مواد اولیه لعاب میناكاری را برای هنرمندان و دوست داران مینا كاری در این مطلب آورده ایم . مینا كاری یكی از صنایع دستی زیبای اصفهان است كه كاری ظریف و بسیار جذاب است . همانطور كه در مطلب همه چیز درباره میناكاری شما را با تاریخچه ، ابزار، مراحل ساخت ، ارزیابی كیفیت مینا كاری صحبت كردیم ، حال با مواد اولیه لعاب میناكاری آشنا می شویم .اكسیدهای ضروری مختلف می‌توانند به وسیله مواد اولیه مختلفی مانند كائولن، سیلیس، كربنات‌ها، سیلیكات‌ها، آلومینات‌ها، كانی‌های تغلیظ شده اكسیدهای خالص و سایر تركیبات شیمیایی در تركیبات لعاب آورده شوند. از آنجا كه در دمای بالا این مواد در اكثر حالت‌ها به صورت كانی‌های بلوری هستند، قبل از ذوب شدن در شبكه بلور خودشان تخریب می‌شوند یا بعدا توسط مذاب حل می‌شوند.
اكثر مواد اولیه لعاب در آب غیر محلول بوده یا به سختی در آب محلول هستند؛ زیرا دوغاب، اكثرا با آب ساخته می‌شود و اجزای محلول در آب در هنگام خشك شدن به سبب توزیع غیریكنواخت در سطح نمونه لعاب می‌نشینند. اگر مواد اولیه محلول در آب مورد استفاده قرار گیرد معمولا از قبل با كوارتز، كائولن- فلدسپات آهك و امثالهم ذوب شده به صورت فریت در می‌آید به طوری كه شیشه‌ای به وجود می‌آید كه یا غیر محلول در آب است و یا به سختی در آب حل می‌شود و بعدا آسیاب شده و به صورت مواد اولیه لعاب در اختیار گذاشته می‌شود. امروزه یكی از محسنات این است كه از فریت‌های تجاری به عنوان مواد اولیه لعاب استفاده می‌شود زیرا آنها انواع تركیبات دلخواه را با خواص مشخص، دقیق و كیفیت ثابت و تضمین شده دارا بوده و در طول سالیان متمادی می‌توان آنها را تهیه كرد.
از كلریدها به عنوان مواد اولیه لعاب معمولی و لعاب فرار (لعاب نمك) به خاطر محلول بودن در آب و رطوبت آن در هنگام حرارت دیدن استفاده می‌شود. در فریت با لعاب خام از چنین موادی استفاده نمی‌شود زیرا شدیدا رطوبت را جذب می‌كنند. یك سری از مواد اولیه لعاب خیلی سمی هستند و یا بایستی به آنها به عنوان موادی كه به سلامتی ضرر می‌زنند نگاه كرد این مواد عبارتند از:
– تمام تركیبات كادمیم‌دار
– تمام تركیبات آنتیموان‌دار
– تمام تركیبات سرب‌دار
– تمام تركیبات باریم‌دار (به استثنای سولفات باریم)
گوارتز (SiO2) به شكل كوارتز یا سیلیكات موقعی كه به صورت گرد و غبار وارد ریه شود.
مواد اولیه مورد استفاده در تركیبات هر سری لعاب، نخست باید بررسی شود؛ زیرا هر ماده اولیه تاثیر ویژه‌ای در ویژگی و كیفیت لعاب دارد.
از آنجا كه لعاب، مذابی شیشه‌ای است از تركیبات اكسیدهای مختلف در دماهای مورد نیاز به وجود می‌آید. معمولا ماده اصلی كوارتز است كه برای پایین آوردن نقطه ذوب، مواد گدازآور flux به آن اضافه می‌شود.
