنه سرامیک سفیدباشد.

2- در شیوه دوم با استفاده از رنگدانه ها یا مواد رنگی می توان لعاب رنگ کرد. در این شیوه مواد رنگی به صورت ذرات ریز در لعاب پخش می شوند . در این شیوه سعی می شود تا حد امکان مقدار کمی از رنگدانه اکسیدهای رنگی و یا مواد رنگی توسط مذاب لعاب حل شود. در کنار این موضوع باید توجه داشت که رنگ مواد اضافه شده با پخش وتوزیع رنگدانه یک تیرگی در رنگ لعاب ایجاد می کند. به عبارت دیگر لعاب نور ناگذران تیره رنگ به خود می گیرد. انواع رنگهای رنگدانه ها عبارتند از : از سبز کروم قهوه ای آهن زرد وانادین زرد تیتانیم.

3- شیوه سوم استفاده از رنگهای کلوئیدی است. در رنگهای کلوئیدی ذرات سوسپانسیونی لعاب به اندازه های کلوئیدی 10 تا 100 نانومتر وجود دارند. این ذرات طول موج خاص اندازه ذرات را جذب کرده و فقط محدوده های قرمز زرد و آبی نور را منعکس می کند.

آماده سازی
منظور از اصطلاح لعابکاری فرآورده ها ایجاد لایه نازک لعاب در سطح فرآورده هاست. در بسیاری از موارد مواد اولیه لعاب به صورت پودر آسیاب شده استاندارد و یکنواخت عرضه می شوند از این رو در هنگام تخلیه پر کردن و استفاده ممکن است گرد و غبار ایجاد شود. کار با لعاب نیاز به دقت بیشتری دارد به خصوص در هنگام تنظیم ترکیب لعاب نباید اشتباهی در انتخاب مواد اولیه و توزین آنها پیش آید.

تقریبا تمام مواد اولیه لعاب به صورت پودر هستند ولی برای بعضی لعابهای خاص نرمی آن کافی نیست . مواد اولیه تولید لعاب مستقیما از طبیعت به دست می آیند که اغلب به صورت درشت خرد می شوند. خرد کردن به صورت خمشک با دستگاه آسیاب چکشی و غلتکی می تواند انجام شود. بهتر است که خردایش نرم مواد اولیه به صورت خشک انجام شود زیرا نتیجه بهتری می دهد و کنترل نرمی با الک به راحتی انجام می شود. در ضمن خطر ایجاد آلودگی بر اثر گرد و غبار کمتر می شود.

مشخصات ذرات مواد اولیه لعابهای ارتن ور

مشخصات ذرات مواد اولیه لعابهای چینی زجاجی

تهیه دوغاب لعاب و نگهداری آن
ترکیب پودر مواد اولیه وزن شده باید به وسیله آسیاب و مخلوط کردن به صورت همگن و سوسپانسیون پایدار در آید. پیش از لعاب زدن و نیز در هنگام پوشش دادن لعاب باید تاحد امکان اجزای دوغاب در ظرف لعاب ته نشین نشود. این مورد در واقع زیر اتفاق می افتد:
سوسپانسیون خیلی رقیق باشد.
مواد اولیه با وزن مخصوص زیاد در ترکیب استفاده شود مانند سرب فریت سرب وروتایل .
مقداری مواد اولیه با ذرات بزرگتر یا سنگین تر در لعاب موجود باشد.
مقدار مواد اولیه خاک رس و مواد متورم درترکیب خیلی کم باشد یا اصلا وجود نداشته باشد.
اکسیدهای قلیایی موجود در فلدسپاتها و فریت ها که با ماندن زیاد در آب محلول می شوند .
جنس ظرف از مواد مصنوعی باشد به طوری که باعث ایجاد بار الکتراستاتیک شود.

