الطلاء الزجاجي من المبادئ الأولى

ما هو الطلاء الزجاجي

الطلاء الزجاجي طبقة رقيقة من الزجاج ملتحمة بالقطعة. ويصفه Glazy، قاعدة بيانات خلطات الطلاء المفتوحة، بأنه «تركيبة زجاجية مضبوطة لتنصهر وتلتحم بالطين عند درجات حرارة معينة». يوضع طبقةً من المسحوق، وينصهر في الفرن فيصير غطاءً زجاجياً يسدّ مسام الطين، فيقلّ احتمال أن ترشح القطعة أو تتبقّع أو تبلى. وعند ذروة الحرق يتفاعل المصهور أيضاً مع الطين، فيكوّن غالباً طبقة بينهما تثبّت الطلاء في مكانه. وعلى الفخار يستقر الطلاء فوقه طبقةً منفصلة؛ أما على الخزف الحجري فينصهر داخل الجسم الطيني.

تذكر الخلطة مواد خاماً، مثل الفلسبار وكربونات الكالسيوم والكاولين. وفي الفرن يخرج جزء من كل مادة على هيئة غاز (ماء أو ثاني أكسيد الكربون)، ويصير الباقي أكاسيد: مركبات من عنصر مع الأكسجين، مثل السيليكا (⁦SiO₂⁩) أو أكسيد الكالسيوم (⁦CaO⁩). والزجاج بعد الحرق مكوَّن من أكاسيد، لذلك يصف الخزافون الطلاء بها. ولكل أكسيد واحدة من ثلاث مهام.

• السيليكا (⁦SiO₂⁩) هي مكوِّن الزجاج: تبني الزجاج. تنصهر السيليكا النقية فوق ⁦١٧٠٠ °C (٣١٠٠ °F)⁩، أي أسخن بكثير من فرن الخزف، والطلاء الغني بالسيليكا أمتن عموماً.
• مساعدات الصهر تخفض نقطة الانصهار إلى درجة يستطيع الفرن بلوغها. القلويات، وتُكتب ⁦R₂O⁩، هي أكاسيد الصوديوم والبوتاسيوم والليثيوم (⁦Na₂O⁩، ⁦K₂O⁩، ⁦Li₂O⁩)؛ وتعمل من المخروط الحراري 06 وحتى الحرارة المتوسطة والعالية. أما القلويات الترابية، وتُكتب ⁦RO⁩، فهي أكاسيد الكالسيوم والمغنيسيوم والباريوم والسترونتيوم (⁦CaO⁩، ⁦MgO⁩، ⁦BaO⁩، ⁦SrO⁩)، ويُضم إليها أكسيد الزنك (⁦ZnO⁩)؛ وتعمل على أفضل وجه من المخروط 5 إلى المخروط 10. ويرمز R إلى أي فلز من المجموعة.
• الألومينا (⁦Al₂O₃⁩) هي المثبِّت. تجعل المصهور أكثر لزوجة فيبقى على الجدران القائمة، وتزيد الصلابة والمتانة. ويحذّر Glazy: مع قلة الألومينا «قد يسيل الطلاء؛ وكثرتها قد تجعل المصهور لزجاً حتى يصير مطفأً». ومعظم الألومينا يأتي من الطين والفلسبار.

البورون (⁦B₂O₃⁩) يطمس الحد الفاصل. يصنّفه الكيميائيون مكوِّناً للزجاج، لكنه في درجات حرارة الاستوديو يعمل مساعدَ صهر، ويعامله الخزافون على هذا الأساس. وهو بالغ الأهمية عند المخروط 5–6، ولا حاجة إليه في الحرارة العالية. (المخاريط، وهي الطريقة التي يسمّي بها الخزافون الحرق، مشروحة أدناه.)

طريقة لتذكّر ذلك: السيليكا هي الزجاج، ومساعدات الصهر تجعله ينصهر عند درجة حرارة يبلغها الفرن، والألومينا تكثّفه فيبقى حيث وُضع.

الطين والطبقات السطحية وعمليتا الحرق

أجسام الطين

الجسم الطيني هو الطين الذي تُصنع منه القطعة. وله ثلاثة أنواع رئيسية.

