Seramik sır - Ceramic glaze

Kompozit gövdeli, boyalı ve sırlı şişe. İran, 16'ncı yüzyıl (Metropolitan Sanat Müzesi )
Damlayan pirinç samanının detayı kül sır (üstte), Japonya, 1852

Seramik sır geçirimsiz bir tabaka veya kaplamadır camsı ile kaynaşmış madde seramik ateş yoluyla vücut. Sır, bir öğeyi renklendirmek, dekore etmek veya su geçirmez hale getirmek için kullanılabilir.[1] Cam sıvaları çanak çömlek sıvıları tutmak için uygun kaplar gözeneklilik sırsız bisküvi çanak çömlek. Aynı zamanda daha sert bir yüzey sağlar. Sır ayrıca taş eşya ve porselen. İşlevselliklerine ek olarak, sırlar, parlak veya mat yüzey ve renk dereceleri dahil olmak üzere çeşitli yüzey kaplamaları oluşturabilir. Sırlar ayrıca modifiye edilmemiş veya yazıtlanmamış, oyulmuş veya boyanmış altta yatan tasarımı veya dokuyu geliştirebilir.

Çoğu çanak çömlek son yüzyıllarda üretilen sırsız parçalar dışında sırlanmıştır. bisküvi porselen, pişmiş toprak veya diğer bazı türler. Fayans neredeyse her zaman yüzey yüzünde sırlıdır ve modern mimari pişmiş toprak çok sık sırlı. Sırlı tuğla da yaygındır. Evsel sıhhi tesisat, endüstride kullanılan birçok seramik gibi, her zaman sırlıdır, örneğin seramik izolatörler havai elektrik hatları.

Geleneksel sırların en önemli grupları, her biri kendi ana sırlarının seramik eritme ajan, şunlardır:

Modern malzeme teknolojisi bu geleneksel kategorilere girmeyen yeni camsı sırlar icat etti.

Kompozisyon

Sırların aşağıdakileri içermesi gerekir: seramik eriyik kil gövdelerinde ve diğer sır malzemelerinde kısmi sıvılaşmayı teşvik ederek işlev görür. Fluxlar, cam oluşturucuların yüksek erime noktasını düşürür silika, ve bazen bor trioksit. Bu cam oluşturucular, sır malzemelerine dahil edilebilir veya altındaki kilden çekilebilir.

Seramik sırların hammaddeleri genellikle ana cam oluşturucu olacak silis içerir. Gibi çeşitli metal oksitler sodyum, potasyum, ve kalsiyum, gibi davran akı ve bu nedenle erime sıcaklığını düşürür. Alümina, genellikle türetilmiştir kil, erimiş sırın parçadan akmasını önlemek için sertleştirir.[3] Renklendiriciler, örneğin Demir oksit, bakır karbonat veya kobalt karbonat,[3] ve bazen gibi opaklaştırıcılar Kalay oksit veya zirkonyum oksit, pişirilmiş sırın görsel görünümünü değiştirmek için kullanılır.

İşlem

İznik çinileri içinde Enderûn Kütüphanesi, Topkapı Sarayı, İstanbul

Sır, kuru bir karışımın kil gövdesinin yüzeyine kuru tozlanmasıyla veya vücuttaki alüminyum ve silika oksitlerle etkileşime giren sodyum buharı bakımından zengin bir atmosfer oluşturmak için fırına yüksek sıcaklıklarda tuz veya soda ekleyerek uygulanabilir. form ve biriktirme camı olarak bilinen şeyi üreten tuz sırlı çömlek. En yaygın olarak, çeşitli toz halindeki sulu süspansiyondaki sırlar mineraller ve metal oksitler parçalar doğrudan sır içine daldırılarak uygulanır. Diğer teknikler arasında sırın parçanın üzerine dökülmesi, parçanın üzerine bir pistole veya benzer bir araç veya doğrudan bir fırça veya başka bir araçla uygulama.