مواد اولیه سخت بهتر است به صورت نرمتر آسیاب شوند یا دوغاب خیلی غلیظ از آنها تهیه شود. البته نمی توان با چنین طریقه ای به طور سریع از ته نشین شدن جلوگیری کردپس باید در ظرف لعاب دائما عمل هم زدن انجام شود تا تمام ذرات به صورت شناور باقی بمانند. برای به دست آوردن نرمی لازم مواد اولیه در آسیاب باید از گلوله های مناسب استفاده شود. برای مثال اگر ظرفیت آسیاب 1 تا 10 لیتر باشد و جنس داخل آن از پرسلان یا استاتیت باشد باید قطر گلوله ها ما بین 1 تا 4 سانتیمتر بوده و همجنس باشند.

برای موثر بودن آسیاب و بهینه و یکنواخت کردن مواد باید مسائل زیر رعایت شود.

35 تا 55 درصد حجم آسیاب باید با گلوله ها پر شود و 30 تا 50 درصد آن از مواد اولیه و آب پر شود . به طوری که به مقدار 20 تا 35 درصد فضای خالی هوا باقی بماند. ابتدا جسم گلوله و آب سپس ترکیب خشک درشت از پیش مخلوط شده در آسیاب ریخته می شود. ترکیباتی که مقدار زیادی خاک رس چرب یا مواد اولیه متورم دیگری دارند .بهتراست که ترکیب آنها را قبل از پر کردن با آب به مدت نیم ساعت به حالت ساکن باقی گذاشت وسپس مخلوط را به هم زد و با اضافه کردن آب غلظت آن را تنظیم و درون آسیاب ریخت.

سرعت چرخش صحیح منجر به آسیاب کردن بهینه و طول عمر گلوله ها و دیواره ظرف آسیاب می شود. محدوده بهینه ما بین 55 تا 70 درصد تعداد چرخش بحرانی قرار دارد که از رابطه زیر به دست می آید .

سرعت بحرانی = D 3/42

که در آن D قطر داخلی ظرف اسیاب بر حسب متر است .
سرعت چرخش بحرانی عبارت از تعداد چرخش ها در هر دقیقه است که بر اثر آن گلوله آسیاب به خاطر تاثیر نیروی گریز از مرکز می کند و بر روی دیواره ظرف اسیاب آویزان می ماند بدون اینکه بیفتد شکل 3-6
مدت زمان آسیابکردن باید کنترل شود زیرا آسیاب کردنهای مختلف می تواند در بسیاری از لعابها نتایج متغیری در لایه لعاب پخته شده ایجاد کند.

نگهداشتن تعداد چرخش آسیاب از نظر کنترل مهم است. همیشه پر کردن یکسان اندازه دانه های یکسان مواد اولیه مقدار و اندزه گلوله های یکسان و همچنین مقدار آب مساوی برای به دست آوردن نتایج ثابت لازم است. معمولا برای آسیاب کردن مقدار زیادی از مواد اولیه نیاز به آسیاب بزرگتری دارد. این آسیابها از یک استوانه فلزی تشکیل شده اند که با آستر سختی از جنس فلینت سیلکس استاتیت پرسلان اکسید آلومینیوم یا لاستیک پوشش داده شده است.

روشهای لعابکاری
پوشش لعاب بر روی بدنه سرامیک به شیوه های زیر انجام می شود.
غوطه وری
ریختن
تزریق کردن
نیروی گریز از مرکز
نقاشی
پاشیدن
محاسن و برتری هر کدام از این روشها به شرح زیر است. انتخاب این روشها بستگی به شکل بزرگی اندازه و مقدار قطعه های دارد که لعاب زده می شود. همچنین تابع سطح و تاثیر بر سطح لعاب حرارت داده شده نیز است. بعضی مواقع ممکن است از جند شیوه پوشش مختلف همراه با یکدیگر استفاده شود.

پوشش دادن لعاب به روش غوطه وری
در این شیوه پوشش دادن ضخامت پوشش تشکیل شده به خصوص بستگی به قابلیت جذب بدنه دارد که تخلخل آن با مقدار دمای پیش پخت تغییر می کند. البته همزمان بستگی بهمقدرا جسم جامد در دوغاب نیز دارد. کیفیت سطح لایه لعاب و استحکام چسبندگی بر روی بدنه بر عکس تحت تاثیر سرعت پس دادن آب دوغاب به بدنه است. هر چه آهسته تر و طولانی تر آب پس داده شودبه همان نسبت سطح پوشش داده شده صاف تر مسطح تر و متراکم تر می شود.