• الفخار: جسم منخفض الحرارة، نحو المخروط 06–02، يبقى مسامياً. وغالباً ما يكون أحمر أو بيج اللون، ويحتاج إلى طلاء ليحفظ الماء.
• الخزف الحجري: جسم متوسط إلى عالي الحرارة، نحو المخروط 5–10، يصير متزجِّجاً أو قريباً من ذلك.
• البورسلين: جسم أبيض عالي الحرارة غني بالكاولين، وغالباً ما يكون نصف شفاف.

المتزجِّج يعني الزجاجي غير المسامي؛ والتزجُّج هو تحوّل الجسم إلى ذلك أثناء الحرق. وكثيراً ما يرسم الخزافون في المملكة المتحدة الحد بدرجة الحرارة بدلاً من ذلك: يُحرق الخزف الحجري فوق ⁦١٢٠٠ °C (٢١٩٢ °F)⁩، والفخار دونها. والحرارة المتوسطة، المخروط 5–6، تقع على جانبي هذا الحد مباشرةً.

الطبقات السطحية والتجفيف

الطين السائل طين معلَّق في الماء، يُستخدم في الصب أو الوصل أو الزخرفة. والبطانة طبقة شبيهة بالطين السائل، ملوَّنة غالباً، فيها نسبة أكبر من المواد غير الطينية. أما ألوان تحت الطلاء فهي طين سائل ملوَّن أو زخرفة بالأكاسيد، تُغطّى عادةً بطلاء شفاف.

القطع غير المحروقة هي القطع النيئة (وتختلف المصادر في ما إذا كانت الكلمة الإنجليزية greenware تشمل كل القطع غير المحروقة أو الجافة منها فقط). ومع الجفاف تصير جلدية القوام: متماسكة لكنها رطبة قليلاً، وهي المرحلة المناسبة للتشذيب وتركيب المقابض؛ ثم جافة تماماً، لا يبقى فيها ماء حر، هشة جداً وجاهزة للحرق.

عمليتا الحرق

أول حرق، وهو الأدنى حرارة، هو الحرق الأول (وفي المملكة المتحدة biscuit)، ويكون عادةً عند المخروط 08–04 (وأكثر ما يكون 06–04)، أي نحو ⁦٩٤٢–١٠٦٣ °C (١٧٢٨–١٩٤٥ °F)⁩. ويترك القطع متينة لكنها مسامية. ويقترح Digitalfire، وهو موقع مرجعي في الطلاءات، مسامية تزيد على 15% عموماً، كي يسحب البسكويت الماء من الطلاء أثناء وضعه. والبسكويت اللين (المخروط 08–06) أكثر مسامية؛ أما البسكويت الصلب (غالباً المخروط 04) فأمتن لكنه يتقبّل الطلاء بسهولة أقل.

يصف Potclays، وهو مورد بريطاني، الحرق الأول إلى نحو ⁦١٠٠٠ °C (١٨٣٢ °F)⁩، أي نحو المخروط 06. ومن قراءة هذه المصادر معاً، نقترح المخروط 06–04 للحرق الأول في البداية: ⁦٩٩٨–١٠٦٣ °C (١٨٢٨–١٩٤٥ °F)⁩ بمعدل التسخين المتوسط لدى Orton.

حرق الطلاء (وقد يسميه الخزافون البريطانيون حرق glost) يصهر الطلاء، ويُنضج الطين أيضاً في الخزف الحجري. أما الحرق الواحد فهو طلاء القطع النيئة وحرقها مرة واحدة فقط. ويذكر Digitalfire حالة إنتاجية انحسر فيها الطلاء عن حواف قطع طُليت وهي نيئة، حتى عالج ذلك حرقٌ أول، لذا يُبدأ بعمليتي حرق. ويقدّم دليل الحرق في فرن بسيط برامج حرق للاثنين.

المخاريط والشغل الحراري

يسمّي الخزافون الحرق باسم المخروط الحراري: هرم خزفي نحيل ينحني عندما يتلقى قدراً محدداً من الحرارة. وتقول Orton، الشركة التي تصنعها: «لا تقيس المخاريط درجة الحرارة وحدها. إنها تقيس الشغل الحراري، أي الأثر المشترك للزمن ودرجة الحرارة.»

