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Gli smalti - Elementi di base

14/3/2015

9 Commenti

 
lo smalto ceramico è un sottile rivestimento vetroso 
fuso sulla superficie ceramica durante la cottura all'interno dei forni 
a temperature che vanno normalmente dai 700°C ai 1400°C 

il componente di base di ogni sostanza vetrosa è la silice
il suo punto di fusione è di 1705°C
quindi una temperatura troppo elevata per un normale impasto ceramico, anche per gli impasti più refrattari
per abbassare il punto di fusione è necessario, quindi, utilizzare un fondente
in funzione della temperatura con cui si intende produrre lo smalto i fondenti possono essere a base piombica, boracica (es. le fritte di cui parlerò un'altra volta), alcalina (sodio e potassio) o alcalino terrosa (es, carbonato di calcio)
gli ultimi due sono tra i più comuni fondenti per smalti alle temperature da grès.
A questo punto il problema risiede nella trasformazione fisica della silice quando, in combinazione col fondente, raggiunge la temperatura di fusione
infatti diventa fluida, poco viscosa
in pratica, come il vetro, diventa liquida e non sarebbe in grado di rimanere aderente al corpo ceramico su cui è stata applicata;
per la composizione della smalto è necessario, allora, un terzo componente
un componente refrattario che sia in grado di stabilizzare il silicio allo stato fuso consentendo al composto di rimanere attaccato alle pareti di un pezzo di ceramica aumentando la resistenza e la viscosità e consentendo di fissare lo smalto agli oggetti da rivestire
questo elemento è l'allumina

Riassumendo
uno smalto ceramico è composto da tre elementi di base:
  • il vetrificante
  • il fondente
  • lo stabilizzante
un po' più in dettaglio:
il vetrificante principale, come dicevo, è il silicio (ossido di silicio SiO2)
si tratta di un elemento facilmente reperibile,
sia puro: quarzo
sia meno puro: sabbie
sia in combinazione con altri elementi: nelle argille, nei feldspati, nella wallastonite ecc.
è utile citare, inoltre, tra i vetrificanti, il pentaossido di fosforo (P2O5) per la peculiare funzione nella formazione di alcuni smalti come lo jun caratterizzati dalla tipica opalescenza;

i fondenti sono molti, di diversa natura
per semplificare mi riferisco a quelli in uso alle temperature da gres
fondenti alcalini: sono essenzialmente dei composti contenenti sodio, potassio, calcio, magnesio litio e bario come i borati: borace (Na2B4O8 · 10H2O) e acido borico (H3BO3) usati però prevalentemente alle basse temperature ed i carbonati come la soda (Na2CO3), la potassa (K2CO3), il calcare (CaCO3), e la dolomia ((Ca,Mg)CO3) tra questi, quelli largamente più utilizzati allo stato puro sono proprio il caronato di calcio e la dolomia o dolomite
anche i feldspati agiscono come fondenti per smalti che cuociono a medie e alte temperature proprio in virtù della componente alcalina, si parla infatti, di feldspati di sodio o di potassio
stesso discorso vale per la cenere di legna ricca di carbonati di calcio, di sodio e di potassio

gli stabilizzanti o refrattari: di fatto il principale è l'allumina, uno dei nomi con cui viene indicato l’ossido di alluminio (Al2O3) che, in percentuale più o meno elevata è presente in tutte le argille
inoltre, è presente anche nei feldspati, anch'essi degli allumino-silicati;
l'allumina allo stato puro fonde a 2072°C.

In linea di principio uno smalto può essere prodotto miscelando tre elementi puri:
allumina, silice e un fondente
in realtà i ceramisti storicamente non lo hanno mai fatto poiché è più pratico e molto più economico introdurre i tre elementi – vetrificante, fondente e stabilizzante – attraverso l'uso di sostanze naturali di facile reperibilità
lo stesso discorso, ancora oggi, vale tanto per i piccoli laboratori artigianali quanto per l'industria.

Tanto per dare qualche esempio
quando ho parlato degli effetti della cenere negli antichi forni a legna orientali
ho parlato dell'effetto che gli alcali e il carbonato di calcio contenuti nella cenere di legna avevano sugli alluminosilicati di cui è composta l'argilla con cui erano realizzati i pezzi di ceramica
in sostanza i tre elementi: il vetrificante (la silice) e lo stabilizzante (l'allumina) contenuti nell'argilla del pezzo e il fondente (alcali e carbonato di calcio) introdotti dalla cenere;
un altro esempio lo si può fare parlando di alcune argille che fondono a temperature relativamente basse
le terraglie, ad esempio, non arrivano alle temperature da gres
poiché, oltre agli alluminosilicati, contengono fondenti (carbonato di calcio)
in sostanza si possono considerare come smalti per impasti che cuociono ad alte temperature;
il problema che pongono questi smalti naturali riguardano il corretto bilanciamento dei tre elementi di base
è chiaro, però, che una volta compreso il principio, i ceramisti hanno lavorato
prima in maniera empirica, poi scientifica, per combinare correttamente i materiali naturali a loro disposizione per comporre smalti adatti alle prestazioni richieste:
temperature e modalità di cottura, aspetti estetici, trasparenza, durabilità, colore, tessitura ecc.