بدین ترتیب تمام لایه لعاب محکمتر و متراکمتر می شود. غوطه ور کردن سریعترین و ساده ترین شیوه برای همه پوشش های لعاب است. اگر تعداد قطعات به اندازه کافی و مقدار دوغاب لعاب زیاد باشد روش غوطه وری به طریقه ماشینی انجام می شود.

انتخاب روش لعابکاری غوطه وری یا ریختن یا تزریق در بسیاری موارد بستگی به شکل اندزه و مصرف احتمالی بدنه در هنگام لعابکاری دارد.

در هنگام تزریق و پرتاب کردن قطرات بسیرا ریزدوغاب تولیدمی شود که تک تک بر روی بدنه برخورد کرده و به تدریج لایه لعاب را می سازد. از این رو لعاب به روش تزریق همیشه شل تر و متخلخل تر بوده و صافی کمتری دارد و به طور یکنواخت در ضخامت لایه و سطح دیده می شود. موقعی که مقدار کمی لعاب به طورناگهانی تزریق شود هیچ لایه مرطوبیبه وجودنمی آید. در عمل تزریق به کمک فشار هوا لعاب جاری را پراکنده کرده و آن را از هم می پاشد یا با کمک فشار پمپ دوغاب خودش تحت فشار پر جت پاشیده شود. هر چه فشار هوا یا فشار لعاب بیشتر باشد و هر چه جت ظریف تر باشد قطران آن کوچکتر می شود.
پوشش دادن لعاب به روش تزریق و نیروی گریز از مرکز

پوشش دادن لعاب به روش نقاشی پاشیدن
این روش در مواردی که تعداد نمونه ها کم است برای تزئین روی بدنه یا قسمت کوچکی بدنه به وسیله یک لعاب خاصی به کار می رود. در این روش لعابکاری با استفاده از یک قلم برس انجام می شود.
با یکبار نقاشی کردن لعاب توسط قلم مو اکثرا نمیتوان آن طورکه لازم است به ضخامت لازم رسید .از این رو چندین بار باید در جهات مختلف نقاشی شود تا ضخامت لایه لعاب دلخواه و یکنواخت شود. این روش موقعی انتخاب می شود که نتوان سطح را به طریق دیگر لعابکاری کرد یا وقتی که در نظر باشد لعاب بعد از حرارت دادن نازک مخطط یا ابری شکل به نظر برسد.

لعاب خام
مواد اولیه که در آب نامحلول هستند بدون حرارت دادن و ذوب کردن مستقیما روی کالای مورد نظر پوشانیده می شود .لعاب خام مصرفی متشکل از مواد معدنی سیلیس فلاسپات همراه با سایر مواد مورد نیزا است که توسط آسیاب کلوله ای گرد شده وتبدیل به دوغاب لعاب می شود. لعاب خام فوق می بایستی نقطه ذوبی کمتر از دمای حداکثر کوره داشته باشد در صنایع کاشی سازی و . . . که کوره ها دمای حدود 1000 درجه سانتیگراد دارند امکان استفاده از لعاب خام مقدور نیست. از این رو برای تعدیل نقطه ذوب سیلیس که قسمت عمده ای از ترکیب شیمیایی لعاب را تشکیل می دهد. از موادی با نقاط ذوب کمتر از 1000درجه سانتیگراد که اصطلاحا گداز آور می نامند استفاده می شود. معمولا محلول در اب هستند.

مشکل لعاب خام این است که بدنه خام به وسیله جذب آب دوغاب حتی به میزان حداقل در سطح نرم شده و بیشتر جاری می شود و موقعی که آب بخار میشود یا به داخل بدنه می رود ابتدا انبساط پیدا کرده ودوباره منقبض می شود. این مساله باعث تغییر حجم غیر یکنواخت میشود و در نتیجه تنش در بدنه ایجاد می کند که می تواند باعث ترک یا تخریب کامل اجسام شود بدنه های با دیواره نازک که از هر دو طرف لعاب داده می شوند به راحتی کاملا نرم شده و بعد تغییر شکل می دهند. حال باید از این جذب آب یا کاملا جلوگیری کرد که امکان آن نیست یا تا آنجا که امکان دارد به مقدار کم آن را نگه داشت یا جلوی آن را گرفت تا به تدریج و آهسته انجام شود.