Sırlı eşyanın yüzeye yapışmasını önlemek için fırın ateşleme sırasında, eşyanın küçük bir kısmı sırsız bırakılır veya küçük refrakter desteklerle desteklenir. fırın mahmuzları ve ayaklıklar ateşlemeden sonra çıkarılır ve atılır. Bu mahmuzların bıraktığı küçük izler bazen bitmiş ürün üzerinde görülebilir.

Renk ve dekorasyon

Sır altı bezeme sırtan önce, genellikle pişirilmemiş çanak çömleklere ("çiğ" veya "yeşil eşya"), bazen de "bisküvi "- ateşlendi (bazı eşyaların camlamadan ve yeniden pişirilmeden önce ateşlenmesi).[4][5][6] Dekorasyonun üzerine genellikle şeffaf olan ıslak bir sır uygulanır. Pigment sır ile birleşir ve şeffaf bir sır tabakasının altında görünmektedir; genellikle yanan gövde malzemesi beyazımsı bir renge dönüşür. En iyi bilinen sır altı dekorasyon türü, Mavi ve beyaz porselen ilk olarak Çin'de üretildi ve daha sonra diğer ülkelerde kopyalandı. Çarpıcı mavi renk kullanır kobalt kobalt oksit veya kobalt karbonat olarak.[7] Ancak taklit türlerin çoğu, örneğin Delftware, kahverengimsi çanak çömlek beyaz kalay sırlı ve sır üstü veya sır üstü bezemeli gövdeler. İngiliz icadı ile krema ve diğer beyaz gövdeli çanak çömleklerde, sır altı bezeme porselen kadar çanak çömleklerde de yaygın olarak kullanılmıştır.

Sancai renkli kurşun sırlar Tang hanedanı mezar koruyucusu.
Çince seladon türbe; renkli sır, figür sırsız bırakılmıştır. Ming hanedanı, 1300-1400

Sır üstü dekorasyon pişirilmiş bir sır tabakasının üstüne uygulanır ve genellikle sır ile kaynaştırmak için nispeten düşük bir sıcaklıkta ikinci bir fırınlama gerektiren "emaye", esasen cam olan renkler kullanır. Yalnızca nispeten düşük bir sıcaklıkta pişirildiği için, tarihi dönemlerde daha geniş bir pigment yelpazesi kullanılabilir. Sır üstü renkler, seramiğe daha dekoratif, camsı bir görünüm veren düşük sıcaklıklı sırlardır. Önce bir parça ateşlenir, bu ilk ateşleme Glost ateşlemesonra sır üstü bezeme uygulanır ve tekrar fırınlanır. Parça pişirilip fırından çıktığında, sır nedeniyle dokusu daha pürüzsüz hale gelir.

Diğer yöntemler öncelikle saçmak, boyaların pişirilmeden önce sır üzerine uygulandığı ve daha sonra pişirme sırasında sır tabakası ile birleştiği yer. Bu şununla iyi çalışıyor: kalay kaplı çanak çömlek, örneğin Maiolica, ancak renk yelpazesi, sır altı gibi bir glost ateşlemesine dayanabilecek olanlarla sınırlıydı. Çömlekçiliğe uygulanmadan önce pigmentlerin sıvı sır içine karıştırıldığı renkli sırlar, çoğu zaman olduğu gibi çoğunlukla bütün bir parçaya tek bir renk vermek için kullanılır. seladonlar, ancak Çince'de olduğu gibi zıt renklerde tasarımlar oluşturmak için de kullanılabilir Sancai ("üç renkli") eşyalar veya hatta boyalı sahneler.

Birçok tarihi tarz, örneğin Japonca Imari eşya, Çin Doucai ve Wucai, farklı dekorasyon türlerini birleştirin. Bu gibi durumlarda, gövde için ilk pişirmeyi, herhangi bir sır altı dekorasyonu ve perdahı, tipik olarak, sır üstü emayeler uygulandıktan sonra ikinci bir fırınlama izlemektedir.