الشغل الحراري هو السبب: فالطلاء والطين والمخروط تستجيب كلها لمدة بقائها ساخنة إلى جانب درجة سخونتها. والحرق البطيء يُحني المخروط عند درجة حرارة أدنى، والسريع عند درجة أعلى. ويُظهر جدول Orton أن المخروط 6 ينحني عند ⁦١١٨٥ °C (٢١٦٥ °F)⁩ إذا انتهى الحرق بارتفاع قدره ⁦١٥ °C (٢٧ °F)⁩ في الساعة، وعند ⁦١٢٢٢ °C (٢٢٣٢ °F)⁩ بمعدل ⁦٦٠ °C (١٠٨ °F)⁩ في الساعة، وعند ⁦١٢٤٣ °C (٢٢٦٩ °F)⁩ بمعدل ⁦١٥٠ °C (٢٧٠ °F)⁩ في الساعة، والمعدل مأخوذ على آخر ⁦١٠٠ °C (١٨٠ °F)⁩. ويكتمل المخروط حين ينحني طرفه 90°، وهو ما تسميه Orton وضع الساعة 5.

تمتد أرقام المخاريط من 022 إلى 42. والصفر في أول الرقم يميّز السلسلة الأبرد، وفيها يكون الرقم الأكبر أبرد: فالمخروط 06 أبرد من المخروط 04، والمخروط 01 أبرد من المخروط 1.

تُسمّى عمليات الحرق وتُبرمج حسب المخروط، وتُعدّ درجات الحرارة تقريبية. والمخروط الشاهد الموضوع على رف بين القطع، أو مجموعة المخاريط المؤلفة من ثلاثة (المخروط المنذِر ومخروط الحرق والمخروط الحارس)، يبيّن الشغل الحراري الذي تلقّته القطع فعلاً.

تختلف درجات الحرارة المنشورة. فيعطي Glazy للحرارة العالية، المخروط 9–11، نحو ⁦١٢٨٠–١٣١٠ °C (٢٣٣٦–٢٣٩٠ °F)⁩، وهذا يوافق العمود السريع لدى Orton، ويذكر Digitalfire أن معظم الأفران تبلغ المخروط 6 عند نحو ⁦١٢٠٤ °C (٢٢٠٠ °F)⁩. ونصيحتنا: اعتماد أرقام Orton للمعدل المتوسط، كما يفعل هذا الدليل، والبرمجة حسب المخروط، وترك الحكم للمخروط الشاهد.

خارج أمريكا الشمالية، كثيراً ما يذكر الموردون درجة الحرارة (°C) بدلاً من المخروط. وقد طوّر هيرمان سيجر (Hermann Seger) المخروط الحديث، واستُخدم أول مرة في برلين عام 1886، وللمملكة المتحدة مخاريطها الخاصة، مخاريط Staffordshire؛ ولا ينبغي افتراض أن أرقامها تطابق أرقام Orton، ولم نجد جدولاً للتحويل بينها. ويتناول دليل الحرق في فرن بسيط المخاريط بتفصيل أكبر.

من الخلطة إلى صيغة سيجر

تذكر الخلطة المواد الخام بالوزن، وتُحسب عادةً بحيث يكون مجموع الأساس 100. أما الإضافات (الملوِّنات والمعتِّمات ومواد التعليق) فتُضاف فوق هذا المجموع البالغ 100، وعادةً كنسبة مئوية من الأساس. ولمعرفة حقيقة الطلاء، يحوّل الخزافون الخلطة إلى الصيغة الجزيئية الموحَّدة (⁦UMF⁩)، أو صيغة سيجر (Seger formula)، نسبةً إلى هيرمان سيجر الذي كان أول من استخدم ترتيبها في ثلاثة أعمدة.

تُجري صفحة الخلطة في Glazecalc الخطوات الأربع كلها أثناء الكتابة، وتعرض النتيجة في ثلاثة أعمدة: مساعدات الصهر (⁦R₂O⁩ و ⁦RO⁩) ومجموعها 1؛ والمثبِّتات (⁦R₂O₃⁩: الألومينا، ويوضع البورون هنا غالباً)؛ ومكوِّنات الزجاج (⁦RO₂⁩: السيليكا). ويقول Glazy: «التوحيد مجرد أداة لتغيير المقياس»: فخلطتان مصنوعتان من مواد مختلفة لكن لهما صيغة سيجر نفسها «تتصرفان تقريباً بالطريقة نفسها بعد الحرق». فالرقم 1 مقياس مشترك، وليس كمية تُوزن. ويضيف Digitalfire أن الطريقة «لا تعمل بالجودة نفسها في درجات الحرارة الأدنى»، حيث لا يكون البورون مساعد صهر بسيطاً، وأن صيغ سيجر «مقارِنة، ومن الأفضل النظر إليها في سياقها». وتضع ميزة «مقارنة» صيغتي خلطتين جنباً إلى جنب، أكسيداً بأكسيد.