لعاب فریت
فریت بخش بزرگی از هر سری مخلوط لعاب را تشکیل می دهد. فریت معمولا یک ترکیب سرامیکی است که پس از ذوب سرد شده و به تکه های شیشه ای تبدیل می گردد.

لعاب فریت شده بهتر از لعاب خام قابل استفاده است و در نتیجه با دقت بیشتری می شود آن را برای ظروف طرحی کرد. چون لعاب فریت شده مقدار زیادی از گازهای نامطلوبی که بعضی از مواد اولیه در موقع پخت آزاد می کند به وسیله پیش ذوب خارج کرده است فواید بهتری دارد. این نوع لعاب ایجاد حباب نمی کند وبر روی ظروف ناصافی ایجاد نمی کند. همچنین مواد اضافی که ممکن است عوارضی ایجاد نماید می سود و از بین می رود. مواد اولیه مانندترکیبات قلیایی که محلول در آب هستند در حالت فریت به ترکیبات غیر محلول تبدیل می شوند.

تهیه و ساخت فریت
مواد اولیه مصرفی مانند موادمعدنی و گداز آورها را بانسبتهای وزنی دقیق اسیاب کرده و در آسیاب گلوله ای به صورت پودر در می آورند. بعد آن را به مخلوط کن منتقل کرده و در ادامه به کوره ذوب می رود (شکل 3-6) در این مورد می توان از کوره های متوالی یا از کورهای متناوب استفاده دوار استفاده کرد . این کوره ها به وسیله ژنراتور گازی گرم شده و مواد را در دمای 1500-1400 درجه سانتیگراد ذوب می کنند و مذاب را از طریق سوراخ کوره دوار سریعا به داخل سبد مشبکی که درون واگن آب سرد یا تانکهای آب سرد است ریخته تا به طور ناگهانی و سریع سرد شده تا به صورت گلوله یا تکههای شیشه ای یا لقمه ای که ابعاد 2 تا 25 میلی مت دارند تبدیل شود . بعد از خشک کردن به وسیله نوار نقاله فریت به سیلوهای ذخیره فریت انتقال داده می شود.

البته روش دیگری وجود دارد که با آب در تماس نیست. بلکه از میان یک جفت غلتک عبور می نماید. در درون این غلتک آب در جریان بوده و مذاب فریت با عبورد از بین غلتکها خنک می شودو ضمنا ممکن است از جریان سریع هوا برای خنک کردن فریت استفاده شود. این نوع فریتها معمولا شکل پهن و پولک مانند دارند. استفاده از این روش احتیاج چندانی به خشک کردن فریت ندارد و در ضمن از نظر ابعاد همگن تر است. در ادامه محصول به صورت پودر آسیاب می شود.

خشک کردن و حرارت دادن خروج آب در فرآیند خشک شدن
در فرایند خشک شدن لازم است تمام آبی که در تخلخلهای بدنه و لعاب موجود است از بین برود تااینکه هنگام گرما دادن به طور ناگهانی بخار آب از خلل و فرج خارج نشود. زیرا این امر باعث کاهش اتصال و چسبندگی لایه لعابی می شودکه هنوز به اندازه کافی سخت نشده است. علاوه بر این آب دوغابی که توسط بدنه جذ شده است می تواند در هنگام گرما دادن فشار بخار ایجاد کند و باعث متلاشی شدن بدنه از پیش پخته شده شود.
سرعت تبخیر آب بستگی به رطوبت نسبی محیط ضخامت بدنه ، شکل و اندازه تخلخلها دارد . بدنه های پیش پخت شده در مقایسه با بدنه های خام پس از لعابکاری سریعتر خشک می شوند. زیرا ساختار لوله های مویینی در آنها بهتر گسترش پیدا کرده است.