Tarih

Tarihsel olarak, uygun malzemelerin keşfedilmesi gerektiğinden ve ayrıca gerekli sıcaklıklara güvenilir bir şekilde ulaşabilen ateşleme teknolojisine ihtiyaç duyulduğundan, seramik camları oldukça yavaş gelişti. Sırlar ilk olarak MÖ 4. binyılda taş malzemeler üzerinde ortaya çıktı ve Eski Mısır çini (fritware kil esaslı olmaktan ziyade) kendiliğinden camlıydı, çünkü malzeme doğal olarak ateşleme sırasında sır benzeri bir kabuk oluşturdu. Gerçek çanak çömlek üzerine camlama, Orta Doğu ve Mısır'da MÖ 1500 civarında camın icadını takip etti. kül sır ve Çin'de toprak kullanarak feldispat. MÖ 100 civarında kurşun camlar, Eski dünya.[8]

Sırlı tuğla, Elam Tapınak Chogha Zanbil MÖ 13. yüzyıla tarihlenmektedir. Demir Pagoda, 1049 yılında inşa edilmiştir Kaifeng, Çin sırlı tuğlalar, daha sonra iyi bilinen bir örnektir.[9]

Kurşun sırlı toprak kaplar muhtemelen Savaşan Devletler Dönemi'nde (MÖ 475 - 221) Çin'de yapıldı ve üretimi Han Hanedanlığı döneminde arttı. Shang Hanedanlığı'ndan (MÖ 1600-1046) bu yana, yüksek sıcaklık proto-seladon sırlı taş ürünleri sırlı toprak kaplardan daha önce yapılmıştır.[10]

Esnasında Kofun dönemi Japonya Sue Ware yeşilimsi doğal ile dekore edilmiştir kül sırları. 552'den 794'e kadar farklı renklerde sırlar tanıtıldı. Üç renkli sırlar Tang Hanedanı sık sık bir süre kullanıldı, ancak aşamalı olarak kullanımdan kaldırıldı; sırların kesin renkleri ve bileşimleri geri kazanılmamıştır. Bununla birlikte, doğal dişbudak sırları ülke genelinde yaygın olarak kullanılmıştır.

13. yüzyılda çiçek desenleri kırmızı, mavi, yeşil, sarı ve siyah sırlarla boyanmıştır. Sırüstü sırlar, verdikleri özel görünüm nedeniyle çok popüler hale geldi. seramik.

Sekizinci yüzyıldan itibaren sırlı seramiklerin kullanımı İslam sanatı ve İslami seramik, genellikle ayrıntılı şeklinde çanak çömlek.[kaynak belirtilmeli ] Kalay opak cam İslami çömlekçiler tarafından geliştirilen en eski yeni teknolojilerden biriydi. İlk İslami opak sırlar, mavi boyalı eşya olarak Basra, yaklaşık 8. yüzyıla tarihleniyor. Bir diğer önemli katkı, taş eşya, 9. yüzyıl Irak'ından.[11][tam alıntı gerekli ] İslam dünyasındaki diğer yenilikçi seramik çömlek merkezleri dahil Fustat (975'ten 1075'e), Şam (1100'den 1600'e kadar) ve Tebriz (1470'den 1550'ye kadar).[kaynak belirtilmeli ]

Çevresel Etki

2012 itibariyle, Amerika Birleşik Devletleri'nde 650'den fazla seramik üretim tesisi rapor edilmiş olup, muhtemelen gelişmiş ve gelişmekte olan dünyada çok daha fazlası vardır.[1] Yer karosu, duvar karosu, sıhhi tesisat, banyo aksesuarları, mutfak gereçleri ve sofra takımları tüketiciler için mevcut olan potansiyel seramik içeren ürünlerdir.[12] Ağır metaller, sırlarda belirli bir renk veya doku oluşturmak için kullanılan yoğun metallerdir.[5] Sır bileşenleri daha olasıdır süzülmüş Geri dönüştürülmemiş seramik ürünler ılık veya asidik suya maruz bırakıldığında ortama karışır.[13] Seramik ürünler yanlış sırlandığında veya hasar gördüğünde ağır metallerin sızması meydana gelir.[13] Kurşun ve krom, toksiklikleri ve biyolojik olarak birikme kabiliyetleri nedeniyle devlet kurumları tarafından yoğun bir şekilde izlenen seramik sırlarında yaygın olarak kullanılan iki ağır metaldir.[13][14]

Metal oksit kimyası

Seramik sırlarında kullanılan metaller tipik olarak metal oksitler şeklindedir.

