Стеклярный фарфор — это эмалевое покрытие, которое наносится на керамику, особенно на фарфор, после обжига, хотя это название может также относиться к готовому изделию в целом. Покрытие делает фарфор более жестким, плотным и блестящим, и его часто выбирают для таких предметов, как унитазы и раковины.
История
Развитие стекловидного фарфора тесно связано с другими стекловидными материалами, такими как стекло, из-за схожего процесса производства с точки зрения необходимых материалов, а также их подготовки и обжига. Поскольку эмаль по сути является стеклом, нанесенным на подложку или поверхность для ее покрытия, ее производство отличается от производства стекла всего несколькими шагами.
Самыми ранними известными предметами, покрытыми глазурью, являются глазурованные камни для ювелирных изделий, изготовленные в Египте еще в 4000 г. до н.э., в Месопотамии в 5500-4000 гг. до н.э., в Европе с 1400 г. до н.э. и в долине Инда с 4500-3500 гг. ДО Н.Э. Первый случай нанесения эмали на подложку произошел около 3500 лет назад в Микенах и на Кипре. Техника выемчатого фарфора, которая предполагает сначала нанесение порошка стеклянной эмали на подложку, а затем его обжиг, была предшественником техники нанесения стекловидного фарфора и использовалась кельтами с I века до нашей эры.
Использование
Стекловидный фарфор используется в различных предметах домашнего обихода и сантехнике, таких как раковины, унитазы, биде, писсуары и ванны. [нужен лучший источник] Предметы, в которых используется стекловидный фарфор, обычно лучше всего содержать в чистоте и гигиеничности, с помощью которых наносится покрытие. фарфоровая эмаль помогает. Те же самые изделия из фарфора также выигрывают от легкого удаления пятен из-за характера их использования.
Иногда стекловидный фарфор можно встретить на кухонных столешницах и сопутствующих приспособлениях. Низкая встречаемость обусловлена хрупкостью стекловидного фарфора при воздействии тупой силы со стороны посуды и других кухонных предметов. Вместо этого пластик и сталь являются примерами более распространенных материалов для кухонной арматуры.
Стекловидный фарфор также можно использовать в более эстетических целях. К изделиям, нанесенным для этой цели стекловидной фарфоровой эмалью, относятся тарелки и другая фарфоровая посуда в росписи фарфора, яйца Фаберже.
Состав
Стекловидный фарфор, как и другие эмали, представляет собой стеклодисперсный композит, то есть представляет собой стекло (50-70 мас.%) с разбросанными по нему несиликатными частицами, придающими ему различные свойства. В состав стекловидной эмалевой смеси входит глина, которая помогает скрепить все это вместе и придает необходимую гибкость для придания ей формы во время обжига, кварц, уменьшающий усадку, и полевой шпат, который увеличивает текучесть смеси при обжиге в ее стекловидную фазу; это обеспечивает низкую пористость конечного продукта.
После остеклования стекловидный фарфор содержит муллит — кристалл, образующийся в результате реакций, происходящих в глине. Не весь кварц и полевой шпат разжижаются во время обжига, поэтому некоторая их часть остается в виде «реликта» (в виде порошка перед обжигом) в конечном остеклованном изделии.
Физические свойства
Основная цель нанесения эмали из стекловидного фарфора на керамические изделия, такие как раковины, заключается в обеспечении их защиты, и ее можно использовать вторично в эстетических целях. Покрывая фарфоровую основу, стекловидный фарфор придает антикоррозионные свойства и помогает противостоять выветриванию и жаре. Его непористость также предотвращает попадание бактерий на поверхность керамического материала, и, таким образом, предотвращает их накопление. Его пористость позволяет ему поглощать менее 0,5% воды. Пористость стекловидного фарфора можно уменьшить, увеличив содержание в нем полевого шпата.
Стекловидный фарфор полупрозрачен, что, наряду с его защитными свойствами, позволяет ему сохранять такие артефакты, как ювелирные изделия, и потенциально сохранять их в том же состоянии в течение тысяч лет.
Вязкость, пока стекловидный фарфор находится в жидкой фазе во время обжига, зависит от составного соотношения стекла и других частиц — большее количество частиц приводит к более высокой вязкости. Плотность стекловидного фарфора после витрификации колеблется от 1,83 до 2,48 грамма на кубический сантиметр. Его коэффициент Пуассона равен 0,5. Его прочность на изгиб составляет 400-800 кгс/см2.
Производство
В большинстве случаев стекловидный фарфор состоит из смеси глины, полевого шпата, кремня и кварцевого песка. Эту смесь обычно обжигают один раз при температуре 1200–1300 °C для большинства применений и дважды обжиг для использования в посуде: первый обжиг при 900–950 °C и второй обжиг при 1200–1250 °C. Посуду дважды обжигают, чтобы уменьшить ее пористость. Чтобы смесь была более работоспособной, обычно добавляют воду. Выбранная температура обжига важна, поскольку стекловидные и керамические изделия становятся менее прочными и более пористыми при недостаточном или чрезмерном обжиге.
Ползучесть — это нежелательная деформация, которую стекловидное тело претерпевает во время обжига, и на нее влияют реологические свойства вещества. Такие свойства зависят от частиц в смеси стекла стекловидного фарфора, которые могут различаться по типу, размеру (1-50 мкм), распределению или форме. Количество муллита в стекловидном фарфоре, которое определяется количеством глины в исходной смеси, является основным фактором, определяющим скорость ползучести во время обжига.