خروج گازها از بدنه و لعاب در فرآیندحرارت دادن
در هنگام حرارت دادن به قطعات لعاب داده شده ساختار شبکه بلوری ترکیبات تشکیل دهنده بدنه و مواد اولیه لعاب تغییر کرده و یا از بین می رود. گاهی ترکیبات گازی آزاد می شود که می تواند بدون منانع از لایه لعاب قبل از ذوب شدن خارج شود.

هر گاه لایه لعابی کم و بیش حالت مایع داشته باشد یک پوشش گازی به گونه ای که حبابهای گازی بتواند در آن جابهجا شوند تشکیل می شود.

حرارت دادن با سرعت زیاد یکنواخت نبودن توزیع دما در داخل کوره و ضریب هدایت حرارتی کم بدنه های سرامیکی می تواند فرآیند های تجزیه را به محدوده های دمایی خیلی بالاتر از آنچه معمولا انتظار می رود انتقال دهند. هر گاه تجزیه گازی به دلیل عبور از دمای تجزیه در داخل کوره به طور ناگهانی اتفاق افتد و گازهای ایجاد شده ناشی از مواد تجزیه شده بر اثر دمای بالا انبساط زیادی یابند می توانند ارتباط و چسبندگی لایه لعاب را به شدت از بین ببرند. بدین ترتیب باعث جمع شدگی (انقباض) جزیره ای و پوسته شدن لعاب می شود و گاهی منجر به لعاب پریدگی می گردد (بار مثال در ترکیبات کلمانیت دار زیاد).

به طور کلی تجزیه مواد گازی در دماهای مختلف به صورت زیر است:

ذوب لعاب پیدایش حباب
گستره ذوب و یسکوزیته ترکیبات لعاب می تواند با ذوب ومایع شدن مواد اولیه تشکیل دهنده آن اختلاف داشته باشد و تابع رفتار و دمای ذوب اجزای تشکیل دهند آن است.

هنگامی که لایه لعاب در معرض جریان گرما قرار گیرد، ابتدا سطح آن ذوب شده ویک لایه بسته از مذاب را تشکیل می دهد. بر اثر آن هوای اتمسفر کوره داخل تخلخلها محبوس می شود و باعث ایجاد حبابهای گازی در مذاب می گردد.

گازهای موجود در این حبابها و تخلخلهای بدنه بر اثر حرارت دادن منبسط شده و سعی می کنند در مذاب حرکت کرده و در سطح آن جابه جا شوند در صورتی که مذاب غلیظ باشد، حبابهای گازی یا در ناحیه مرزی بدنه لعاب گرفتار می شوند یا اینکه به سطح خارجی راه نمی یابند. حبابهایی که در سطح خارجی مذاب مایع می ترککند در صورتی که بزرگتر باشند حفره هایی را در سطح ایجاد کرده و سطح زیرین خود را اشکار می کنند و گاهی قسمتهایی از لایه های پایین را به سطح خارجی جابه جا می نمایند.

ذوب لعاب فریت
در این لعابها محصول نهایی فریت به صورت پودر شیشه ای است و تمام ذرات آن ، ترکیب و خواص یکسانی دارند. با افزایش دما، تک تک ذرات، همزمان نرم شده و مذابی با غلظت زیاد تشکیل می دهند که به تدریج به مایع رقیق تبدیل می شود تا اینکه پوشش مایع یکپارچه ای ایجاد گردد. در این مذاب تمام اجزای ترکیب حل می شوند و مواد افزودنی که به فریت فوق اضافه می شوند(مانند خاک رس ، کائولن، پودر کوارتز و . . ) در مذاب در (فرآیند پخت) به طو لح نشده پخش می شوند. اگر مذاب تشکیل شده به صورت مایع رقیق باشد می توان سریع و به طور موثر اجزای دیگر را در خود حل کند.