همچنین برای به وجود آمدن ویسكوزیته مناسب اكسید آلومینیوم به آن اضافه می‌شود. از اكسیدهای رنگی نیز برای ایجاد رنگ دلخواه استفاده می‌شود. به طوری كه مذابی رنگی با ویسكوزیته بالا به دست می‌آید. لعاب بهتر است كمترین نقطه ذوب را داشته باشد. در هنگام حرارت دادن یك ماده تك فازی با افزایش یكنواخت ماده شروع به ذوب شدن می‌كند و با اینكه فرایند گرمادهی ادامه می‌یابد دما ثابت باقی می‌ماند. در این حالت، گرمای مصرفی «گرمای ذوب» نامیده می‌شود. حال اگر مذاب به آهستگی سرد شود مشاهده می‌شود كه در منطقه بلوری شدن مقدار دما ثابت باقی می‌ماند كه آن را «دمای بلوری شدن» می‌نامند.
مهم‌ترین مواد خام تشكیل دهنده‌ی لعاب:
۱. اكسید سرب (pbo)
۲. اكسید سدیم و پتاسیم (Na2O,K2O)
٣. اكسید لیتیم (Li2O)
۴. اكسید كلسیم (CaO)
۵. اكسید استرانسیوم (Sro)
۶. اكسید باریم (BaO)
۷. اكسید آلومینیوم(Al2O3)
۸. اكسید قلع (SnO2)
۹. اكسید تیتان (TiO2)
۱۰. اكسید زیركن (ZrO2)
۱۱. اكسید روی (ZnO)
۱۲. اكسید منیزیم (MgO)
۱۳. اكسید سیلیس (SiO)
۱۴. اكسید بر (B2O3)
۱۵. اكسید فسفر (P2O3)
سیلیس
به عنوان یك ماده غیر پلاستیك و شبكه ساز در لعاب مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند ماده اصلی سازنده لعاب باشد. با وجودی كه نقطه ذوب آن ۱۷۱۰ درجه سانتیگراد است، بیشترین میل تركیبی با دگرگون‌سازهای شبكه دارد و در حرارت‌های پایین‌تر با ساختن یوتكنیك لعاب می‌دهد. معمولا میزان سیلیس در لعاب چند برابر سایر مواد دیگر است و می‌توان سایر مواد را در این فرآیند اصلاح كننده و تغییر دهنده به شمار آورد كه در تغییر دادن نقطه ذوب ایجاد شفافیت یا ماتی لعاب به كار گرفته می‌شود.
این تركیبات به نام فلدسپات‌ها در طبیعت به صورت ناخالص وجود دارد كه كارخانه‌های سازنده آنها را تخلیص می‌كنند و به بازار ارائه می‌دهند. سیلیس دارای ضریب انبساط حرارتی كم است. به همین دلیل وجود سیلیس در لعاب برای چسبیدن بهتر به بدنه مورد توجه است؛ زیرا سیلیس در لعاب ضریب انبساط حرارتی را كم می‌كند.
سیلیس در طبیعت به صورت‌های مختلف بلوری یا آمورف وجود دارد. فرمول عمومی شیمیایی آنSiO2) ) است ولی خواص فیزیكی متفاوت است. نسبت درصد تركیب سیلیس در لعاب‌ها متغیر است و معمولا مقدار آن در لعاب‌های ساده و سربی كمتر و در لعاب‌های سخت كه در دماهای بالاتر ذوب می‌شوند، بیشتر است.
خواص سیلیس
– باعث مشكل شدن ذوب لعاب می‌شود؛ یعنی دمای ذوب را بالا می‌برد.
– ویسكوزیته مذاب لعاب را افزایش می‌دهد. مذاب را غلیظ كرده و اختلاف دمای مذاب را گسترده می‌كند.
– ثبات شیمیایی را بهبود می‌بخشد.
– استحكام فشاری را زیاد می‌كند.
– بر روی رنگ اثر كمی می‌گذارد (به استثنای قرمز كروم- قرمز نیكل – زرد كروم).
– كدری لابی كه (B2O3) و (ZnO) زیاد دارد را زیاد می‌كند.
– می‌تواند لعاب مات قلیایی را براق كند.