نسبة السيليكا إلى الألومينا

أنفع رقم منفرد هو نسبة السيليكا إلى الألومينا: السيليكا مقسومة على الألومينا. وفي المثال، 3.70 ÷ 0.41 تساوي نحو 9.

ولا تتنبأ نسبة 5–7 وحدها باللمعان ولا بالانطفاء: فمساعدات الصهر والبورون والمخروط كلها تحرّك الحد. ويعطي Glazy لتوازن مساعدات الصهر في الطلاءات المستقرة قيمةً معتادة هي 0.2 ⁦R₂O⁩ مع 0.8 ⁦RO⁩، و 0.3 ⁦R₂O⁩ مع 0.7 ⁦RO⁩ بحد أقصى. وزيادة القلويات تجعل المصهور أكثر سيولة وترفع تمدده، ومن ثم خطر التشقق الشعري.

الفقد بالحرق

الفقد بالحرق (⁦LOI⁩) هو الوزن الذي تفقده المادة في الفرن حين يخرج منها الماء أو ثاني أكسيد الكربون أو المواد العضوية أو الكبريت على هيئة غاز. والطلاء المحروق لم يعد فيه ما يُفقد، لذلك تُسقطه صيغة سيجر من الحساب.

الغاز الذي يخرج بعد أن يبدأ الطلاء بالانصهار لا بد أن يشق طريقه عبره فقاعاتٍ، مسبباً، بتعبير Digitalfire، «الفقاعات والتنفُّط والثقوب الإبرية وانحسار الطلاء». ويظل التلك يطلق الغاز حتى نحو ⁦٨٩٩ °C (١٦٥٠ °F)⁩. ويساعد في ذلك كله الفريت، والمواد المكلَّسة (المسخَّنة مسبقاً لطرد غازاتها)، وتعديل الحرق.

تُجري الكتب القديمة هذا الحساب يدوياً، باستخدام الوزن الجزيئي (وزن مول واحد من مادة أو أكسيد) والوزن المكافئ (وزن المادة الذي يعطي مولاً واحداً من أكسيد). وبحسب حسابنا، نحو 100 g من كربونات الكالسيوم تعطي مولاً واحداً، أي 56 g، من أكسيد الكالسيوم. والحاسبة تتولى الأمرين.

الفريت والمواد الخام

الفريت

الفريت زجاج يُصنع في المصانع: خامات معدنية تُصهر ثم تُبرَّد فجأة في الماء وتُطحن. والتفريت يجعل المواد القابلة للذوبان، مثل البوراكس، غير قابلة للذوبان، ويحبس الأكاسيد السامة، مثل الرصاص والباريوم، في زجاج مستقر، ويعطي مادة أثبت في خواصها من الخامات المعدنية الخام، ويطرد الغازات، لذلك تكون الطلاءات المحتوية على الفريت «أخلى من العيوب بكثير» (Digitalfire). وينصهر الفريت مبكراً أيضاً: ففريت الصودا ينشط عند المخروط 06، بينما الفلسبار «لا يكاد يبدأ في التليّن إلا عند المخروط 6». والفريت أغلى ثمناً، ويحتاج إلى الطين ليبقى معلَّقاً (ومثال Digitalfire هو 85% فريت مع 15% طين)، وهو «غير قابل للذوبان نظرياً، أما عملياً فليس كذلك».

تُعرف فريتات أمريكا الشمالية باسم الصانع ورقمه: إذ يرد Ferro Frit 3134 (وقد صارت Ferro الآن Vibrantz) في نحو 22% من خلطات Glazy العامة. أما خلطات المملكة المتحدة فتذكر في الغالب فريتات عامة، مثل فريت البوراكس القياسي.