ذوب لعاب خام
در این نوع لعابها اجزای ترکیب با پایین ترین نقطه ذوب ابتدا ذوب شده و با ذرات موادی که نقطه ذوب بالاتری دارند و اکنش نشان می هند. سپس در محل تماس دانه های مواد اولیه مختلف (مرز دانه ها) واکنشهای یوتکتیک انجام می گیرد که از زمان شیشه ای شدن تا ذ وب می تواند ادامه داشته باشند. با افزایش دما این مذابها ذرات ذوب نشده پیرامون خود را به تدریج ذوب می کنند تا اینکه تنها ذراتی باقی می مانند که در دمای بالاتری ذوب می شوند (ذوب آنها مشکل است) . بدین دلیل است که ذوب کامل با فرآیند آهسته انجام می گیرد. فرآیند ذوب وابستگی شدید به ویسکوزیته و ترکیب شیمیایی مذاب دارد . علاوه بر این به سرعت نفوذ مواد حل شده محلول و کش سطحی مرز ذرات که بایددر مذاب جاری حال شوند نیز بستگی دارد.

طبقه بندی لعابها
امروزه لعاب را به لعاب استون ور، ارتن ور و پرسلان چینی تقسیم نمی کنند. زیرا این تقسیم بندی دیگر مناسب نیست و لعاب ارتن ور را نمی توان به جای استون ور به کار برد. همین موضوع در مورد لعاب چینی به عنوان لعاب استون ور نیز صادق است.
لعابها بر اساس خواص زیر به سه دسته کلی زیر تقسیم می کنند:
ویژگیهای سطح خارجی .
شیوه تولید
ترکیب شیمیایی
طبقه بندی بر حسب ویژگیهای سطح ظاهری، بسیار از لعابا با توجه به شرایطی محیطی سطح آنها متفاوت است .

از این رو یکی از ویژگیهای زیر را دار هستند:

لعاب شفاف
لعاب کدر
لعاب بلوری
لعاب مات

بسیاری از لعابها بر اساس روش تولید به شرح زیر تقسیم می شوند:

لعاب خام
لعاب فریت
لعاب فرار

بسیاری از لعابها بر مبنای ترکیب شیمیایی به شرح زیر تقسیم بندی می کنند:

لعاب سربی
لعاب قلیایی
لعاب قلیایی بور

لعاب فرار لعاب فرار نمکی
این لعاب در قرن 15 میلادی در منطقه راین آلمان تهیه شده و آن را در قرن هیجدهم در انگلستان به کار برده اند. قطعه را در کوره تا 1200 درجه سانتیگراد حرارت داده نمک به آن می پاشند. در این دما خاک رس که آمادگی ترکیب با مواد دیگر مانند نمک طعام را در کوره داردنمک به شکل بخار در آمده و باسطح بدنه واکنش انجام داده و تولیدترکیب شیشه آلومینوسیلیکات کرده که بعد از سردن شدن لایه نازک لعاب را روی سطح بدنه تشکیل می دهد. رنگ لعاب نمک بستگی به بدنه سرامیکی و اتمسفر کوره و اکسیدهای رنگی آن دارد و این لعاب را می توان برای سرامیکهای زمخت و بدنه های رسی مانند لوله های فاضلاب ، تنبوشه و استون ور مصرف کرد.

آزمایشهای لازم برای تعیین کیفیت

تورم و ترک
عیب تورم بدنه بعد از مدتی که محصول در انبار بود و یا درحین مصرف ظاهر شده و ترکهایی در لعاب به وجود می آورد. قطعات سرامیکی لعاب شده دارای تخلخل هستند به عبارت دیگر در آنها سوراخهایی ته سوزنی یا محلهای بدون لعاب وجود دارد که رطوبت محیط را به خود جذب کرده و شروع به تورم می کنند. تورم بدنه با جذب رطوبت ازمحیط شروع شده و ترکهای ایجادمی کند. تورم بدنه بستگی به دمای پخت دارد .