Kurşun (II) oksit

Seramik üreticileri öncelikle kullanır kurşun (II) oksit (PbO) düşük erime aralığı, geniş ateşleme aralığı, düşük yüzey gerilimi, yüksek kırılma indeksi ve devitrifikasyon.[15] Ticari sırların imalatında kullanılan kurşun, 1: 1 oranında moleküler olarak silikaya bağlanır veya frit stabilizasyonu sağlamak ve sızıntı riskini azaltmak için form. [16]

Kirli ortamlarda, nitrojen dioksit su ile reaksiyona girer (H
2Ö) üretmek için azotlu asit (HNO
2) ve Nitrik asit (HNO
3).[14]

H
2Ö + 2HAYIR
2 → HNO
2 + HNO
3

Çözünür Kurşun (II) nitrat (Pb (HAYIR
3)
2) kurşunlu sırların kurşun (II) oksitine (PbO) maruz kaldığında oluşur Nitrik asit (HNO
3)

PbO + 2HNO
3 → Pb (HAYIR
3)
2 + H
2Ö

Kurşuna maruz kalma, toplu olarak şu şekilde anılan çeşitli sağlık sorunlarıyla güçlü bir şekilde bağlantılı olduğundan kurşun zehirlenmesi, kurşunlu camın (esas olarak atılmış CRT ekranlar şeklinde) ve kurşun camlı seramiklerin imhası, zehirli atık düzenlemeler.

Baryum karbonat ve Stronsiyum karbonat

Baryum karbonat (BaCO3) baryum mavisi olarak bilinen benzersiz bir sır rengi oluşturmak için kullanılır. Ancak gıdayla temas eden yüzeylerde sırlar için baryum karbonat kullanmanın etik doğası söz konusu olmuştur. Yutulduğunda baryum zehirlenmesi kasılmalara, felce, sindirim rahatsızlığına ve ölüme neden olabilir.[17] Aynı zamanda asitte biraz çözünür,[18] ve suyu ve toprağı uzun süre kirletebilir. Bu endişeler, ikame etme girişimlerine yol açmıştır. Stronsiyum karbonat (SrCO3) baryum karbonat gerektiren sırlarda.[19] Baryum karbonatın aksine, Stronsiyum karbonat bir güvenlik tehlikesi olarak görülmez. NIH.[20][18] Stronsiyum ikamesi deneyleri, parlak tip sırlarda başarılı olma eğilimindeyken, mat türü sırlarda sadece baryum kullanılarak elde edilebilen bazı efektler ve renkler üretilmektedir. [19]

Süzme olasılığını azaltmak için baryum karbonat, cam hamuru formunda kullanılır ve 1: 1 oranında silikaya bağlanır. Ayrıca baryum sırlarının gıdayla temas eden yüzeylerde veya dış mekan öğelerinde kullanılmaması önerilir. [21]

Krom (III) oksit

Krom (III) oksit (Cr
2Ö
3) seramik sırlarında renklendirici olarak kullanılır. Krom (III) oksit ile reaksiyona girebilir kalsiyum oksit (CaO) ve atmosferik oksijen üretmek için bir fırının ulaştığı sıcaklıklarda kalsiyum kromat (CaCrO
4). Oksidasyon reaksiyonu kromu +3 değerinden değiştirir paslanma durumu +6 oksidasyon durumuna.[22] Krom (VI) çok çözünür ve diğer tüm kararlı krom formları arasında en hareketli olanıdır.[23]

Cr
2Ö
3 + 2CaO +3⁄2Ö
2 → CaCrO
4[22]

Krom, endüstriyel deşarj yoluyla su sistemlerine girebilir. Krom (VI) doğrudan çevreye girebilir veya toprakta bulunan oksidanlar krom (III) ile reaksiyona girerek krom (VI) üretebilir. Bitkiler, krom (VI) mevcudiyetinde yetiştirildiklerinde azalmış miktarda klorofil içerirler.[23]

