МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫЕ ГЛАЗУРИ ДЛЯ ДЕКОРИРОВАНИЯ КЕРАМОГРАНИТА НА ОСНОВЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Аннотация
Настоящее исследование посвящено изучению возможности получения металлизированных нефриттованных глазурей для керамогранита с использованием сырьевых материалов Республики Беларусь. В состав глазурной композиции входили глина легкоплавкая, кварцевый песок, доломит, каолин и оксид меди. Полученный в производственных условиях ОАО «Березастройматериалы» глазурованный керамогранит обладал металлизированной поверхностью темно-серой цветовой гаммы. В процессе исследований изучены физико-химические свойства синтезированных образцов в соответствии с требованиями действующих международных стандартов, результаты которых показали, что температурный коэффициент линейного расширения глазурей составляет (65,9–73,4)∙10–7 К–1, микротвердость – 5090–6570 МПа, степень износостойкости – 1–2, термическая стойкость – 150±5 °C. Структура глазурных покрытий исследовалась с помощью рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что преобладающей фазой в покрытии является стекловидная. Кристаллическая составляющая представлена анортитом и теноритом, количество которых зависит от состава глазурной композиции. Благодаря присутствию кристаллической фазы глазурованный керамогранит отличается относительно высокой степенью износостойкости. Для изучения поведения экспериментальных глазурей в процессе термообработки применялся нагревательный микроскоп и дифференциальный сканирующий калориметр. Определены характеристические температуры (спекания, образования сферы и полусферы, плавления), а также краевой угол смачивания и усадка глазурей в температурном интервале 500–1400 °C. Выявлено, что увеличение содержания оксида меди от 12,5 до 22,5% способствует снижению температуры спекания на 10–50 °C. Однако основное влияние на поверхностное натяжение расплава глазури в интервале температур 1050–1200 °C оказывает количество доломита.
Для цитирования:
Шиманская А.Н., Попов Р.Ю., Поспелов А.В. Металлизированные глазури для декорирования керамогранита на основе сырьевых материалов Республики Беларусь. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 6. С. 69-75. DOI: 10.6060/ivkkt.20236606.6808.
Литература
Shymanskaya H.N., Dyatlova E.M., Popov R.Y. Refractory clay raw materials of Republic of Belarus for pro-duction of the porcelain tile. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 12. Р. 39–44. DOI: 10.6060/ivkkt.20196212.6018.
Casasola R., Rincon J. M., Romero M. Glass-ceramics glazes for ceramic tiles – a review. J. Mater. Sci. 2012. V. 47. N 2. Р. 553–582. DOI: 10.1007/s10853-011-5981-y.
Siligardi C., Monia M., Pasqualiz L., Montecchi M. Lead free Cu-containing frit for modern metallic glaze. J. Am. Ceram. Soc. 2009. V. 92. N 11. P. 2784–2790. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2009.03250.x.
Cabrera M.J., Montins V., Foó A., Balfagón P. Obtainment of glazes with a metallic appearance in single-fired tiles. Proc. Qualicer. Spain. 2006. P. 253–264.
Siligardi C., Montecchi M., Montorsi M., Pasquali L. Ceria-containing frit for luster in modern ceramic glaze. J. Am. Ceram. Soc. 2010. V. 93. N 9. P. 2545–2550. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2010.03880.x.
Gualtieri A.F., Canovi L., Viani A., Bertocchi P., Cor-radini C., Gualtieri M.L., Gazzadi G.C., Zapparoli M., Berthier S. Mechanism of lustre formation in scheelite-based glazes. J. Eur. Ceram. Soc. 2013. V. 33. N 11. P. 2055–2064. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2013.03.018.
Pekkan K., Taşc¸i E., Uz V. Production of Metallic Glazes and Their Industrial Applications. J. Austral. Ceram. Soc. 2015. V. 51. N 1. P. 110–115.
Pekkan K., Başkırkan H., Çakı M. Development of gold-bronze metallic glazes in a clay-based system for stoneware bodies. Ceram. Int. 2018. V. 44. N 5. P. 4789–4794. DOI: 10.1016/j.ceramint.2017.12.064.
Levitskiy I.A., Shimanskaya A.N. Biocidal metallic glazes for porcelain floor tiles. Tr. BGTU. Ser. 2. Khim. Tekhnol., Biotekhnol., Geoekologiya. 2018. N 2 (211). P. 132-139 (in Russian).
Siligardi C., Tagliaferri L., Lusvarghi L., Bolelli G., Venturelli D. Preparation of innovative metallic compo-site glazes for porcelainized stoneware tiles. Ceram. Int. 2014. V. 40. N 1 (B). P. 1821–1828. DOI: 10.1016/j.ceramint.2013.07.083.
Akar G.C., Pekkan G., Çal E., Eskitaşçıoğlu G., Özcan M. Effects of surface-finishing protocols on the rough-ness, color change, and translucency of different ceramic systems. J. Prosth. Dentistry. 2014. V. 112. N 2. P. 314–321. DOI: 10.1016/j.prosdent.2013.09.033.
Reinosa J. J., Rubio-Marcos F., Solera E., Bengochea M. A., Fernández J. F. Sintering behaviour of nanostruc-tured glass-ceramic glazes. Ceram. Int. 2010. V. 36. N 6. P. 1845–1850. DOI: 10.1016/j.ceramint.2010.03.029.
Tunali A., Ozela E., Turana S. Production and characterisation of granulated frit to achieve anorthite based glass-ceramic glaze. J. Eur. Ceram. Soc. 2015. V. 35. N 3. P. 1089–1095. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2014.09.039.
Gajek M., Partyka J., Leśniak M., Rapacz-Kmita A., Wójcik Ł. Gahnite white colour glazes in ZnO–R2O–RO–Al2O3–SiO2 system. Ceram. Int. 2018. V. 44. N 13. P. 15845–15850. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.05.265.
Nonmetallic minerals by hardness and streak. http://webmineral.com/determin/non-metallic_minerals_by_hardness.shtml#.Y9OsknZBzIV.
Leśniak M., Gajek M., Partyka J., Sitarz M. Thermal characterisation of raw aluminosilicate glazes in SiO2–Al2O3–CaO–K2O–Na2O–ZnO system with variable content of ZnO. J. Therm. Anal. Calorim. 2017. V. 128. P. 1343–1351. DOI: 10.1007/s10973-016-6085-3.
Stábile F.M., Piccico M., Serra M.F., Rafti M., Súarez G., Rendtorff N.M. Viscosity and thermal evolution of density and wetting angle of a commercial glaze by means of hot stage microscopy. Proc. Mater. Sci. 2015. V. 9. P. 563–570. DOI: 10.1016/j.mspro.2015.05.031.
Panna W., Wyszomirski P., Kohut P. Application of hot-stage microscopy to evaluating sample morphology changes on heating. J. Therm. Anal. Calorim. 2016. V. 125. P. 1053–1059. DOI: 10.1007/s10973-016-5323-z.
Venturelli C. Heating Microscopy and its Applications. Microscopy Today. 2011. V. 19. N 1. P. 20–25. DOI: 10.1017/S1551929510001185.
Kronberg Th., Hupa L. Melting behaviour of raw glazes. J. Eur. Ceram. Soc. 2019. V. 39. N 14. P. 4404–4416. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2019.03.041.
Felisbino S.B., Milanez K.W., Riella H.G., Bernardin A.M. Influence of glaze particle size distribution on sur-face tension and gloss. Proc. Qualicer. Spain. 2004. P. 201–208.