ضریب انبساط حرارتی
برای تعیین انبساط حرارتی لعاب و بدنه از دستگاه دیلاتومتری استفاده می شود (شکل 6-1) همان گونه که در شکل 6-2 الف منحنی های دیلاتومتری بدنه و لعاب دیده می شود باید لعاب تحت مقدرا کمتری تنش فشاری بر روی بدنه قرار گیرد تاترک به وجودنیاورد . در شکل 6-2 –ب با افزایش مواد اولیه به بدنه می توان انبساط حرارتی آن را آن قدر زیادکرد تا لعاب بر روی بدنه تحت تنش فشاری کافی باشد. قطعه را در دستگاه دیلاتومتر قرار داده و تا محدوده دمای طبیعی tg حرارت داده می شود. از آنجا که این دستگاه تغییر طول نمونه رانسبت به دما ثبت می کند.

شوک حرارتی
برای انجام این آزمایش احتیاج به یک ظرف آب با دمای ثابت 20 درجه سانتیگراد و یک کوره یا یک دستگاه خشک کن آزمایشگاهی می باشد. قطعه لعاب داده شده و پخت نهایی شده را به دمای معینی مانند 100 درجه سانتیگرداد رسانیده و سپس ان را در آب 20 درجه سانتیگراد فرو برده و این عمل به طور مرتب با افزودن دمای کوره افزایش هر دفعه ده درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد ادامه داده می شود. اگر نمونه تا 200 درجه سانتیگراد بدون ترک تحمل کند لعاب و بدنه به طور دائمی در برابر تغییر دما مقاوم می باشند.

گستره ذوب
گستره ذوب اختلاف دما ما بین نقطه شروع ذوب و ذوب کامل می باشد. به عبارت دیگر لعاب با گستره ذوب زیاد باید بتواند درمحدوده دمای بیشتری پخت شود. در صنعت گستره حرارتی اهمیت دارد. به طوری که لعاب بایدبتواند در دمای 1000 درجه سانتیگراد ذوب شودبدون اینکه در دمای 1140 درجه سانتیگراد متورم شده و شره کند. در عمل در کوره ها اکثرا اختلاف دما وجود دارد. هر چه مذاب لعاب غلیظ تر باشد به همان مقدار مدت طولانی تر می تواننددر مجاورت حرارت قرار گیرند. بنابراین ویسکوزیته تابعی از گستره ذوب و بر عکس می باشد.

ویسکوزیته لعاب
کپلر ویسکوزیته لعاب را به وسیله فرو بردن گلوله پلاتینی درمذاب و سرعت فرو رفتن آن محاسبه کرد. روش دیگر برای تعیین ویسکوزیته لعاب است که یک مقدار معینی لعاب را به شکل قرص ودر بالای شیار ویسکومتر شیاری شکل 6-3 قرار داده و صفحه پرسلانی را به زاویه 45 درجه در کوره قرار داده و به دمای پخت دلخواه رسانیده می شود. هر چه لعاب بیشتر جاری شود به همان نسبت رقیق تر است. بنابراین بعد از اندازه گیری طول لعاب جاری شده ویسکوزیته را می توان تعیین کرد.

میکروسکوپ حرارتی
با این دستگاه می توان تمام حالتها و فازهای مختلف از حالت جامد تا ذوب کامل رامشاهده وحتی عکس گرفت شکل 6-4 . میکروسکوپ حرارتی از یک کوره الکتریکی تشکیل شده است که قادر است نمونه را تا دمای 1600 درجه سانتیگراد حرارت داده و آن را ذوب کند. در دهانه کوره یک منبع نورانی قرار دارد به طوری که به نمونه نور می تاباند و تصویر مات بزرگ شده ای از نمونه در طرف دیگر کوره در هنگام حرارت دادن مشاهده می شود.

در تصویری که در شکل 6-5 با میکروسکوپ حرارتی گرفته شده است می توان هرکدام از فازهای مذاب و خواص مختلف لعاب را مانند محدوده دمای زینترینگ دمای شروع ذوب تورم و کشش سطحی را مشاهده کرد.