– نوع سیلیس مورد مصرف در لعاب باید مشخص باشد. چنانچه مقدار سیلیس زیادتر از حد در لعاب باشد، مشكلاتی را ایجاد می‌كند كه عبارت است از:
• حرارت لازم برای ذوب شدن لعاب با اضافه شدن مقدار سیلیس افزایش می‌یابد و لعاب نمی‌تواند در حرارت پیش‌بینی شده ذوب شود.
• شفافیت لعاب كاهش می‌یابد.
• در لعاب‌های سربی اگر مقدار سیلیس زیاد باشد، سبب تشكیل تری سیلیكات سرب می‌شود كه در نتیجه لعاب كدر و سخت می‌شود.
• سیلیس در لعاب باعث می‌شود كه ترك نخورد. مقاومت در مقابل ترك خوردن، پوسته شدن و خش خوردن را از بین ببرد.
اكسید بُر
یكی از مهم‌ترین اكسیدهای اسیدی است كه حالت شیشه‌ای ایجاد می‌كند. جایگزین كردن مقداری از این ماده به جای سیلیس در لعاب موجب كاهش دمای منطقه ذوب لعاب می‌شود. كاربرد و مقدار B2O3 در فرآیند بهبود و كیفیت لعاب محدود است.
یون‌ها كه محلول در آب هستند، بایستی فریت شوند. یون‌های كلسیم برای لعاب خام خیلی مناسب هستند. كلماتیت در هنگام حرارت دادن اكثراً آب خود را از دست می‌دهد، به طوری كه لعاب اجزای سطح لعاب شده را در اطرافش كاهش می‌دهد.
خواص B2O3
– دمای ذوب را خیلی زیاد كاهش می‌دهد.
– به عنوان شبكه ساز جایگزین بخشی از (SiO2) می‌شود.
– ویسكوزیته مذاب را خیلی زیاد كاهش می‌دهد.
– كشش سطحی مذاب را كم می‌كند.
– صافی و براقی سطح لعاب را بیشتر می‌كند.
– مقدار كم آن سختی و خراش را زیاد می‌كند.
– فاصله اختلاف ذوب را گسترش می‌دهد.
– از بلوری شدن جلوگیری می‌كند.
– مقدار حلالیت سرب را در لعاب سربی افزایش می‌دهد.
– به وسیله مواد كدر كننده (SnO2 یا TiO2 یا Sb2O3) كدر سفید ایجاد می‌كند.
– ضریب انبساط حرارتی را كاهش می‌دهد.
– قدرت حل شدن مذاب را زیاد می‌كند.
– مقدار زیاد آن برای لعاب مات مناسب نیست.
– خاصیت آن به عنوان گدازآور است.
– شفافیت و جلای لعاب‌های سربی را افزایش می‌دهد.
– مقدار تشكیل بلور را در لعاب كم می‌كند.
اكسید سدیم Na2O
این اكسید به عنوان دگرگون‌ساز شبكه در لعاب عمل می‌كند. مواد قلیایی نقش مهمی در لعاب دارد و حل شدن سرب را در لعاب سربی زیاد می‌كند. البته نه به اندازه اكسید سدیم ((Na2O و (K2O). از لحاظ شیمیایی بسیار فعال بوده، باعث ذوب لعاب می‌شود. در لعاب‌های با ذوب كم و یا زیاد به میزان متفاوت استفاده می‌شود. لعاب‌هایی كه اكسید سدیم دارند، می‌توانند تحت تاثیر اكسیدهای رنگین، رنگ‌های جالبی را به وجود آورند.
اكسید پتاسیم
این اكسید مانند اكسید سدیم در لعاب عمل می‌كند و گدازآور بسیار فعالی است و در دماهای مختلف به كار می‌رود. كربنات پتاسیم در آب محلول است و به صورت فریت در لعاب مصرف می‌شود. لعاب‌هایی كه به نسبت ((Na2O آنها بیشتر از (K2O) است مقاومت كمتری در مقابل اسیدها و آب دارند.
خواص اكسید پتاسیم و سدیم K2O و Na2O
– درجه حرارت ذوب را شدیدا كاهش می‌دهد.
– ویسكوزیته مذاب را به طور ناگهانی كاهش می‌دهد.