Uranyum (IV) oksit (UÖ2)

Uranya bazlı seramik sırlar, indirgeme veya UO'da pişirildiğinde koyu yeşil veya siyahtır2 kullanıldı; daha yaygın olarak parlak sarı, turuncu ve kırmızı sırlar üretmek için oksidasyonda kullanılır[24] Uranyum sırları 1920'lerde ve 1930'larda uranyum kiremit, izle, saat ve uçak kadranları.[25]

Uranyum dioksit şu şekilde üretilir: azaltma uranyum trioksit ile hidrojen.

UO3 + H2 → UO2 + H2O 700 ° C'de (973 K)

Önleme

Üretim süreçleri sırasında krom oksidasyonu, kalsiyuma bağlanan bileşiklerin eklenmesiyle azaltılabilir.[22] Kurşunlu sırlar ürünlere parlak bir parlaklık ve pürüzsüz bir yüzey sağladığından, seramik endüstrisi kurşun alternatifleri kullanmak konusunda isteksizdir. Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı, kurşuna alternatif baryum olan çift sır ile deneyler yaptı, ancak kurşunlu sırlarla aynı optik etkiyi elde etme konusunda başarısız oldular.

Fotoğraf Galerisi

  • Seramik sırlar

  • Çanak çömlek, Nara dönemi

  • Meissen porselen, porselen üzerine mavi sıraltı bezemeli

  • Porselen üzerine mavi sır altı bezemeli kupa.

  • 1870 dolaylarında renkli kurşun sırlar majolika

  • Farklı sırların plakalarını test edin

  • Metalik oksit renklerle süslenmiş kalay kaplı mayolika, Mintons, yaklaşık 1870.