المواد الخام الشائعة

الأسماء الإقليمية

• يُسمى الكاولين في المملكة المتحدة الطين الصيني (china clay)؛ ويبيعه الموردون الأستراليون باسم Eckalite.
• الفلنت اسم بريطاني قديم للسيليكا. وما زال الموردون البريطانيون يبيعون الفلنت المكلَّس منتجاً قائماً بذاته، لذا فإن «الفلنت» في خلطة بريطانية يعني على الأرجح الفلنت المكلَّس، وفي خلطة أمريكية يعني على الأرجح الكوارتز المطحون. ويُباع كلاهما مصدراً للسيليكا؛ ويُتحقق من التحليل.
• يُطلق على حجر كورنوال بالإنجليزية china stone و Cornish stone (أو Cornwall stone)، وهي مادة واحدة قريبة من الفلسبار.
• تُسمى كربونات الكالسيوم بالإنجليزية whiting؛ ويسميها الموردون الألمان Kreide (أي الطباشير).

يُحكم على المادة بالأكاسيد التي تعطيها، لا باسمها. وهكذا يعمل Glazecalc: يمكن إدخال تحليل المورّد في صفحة المواد، وميزات «تجربة مواد حديثة ومقارنتها» و**«اقتراح الكميات والمقارنة»** و**«المطابقة مع ما لديّ»** كلها تطابق الأكاسيد بعد الحرق، لا الأسماء.

والمواد تتغير أيضاً. فقد توقف إنتاج فلسبار Custer في 2023. وأُغلق منجم Gerstley Borate الأصلي نحو 1999–2000؛ وما زالت Laguna تبيع منتجاً بهذا الاسم، و Gillespie Borate هو البديل الرئيسي. وتختلف المصادر في ما إذا كان Gillespie يحل محل Gerstley Borate رطلاً برطل (يقول صانعه و Potclays نعم، ويقول Digitalfire وآخرون لا)، لذا تُقارن المادتان في Glazecalc، ثم تُختبر دفعة صغيرة.

الملوِّنات والمعتِّمات

المادة الملوِّنة أكسيد أو كربونات فلز يلوّن الطلاء؛ والصبغة الخزفية مادة ملوِّنة مصنوعة في المصانع، أكثر استقراراً وثباتاً من الأكاسيد الخام. وتكون الملوِّنات عادةً أقل من 5% من الأساس، وكثير منها أقل من 1%، والكربونات تعادل نحو نصف قوة الأكسيد المقابل.

كميات الكوبالت والكروم موضع خلاف حقيقي. يقول Glazy إن 0.1% من الكوبالت تكفي للون أزرق؛ وتعطي كلية Glendale المجتمعية (Glendale Community College) ½–2% أو ½–3% بحسب جو الفرن؛ وتقول بيردي بون (Birdie Boone)، في Pottery Making Illustrated، إن الكمية 3% أو أقل. وللكروم، تقول بون أقل من 0.5%، و Glendale 2–3%. والطريق الآمن هو البدء بكمية قليلة وإجراء سلسلة خلط خطية: صف من بلاطات الاختبار تتدرج فيه مادة واحدة من قليل إلى كثير.

الطلاء الأساسي يغيّر اللون. فالأساس اللامع الشفاف يعطي أزهى الألوان؛ أما الأساس نصف المطفأ والمطفأ، وهما عادةً أغنى بالألومينا، فيخفّتان اللون. والمغنيسيوم يدفع الكوبالت نحو البنفسجي، والزنك يحوّل الكروم إلى البني، والكروم مع القصدير يعطي الوردي.

المعتِّمات

المادة المعتِّمة تجعل الطلاء معتماً يخفي الطين؛ أما الطلاء الشفاف فيتركه ظاهراً.

توافق الطلاء والعيوب

يتمدد الطين والطلاء كلاهما بالتسخين وينكمشان بالتبريد، كلٌّ بمقداره الخاص: وهذا تمدده الحراري. وتوافق الطلاء مع الجسم هو مدى تطابق الاثنين. والتوافق الجيد يترك الطلاء مضغوطاً قليلاً بفعل الطين؛ ويقول Digitalfire إن قليلاً من الانضغاط يقوّي القطع، بينما كثرته قد تضعفها بل تشقّها.