– ضریب انبساط حرارتی لعاب منجمد شده را زیاد می‌كند.
– نیروی حل شدن مذاب را زیاد می‌كند.
– پایداری لعاب منجمد شده را در مقابل حمله شیمیایی كم می‌كند؛ به خصوص در مقابل اسیدها حساس است.
– سختی و مقاومت سایشی را كم می‌كند.
– فاصله اختلاف بین زینتر و مذاب را كم می‌كند.
– بر روی رنگ‌های قلیایی تاثیر می‌گذارد.
اكسید كلسیم CaO
اكسید كلسیم به عنوان دگرگون‌ساز شبكه در لعاب عمل می‌كند و فراوان‌ترین ماده قلیایی خاكی است. اكسید كلسیم در لعاب و فریت‌ها استفاده می‌شود و اكثرا به صورت كربنات كلسیم CaCaO3 مواد لعاب اضافه و مصرف می‌شود و در دمای ۹۰۰ درجه سانتیگراد گاز CO2 آزاد می‌كند.
خواص آهك زنده
– استحكام سطح لعاب و سختی خراش را افزایش می‌دهد.
– پایداری شیمیایی لعاب را افزایش می‌دهد.
– مقدار زیاد آن ماده كدر كننده خوبی است.
– كشش سطحی مذاب لعاب را افزایش می‌دهد.
– اكثر رنگ‌ها را كمی تغییر می‌دهد.
– ویسكوزیته مذاب در لعاب را در دماهای بالا كاهش می‌دهد.
اكسید منیزیم
این اكسید به عنوان گدازآور در حرارت بالا استفاده می‌شود و مقدار كم آن در لعاب باعث درخشندگی و براق شدن سطح آن می‌شود.
خواص MgO
– كشش سطحی مذاب لعاب را زیاد می‌كند.
– مقاومت سایشی و سختی سطح را زیاد می‌كند.
– پایداری شیمیایی را بهتر می‌كند.
– مقدار زیاد آن لعاب را مات می‌سازد.
– بعضی از رنگ‌ها را تغییر می‌دهد؛ مثال آبی كبالت را به رنگ بنفش در می‌آورد یا قهوه‌ای نیكل را به رنگ سبز در می‌آورد.
– مقدار كم آن در لعاب، براقی سطح را افزایش می‌دهد.
اكسید باریم
این اكسید مانند اكسید كلسیم در لعاب عمل می‌كند و در دمای بالا به صورت گدازآور عمل می‌كند. مقدار كم آن لعاب درخشان و براق ایجاد می‌كند و سطح لعاب را شفاف می‌كند.
خواص BaO
– ویسكوزیته مذاب را شدیدا كاهش می‌دهد.
– كشش سطحی مذاب را شدیدا بالا می‌برد.
– مقدار زیاد آن پایداری در برابر مواد شیمیایی را كاهش می‌دهد.
– به مقدار كم رنگ را تغییر می‌دهد.
– سختی سطح لعاب منجمد شده را زیاد می‌كند.
اكسید روی
این اكسید درجه حرارت ذوب را شدیدا كاهش می‌دهد و مقدار كم آن شفافیت لعاب را زیاد می‌كند.
خواص ZnO
– ویسكوزیته مذاب لعاب را شدیدا كاهش می‌دهد.
– كشش سطحی مذاب را بالا می‌برد.
– ضریب انبساط حرارتی لعاب منجمد شده را كم می‌كند.
– پایداری در برابر مواد شیمیایی لعاب منجمد شده را كاهش می‌دهد.
– مقدار زیاد آن لعاب مات ایجاد می‌كند.
– تغییر رنگ می‌دهد؛ برای مثال سبز كروم را به رنگ قهوه‌ای مایل به زیتونی تبدیل می‌كند.