  • 20. yüzyıl sırlama tekniği

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b Division, Şirket İstatistikleri. "ABD İşletme İstatistikleri Ana Sayfası". www.census.gov. Arşivlenen orijinal 26 Kasım 2015. Alındı 27 Kasım 2015.
  2. ^ CD Fortnum, 1875, Maiolica, Bölüm II Emaye veya Kalaylı Sırlı Mallar Üzerine "Cam ve kurşun oksit bileşimine kalay oksitin belirli bir kısmının eklenmesiyle sırın karakterinin tamamen değiştiği bulundu. yarı saydam olduğu için, füzyonda opak ve güzel beyaz bir mineye dönüşüyor ... "
  3. ^ a b Madan, Gaurav (2005). S.Chands Başarı Kılavuzu (Soru-Cevap) İnorganik Kimya. S. Chand Yayıncılık. ISBN  9788121918572.
  4. ^ "Bisküvi Pişirilmiş Seramik Eşyaların Temizlenmesi" Hulse D.K, Barnett W.C. İngiltere Pat.Appl.GB2287643A
  5. ^ a b Denio, Allen A. (1 Nisan 1980). "Çömlekçiler için kimya". Kimya Eğitimi Dergisi. 57 (4): 272. doi:10.1021 / ed057p272.
  6. ^ "Porselenin Hızlı Bisküvi ve Glost Pişirimi İçin Silindir Fırınlar" Rodriguez Mamolar M.J., De La Fuente Revuelta J. Ceram. Inf. (İspanya) 20, No. 202. 1994. Sf. 25–27
  7. ^ 'Seramik Sır Teknolojisi.' J.R. Taylor ve A.C Bull. The Institute of Ceramics & Pergamon Press. Oxford. 1986
  8. ^ Paul T. Craddock (2009). Kopyaların, Sahte ve Sahteciliklerin Bilimsel İncelenmesi. Routledge. s. 207. ISBN  978-0-7506-4205-7. Çanak çömlek ancak ilk cam üretimiyle aynı zamana denk gelen MÖ 2. binyılın ortalarından itibaren sırlanmaya başlandı.
  9. ^ Daiheng, Gao (2002). Çin Mimarisi - Lia, Song, Xi Xia ve Jin Hanedanları (İngilizce ed.). Yale Üniversitesi Yayınları. pp.166, 183. ISBN  978-0-300-09559-3.
  10. ^ Zhiyan Li (2002). Çin Seramikleri - Paleolitik Dönemden Qing Hanedanlığı'na (İngilizce ed.). New York & London, Beijing: Yale University Press, Foreign Languages ​​Press. sayfa 144, 145, 152. ISBN  978-0-300-11278-8.
  11. ^ Mason (1995), s. 5
  12. ^ Çevreyi Koruma Ajansı. (Şubat 2003) Kil Seramik Üretiminin Ekonomik Etki Analizi NESHAP: Son Kural (EPA Yayını No. EPA-452 / R-03-007). Research Triangle Park, NC: Environmental Protection Agency.
  13. ^ a b c Omolaoye, J.A ,, A. Uzairu ve C.E. Gimba. "Çin'den Nijerya'ya İthal Edilen Bazı Seramik Ürünlerin Ağır Metal Değerlendirmesi." Uygulamalı Bilim Araştırmaları Arşivleri 2,5 (2010): 120-25. Ağ. 15 Ekim 2015
  14. ^ a b Baltrusaitis, Jonas; Chen, Haihan; Rubasinghege, Gayan; Grassian, Vicki H. (4 Aralık 2012). "Azot Dioksit İçeren Kurşun Oksit Parçacıklarının Heterojen Atmosfer Kimyası Kurşun Çözünürlüğünü Artırıyor: Çevresel ve Sağlık Etkileri". Çevre Bilimi ve Teknolojisi. 46 (23): 12806–12813. doi:10.1021 / es3019572. ISSN  0013-936X. PMC  3518381. PMID  23057678.
  15. ^ Lehman, Richard. Seramik Gıdalar için Kurşun Sırlar. 1. baskı Research Triangle Park: International Lead Management Center, 2002. Uluslararası Lider Yönetim Merkezi
  16. ^ Pan, De'an (20 Şubat 2018). "Kurşun dumanlı cüruf kullanan cam-seramiğin özellikleri ve özellikleri". Temiz Üretim Dergisi. 175: 251–256. doi:10.1016 / j.jclepro.2017.12.030 - Elsevier Science Direct aracılığıyla.
  17. ^ "ATSDR - Halk Sağlığı Beyanı: Baryum". www.atsdr.cdc.gov. Alındı 28 Nisan 2020.
  18. ^ a b PubChem. "Baryum karbonat". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Alındı 28 Nisan 2020.
  19. ^ a b Semler, Daniel (17 Kasım 2009). "Bariumville'den Ayrılmak: Koni 10 Sırlarda Baryum Karbonatın Değiştirilmesi". Seramik Sanatları Günlük. Alındı 27 Nisan 2020.
  20. ^ PubChem. "Stronsiyum karbonat". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Alındı 7 Mayıs 2020.
  21. ^ Hansen, Tony. "Malzemelerde ve Pişmiş Sırlarda Baryum (tehlike)". digitalfire.com. Alındı 7 Mayıs 2020.
  22. ^ a b c Verbinnen, Bram; Billen, Pieter; Van Coninckxloo, Michiel; Vandecasteele, Carlo (4 Haziran 2013). "Alkali ve Alkali Toprak Tuzlarının Varlığında Cr (III) Oksidasyonunun Isıtma Sıcaklığına Bağımlılığı ve Sonraki Cr (VI) Süzme Davranışı". Çevre Bilimi ve Teknolojisi. 47 (11): 5858–5863. doi:10.1021 / es4001455. ISSN  0013-936X. PMID  23635007.
  23. ^ a b Oliveira, Helena (20 Mayıs 2012). "Çevresel Kirletici Olarak Krom: İndüklenen Bitki Toksisitesi Üzerine İçgörüler". Botanik Dergisi. 2012: 1–8. doi:10.1155/2012/375843.
  24. ^ Örtel Stefan. Uran in der Keramik. Geschichte - Technik - Hersteller
  25. ^ Uranyum kiremit

Kaynakça