Un'ultima considerazione riguarda gli effetti dei fondenti
uno in particolare, il carbonato di calcio
il quale, come ho detto parlando del processo di cottura, si decompone intorno agli 800°C
CaCO3 + calore --> CaO + CO2
la CO2 (anidride carbonica) è gassosa e si disperde in atmosfera

resta l'ossido di calcio che presenta un punto di fusione di 2580°C;
per spiegare la sua funzione di fondente bisogna fare riferimento alle miscele eutettiche di cui ho detto qualcosa in un post del 22 agosto 2014.
9 Commenti
Manuela
2/12/2015 06:29:45 pm

Grazie per questa chiarissima spiegazione.. ho letto anche i tuoi post sul Mondo della ceramica...molto utili. Ti volevo chiedere una cosa (ho appena pubblicato un post a riguardo sul http://ceramica.forumfree.it/?act=Search&CODE=02&MID=11933777 .... uno smalto che ho comprato, cola, e non so come fare per ovviare a questo problema. forse lo smalto è fatto male (gli altri che ho provato vanno benissimo), quindi o riesco a stabilizzare lo smalto, oppure devo trovare un'altra cristallina turchese da utilizzare (al momento non ho ancora imparato a miscelare gli smalti, quindi li compro). Avresti dei consigli a riguardo? Grazie mille per il supporto che ci dai! buona serata.

Risposta
Cono9
5/12/2015 07:37:54 pm

Ciao Manuela, non so se posso aiutarti basandomi sugli elementi che hai dato.
Per trovare la soluzione è necessario sapere alcune cose, ad esempio:
stai parlando di una cottura a bassa temperatura (960°C)?
forno elettrico?
e quindi cottura in ossidazione?
cristallina a base di fritta boracica o alcalina?
l'ossido colorante è rame (ossido o solfato)?
Detto ciò, la prima cosa che farei è quella di aggiungere un elemento stabilizzante (la cui base è l'allumina), la cosa più semplice è quella di aggiungere una certa percentuale di caolino. Direi di partire con un 5% per poi salire se non basta. il problema è che il caolino può influire sul colore ma a questo ci penserai dopo, intanto risolvi il problema della colatura. Naturalmente puoi fare un'unica infornata con provini smaltati con cristallina "corretta" con il caolino in diverse percentuali a patto di proteggere i ripiani del forno posizionando le piastrelle su supporti che possono rovinarsi (es. lastre in argilla refrattaria).
Fammi sapere!

Risposta
Manuela
6/12/2015 03:54:06 pm

Ciao! Innanzitutto, non hai idea di quanto ti sia riconoscente per la tua risposta! Continuo a guardare le tue bellissime creazioni, così piene di armonia e sono così contenta che di aver aperto questo canale comunicativo con te!
Il problema della cristallina (che è anche cracklè, mi sono dimenticata di scrivere nel mio prima messaggio), è che non ho idea di cosa ci sia dentro. Il codice del prodotto è VLP 7510, ma non so se questa sia un'informazione utile. Il negozio di ceramica che mi ha venduto lo smalto, le ha cotte a 950°C in un forno elettrico. Potrei vedere se riesco a trovare caolino e fare le prove che suggerisci. Guardando il tuo sito e la bibliografia che consigli, mi rendo conto che la cosa che devo fare è iniziare a preparare io stessa gli smalti che uso, anche se ancora non so come comprarli o dove ( ci saranno siti web appositi mi immagino). Tra l'altro dovrei compare almeno dei buoni libri di metodo e tecnica, perchè inizio da zero per quanto riguarda tutto questo! La mia avventura ceramica è ancora all'inizio e anche se ho avuto qualche battuta di arresto, non mi fermo e non mollo! :-)

Risposta
Manuela
9/2/2016 09:36:09 am

Ciao! ho comprato l'allumina e il caolino. Se aggiungo allumina non altero il colore, giusto? Stessa percentuale suggerita per il caolino (5%)? Grazie mille

Risposta
Cono9
10/2/2016 06:40:23 pm

Dunque, io l'allumina pura non l'ho mai usata nella composizione degli smalti quindi non ho un'esperienza diretta. In effetti, anche indirettamente c'è poco perché tra le ricette maggiormente in uso che si trovano in bibliografia l'uso dell'allumina pura è veramente raro.
Però questo è un buon motivo per condurre qualche esperimento e, se vuoi, mi fai sapere com'è andata, così imparo anche io una cosa nuova.
Direi questo, prepara una base unica... anzi, quella ce l'hai già, è la famosa cristallina di cui sopra, a questo punto prepari una serie di varianti, per iniziare: una con il 5% di caolino, un'altra col 10% sempre di caolino e ancora due rispettivamente col 5 e 10% di allumina (ricordati di segnare in modo chiaro i vari provini smaltati con le diverse varianti di cristallina, sembra banale ma non sai quanti errori si commettono in questa fase).
In questo modo avrai indicazioni su caolino e allumina.
Aspetto news,
a presto
maurizio

antonio
12/2/2017 05:19:12 pm

Ciao.
ho letto con interesse il tuo post, mi chiedevo se ti era possibile indicare le percentuali di vetrificante, fondente e opacizzante nella composizione di uno smalto che fonde a bassa temperatura (930°- 950°)
Grazie

Risposta
Titti
16/8/2018 11:33:57 pm

Vorrei aiuto a classificare le materie prime in mio possesso ...potete aiutarmi ? Grazie ciao titti

Risposta
Titti
16/8/2018 11:31:54 pm

Ciao ho delle materie prime non tantissime ...ma ho dei problemi a classificarle( quali sono fondenti vetrificanti stabilizzanti) per poi inserirle nelle ricette puoi aiutarmi ?

Risposta
Maurizio
17/8/2018 09:32:27 am

Si, direi di si.
Mandami l'elenco; o qui o in privato, come preferisci.
Aspetto tue
a presto

Risposta



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