سختی
برای تعیین سختی لعاب از روش موهس استفاده می شود. برای این کار سطح لعاب را خراش داده و به طور تجربی با جدول موهس مقایسه می شود . درجه بندی سختی به روش موهس در بند 3-5-5-1 ارائه شده است.
روش دیگر اندازه گیری سختی این است که در ظرفی که دارای 30 کیلوگرم کوارتز یا کوراندوم یا کربید سیلیسیم باشدو در زیر آن سوراخی وجود دارد برداشته می شود. حال سطح قطعه لعابکاری شده به قطر 10 سانتیمتر را در زیر ظرف به فاصله یک متری قرار داده و مواد را از طریق سوراخ موجود در ظرف بر روی نمونه به مدت 15 دقیقه جاری می کنند.

سپس مقدار افت وزنی نمونه را که بر اثر سایش ایجاد شده اندازه گیری کرده مقایسه و سختی را محاسبه می کنند.
روش دیگر اندازه گیری سختی به نام ویکرز یا راکوئل است که بر سطح لعاب الماس دستگاه سختی سنج ویکرز یا راکوئل را با وارد کردن نیروی یک وزنه مشخص فرو می برند. مقدار فرورفتگی الماس اندازه گرفته می شود و باجدولهای خاص آن مقایسه و مقدار سختی اندازه گرفته می شود .

پایداری در مقابل اسیدها و بازها
برای تعیین پایداری قطعات یالعاب درمقابل اسیدها و بازها طبق استاندارها ی متداول آزمایش انجام می شود بدین منظور نمونه را در پارافین گرم شده فرو برده (البته به ج سطح لعابکاری شده ) سپس این نموه را در ظرف اسید کلریدریک 3 درصد یا برای آزمایش پایداری درمقابل بازها در محلول سه درصد پتاس برای مدت هفت روز فرو می برند . اگر در سطح لعاب علایمی ازخوردگی و یا رنگ پریدگی مشاهده شود. می توان طبق استانداردهای موجود مقایسه و درجه بندی کرد و پایداری آن را در مقابل اسیدها و بازها تعیین کرد. به همین ترتیب می توان لعاب را در مقابل محلولهای شیمیایی دیگر آزمایش کرد.

پایداری لعاب در برابر الکل
بعضی ازقطعات سرامیکی باید در برابر الکل پایدار باشند. برای اندزه گیری و تعیین نفوذ الکل در بدنه نمونه کاملا لعابکاری شده در محلول الکل و رنگ شده فرو برده و به مدت بیست و چهار ساعت تحت فشار یک اتمسفر قرار داده می شود. پس از گذشت این مدت نمونه را از محلول خارج ومی شکنند . اگر الکل در بدنه نفوذ کرده باشد به آسانی قابل مشاهد واندازه گیری است .

پایداری در مقابل عوامل محیطی
یکی دیگر از آزمایشهای مهم تعیین پایداری لعاب در مقابل تغییرات جوی محیط مانند آب باران گازها و غبار می باشد. زمانی که گازهای موجود در محیط خشک شده مانند گازهای so2 و تمیز اثر زیادی بر روی لعاب نمیگذارد. ولی به محض وجود رطوبت یا آب واکنشهای خوردگی به شدت شروع و تحت تاثیر اسید یا بازهایی مانند H2SO3, H2SO4,H2CO3 انجام می شود.

سراموگرافی
به وسیله میکروسکوپ می توان از طریق بررسی سطح مقطع لعاب و بدنه نواقص و علت پیدایش آنها را تشخیص داد. جالب توجه است که به کمک این دستگاه می توان سوراخهای ته سوزنی رانیز مشاهده کرد. با استفاده از این دستگاه می توان کیفیت اتصال لعاب و بدنه و نیز ضخامت لایه لعاب را مشاهده کرد.

ماتی و عمق ناصافی
بسیاری از لعابهای مات به دلیل شکل و عمق ناصافی ظریف سطح آنها به اندازه کافی صاف نیستند. گرچه این ناصافی چندان به چشم نمی آیدو قابل لمس نیست. ولی اگر با یک مداد یا جسم فلزی باسختی معین بر روی آن خط کشیده شود. خط تیره ای تشکیل می شود ک اگر نتوان آن را تمیز کرد نشانه ماتی وناصافی سطح لعاب است. البته سطح ناصاف یا صاف نیز به وسیله میکروسکوپ و حتی میکروسکوپ الکترونی قابل آزمایش است.

پایان