التشقق الشعري والتقشر

التشقق الشعري شبكة من الشقوق الدقيقة. يكون تمدد الطلاء أعلى من تمدد الجسم، فينكمش أكثر منه عند التبريد، فيُشَدّ ويتشقق، والسبب عادةً كثرة الصوديوم والبوتاسيوم (⁦Na₂O⁩، ⁦K₂O⁩). وقد يظهر أيضاً لاحقاً، أثناء الاستخدام، بعد تبريد مفاجئ متكرر مثل ملامسة السوائل الباردة. وحين يكون مقصوداً، كما في الراكو، يُسمى التشقق الزخرفي. ويقول Digitalfire: «في 95% من الحالات يكون الحل تعديل التمدد الحراري للطلاء»؛ أما التبريد البطيء فلا يفعل سوى تأخير التشقق الشعري. واختباره: تُسخَّن القطعة إلى نحو ⁦١٤٩ °C (٣٠٠ °F)⁩، ثم تُغمر في ماء مثلّج، ويُمرَّر عليها قلم لبّاد لإظهار الشقوق.

تختلف المصادر في الإصلاح الأول. يقترح Glazy إضافة السيليكا أو الألومينا؛ ويرد Digitalfire بأن السيليكا الإضافية «لا تفعل سوى تخفيف ⁦KNaO⁩» (الصوديوم والبوتاسيوم)؛ وتضيف ليندا بلومفيلد (Linda Bloomfield) البورون أو تقلل الفلسبار، مادةً واحدة في كل مرة. ونصيحتنا: في حاسبة الخلطات، استبدال بعض الصوديوم والبوتاسيوم بمساعدات صهر أقل تمدداً (البورون، الليثيوم، المغنيسيوم، الكالسيوم)، والتحقق من التغيير بميزة «مقارنة»، والتأكد باختبار الماء المثلج.

التقشر عكس ذلك: يكون تمدد الطلاء أدنى بكثير من تمدد الجسم، فيُضغط أكثر من اللازم ويتقشر عن الحواف والأطراف. ويحذّر Digitalfire من أن الرقائق قد تكون حادة كالشفرات وقد تُبتلع، ويصف Glazy التقشر بأنه «أخطر حتى من التشقق الشعري على أواني الطعام والشراب». والحل طلاء أعلى تمدداً أو جسم أقل تمدداً.

اللامع والمطفأ

السطح اللامع عاكس وأملس، ونصف المطفأ (الساتان) ذو بريق خافت، والمطفأ باهت. واللمعان يحتاج إلى زجاج منصهر انصهاراً كاملاً. أما الانطفاء فقد يأتي من كثرة الألومينا (نسبة سيليكا إلى ألومينا منخفضة)، أو من مساعدات صهر مثل الكالسيوم أو المغنيسيوم أو الباريوم أو السترونتيوم تكوّن بلورات دقيقة أثناء تبرّد الطلاء، أو من نقص الحرق.

العيوب الشائعة

يُغيَّر شيء واحد في كل مرة، وتُحفظ بلاطات الاختبار.

سلامة الطعام

تسرُّب المعادن هو ذوبان المعادن من الطلاء المحروق إلى الطعام أو الشراب، وقد يبدو الطلاء مثالياً ومع ذلك يحدث منه هذا التسرُّب. وتنقع الاختبارات القانونية القطعة المحروقة في محلول حمضي وتقيس ما يخرج منها من الرصاص والكادميوم.

الخلو من الرصاص لا يعني الأمان للطعام

تحدّ القواعد في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة وأستراليا من الرصاص والكادميوم اللذين تطلقهما القطعة المحروقة، لا مما يحتويه الطلاء. وعبارة «خالٍ من الرصاص» تزيل خطراً واحداً؛ لكنها ليست تصنيفاً لسلامة الطعام. وتتسرب أكاسيد أخرى أيضاً: يحذّر Glazy من أن الطلاءات الغنية بالباريوم «قد تتسرب منها المعادن، وهي عموماً غير آمنة للطعام»، ويقول Digitalfire إن النحاس «قد يجعل الطلاء عرضة لتسرُّب المعادن؛ فليُختبر»، ولم يعد Glazy ينصح بطلاءات الرصاص لأواني الطعام والشراب.

طلاء الأسطح الملامسة للطعام طلاء مستقر، شفاف أو أبيض عادةً، للأسطح التي تلامس الطعام. ونرى أن الطلاء الخالي من الملوِّنات والباريوم والرصاص والليثيوم، الذي ينصهر انصهاراً كاملاً ولا يتشقق تشققاً شعرياً ويتحمّل الاستعمال جيداً، هو الخيار الأقل خطراً. والأقل خطراً ليس برهاناً.