اكسید سربPbO (لیتاژ)
این اكسید به عنوان دگرگون‌ساز شبكه در لعاب عمل می‌كند و دارای نقطه ذوب پایین ۸۸۰ درجه سانتیگراد است؛ همچنین در مخلوط سیلیكات‌ها گدازآور خوبی است و یكی از پر مصرف‌ترین اكسیدها در لعاب است. سرب و سیلیكات لعاب نسبتا خوبی را تشكیل می‌دهند. از خصوصیات لعاب سربی شفافیت و درخشندگی آن است كه مقدار آن را می‌توان با استفاده از اكسیدهای دیگر میزان كرد.
اكسید سرب تأثیر خوبی بر روی اكسیدهای رنگی می‌گذارد و لعاب نرم و روشن و بدون هرگونه كدری ایجاد می‌كنند.
منابع تامین كننده‌ی اكسید سرب pbO عبارت است از:
– اكسید سرب (خیلی سمی) (Pbo)
– سرنج (خیلی سمی) (Pb3O4)
– كربنات سرب (خیلی سمی) (۳Pb.2Co2.H2O)
– سروزیت (خیلی سمی) (PbSo4)
– سولفید سرب ( خیلی سمی) (PbS)
– استات سرب (خیلی سمی محلول در آب) Pb(CH3COO)4
– فریت سرب
– فریت سرب و بور
– فریت سرب و بور و قلیا
امروزه به خطر سمی بودن سرب اكثرا به صورت فریت سرب‌دار استفاده می‌شود؛ چون این امر باعث می‌شود كه در هنگام كار با این مواد اولیه تقریبا خطر سمی بودنش غیرممكن شود.
همچنین برای جلوگیری از مسمومیت از طریق دهان و تنفس و حتی پوست دست و صورت باید سرب را همراه با سیلیكات به صورت فریت درآورد و سپس مورد استفاده قرار داد. همچنین لعاب سربی باید تا دمای مشخصی حرارت ببیند؛ در غیر این صورت مسمومیت آن خطرناك خواهد بود.
خواص pho (لیتارژ)
– ویسكوزیته مذاب لعاب را كاهش می‌دهد.
– محدوده ویسكوزیته را برای كاربرد وسیع‌تر می‌كند.
– دمای ذوب را كاهش می‌دهد.
– كشش سطحی مذاب لعاب را كاهش می‌دهد.
– سختی سطح لعاب منجمد شده را كاهش می‌دهد.
– مقاومت مكانیكی و پایداری در برابر مواد شیمیایی را كاهش می‌دهد.
– قدرت حل شدن در مذاب را زیاد می‌كند.
– مذاب لعاب را صاف و بدون حباب می‌كند.
– لعاب رنگی را شفاف و براق می‌كند.
– پایداری لعاب منجمد شده را در برابر اسید كاهش می‌دهد.
تركیبات قلع SnO
اكسید قلع یكی از مواد كدر كننده‌ی مناسب است كه مقدار كم آن لعاب را كدر و غیرقابل نور می‌كند. اكسید قلع در اسید قوی خیلی كم محلول است ولی توسط مذاب تركیبات قلیایی حل می‌شود. از این جهت این اكسید در تمام لعاب‌ها به استثنای لعاب قلیایی یك ماده تیره كننده مطلوب است. این اكسید، ویكسوزیته مذاب و دمای مذاب را افزایش داده، سختی سطح لعاب و پایداری در برابر مواد شیمیایی در لعاب منجمد شده را افزایش می‌دهد.
خواص SnO2
– اكسید قلع بسیاری از رنگ‌ها را برای دماهای ذوب بالا باثبات می‌كند.
– بعضی از رنگ‌ها را تغییر می‌دهد.
– لعاب تیره قلع سرشار از (CaO) است و حتی مقدار كم آن با اكسید كروم واكنش نشان می‌دهد.
تركیبات زیركونیم ZrO2
اكسید زیركونیم كدر كننده سفید خوبی است و نقش كدر كنندگی را در لعاب بازی می‌كند. دارای نقطه ذوب زیاد ۲۶۱۰ درجه سانتیگراد است و مواد تامین كننده‌ی آن عبارتند از: سیلیكات زیركونیم، سیلیكات زیركونیم مصنوعی و فریت زیركونیم.