صيغ الحدود (ويفضّل Digitalfire تسمية الصيغ المستهدفة، target formulas) تعطي نطاقات صيغة سيجر المعتادة للطلاءات المستقرة عند مخروط معين: فأهداف Digitalfire للمخروط 6 تضع الألومينا عند 0.285–0.64 والسيليكا عند 2.4–4.7. وهي ترشد إلى كيمياء سليمة لكنها لا تثبت شيئاً؛ ويتجنب Digitalfire كلمة «حد» لأنها توحي بأن الطلاءات الواقعة داخل النطاقات «آمنة بطريقة ما». وتنبّه أدوات Glazecalc لتعديل الخلطات حين تتجاوز الخلطة الجديدة حداً موصى به، مثل كثرة البورون عند المخروط 6، وتبيّن ما سيفعله الطلاء على الأرجح.

تختلف الحدود القانونية من بلد إلى آخر. ويعرض الجدول حدود بلدك، بوحدات القانون نفسه؛ ويمكن اختيار بلد آخر للمقارنة.

في الولايات المتحدة، تُعامل القطع الخزفية الزخرفية التي تبدو صالحة للطعام معاملة أواني الطعام، ما لم تحمل ملصقاً لاصقاً وتنبيهاً دائماً مقولباً أو محروقاً على قاعدتها، مثل «Not for Food Use. May Poison Food» (ليست للاستعمال مع الطعام. قد تسمّم الطعام)، أو ما لم يكن فيها ثقب يخترق سطح الطعام. ويحدد الاتحاد الأوروبي حدود الرصاص والكادميوم في التوجيه الأوروبي 84/500/⁦EEC⁩، وتحتفظ المملكة المتحدة بالأرقام نفسها في قانونها الخاص. واعتباراً من 29 مايو 2026، تسمح هولندا وبلجيكا ولوكسمبورغ بكمية رصاص أقل بنحو 130 إلى 150 مرة، وبكمية كادميوم أقل بنحو 15 مرة. وتضع أستراليا حدوداً للقطع المستوردة؛ ولم نجد حداً رسمياً للقطع المصنوعة في أستراليا أو نيوزيلندا.

الاختبار

تقول إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (⁦FDA⁩) إن أطقم المسح المنزلية يمكن أن تكشف الرصاص القابل للتسرب، لكن Ceramics New Zealand تحذّر من أن أقلام الفحص غير مصممة للخزف وتعطي نتائج إيجابية كاذبة. فالنتيجة الإيجابية سبب للتوقف عن استخدام القطعة، والنتيجة السلبية لا تثبت شيئاً. أما الجواب الحقيقي فهو اختبار تسرُّب المعادن في المختبر للقطعة المحروقة (⁦ASTM⁩ ⁦C738⁩ في الولايات المتحدة؛ ⁦EN⁩ 1388 أو ⁦ISO⁩ 6486 في أوروبا).

الكثافة النسبية ووضع الطلاء

الكثافة النسبية

مسحوق الطلاء الممزوج بالماء هو الطلاء السائل. وكثافته النسبية (⁦SG⁩) هي وزنه مقارنةً بوزن الحجم نفسه من الماء، الذي كثافته النسبية 1.0: وكلما ارتفعت، زاد المسحوق في الدلو. وتستخدم الكتب البريطانية القديمة وزن الباينت (pint weight). ويصف Glazy القيمة 1.4–1.5 بأنها «نقطة بداية جيدة لمعظم الطلاءات». ولقياسها، يُوزن 100 mL من الطلاء السائل بالضبط (ويقترح Glazy محقنة) ويُقسم الوزن على 100: إذ تعني 145 g كثافة نسبية 1.45. والمكثاف (الهيدرومتر) غير موثوق في الطلاءات الهلامية، والماء يتبخر، لذا يُعاد القياس قبل التزجيج.

تختلف القيم المستهدفة باختلاف المصدر. فيضع Digitalfire طلاءات الغمس عند 1.40–1.50 وطلاءات الفرشاة التجارية عند 1.25–1.55، بينما يعطي Potclays القيم 1.71–1.81 للفرشاة و 1.71 للرش. ونصيحتنا: الغمس عند نحو 1.45 مع جعل الطلاء هلامياً قليلاً، واتباع الملصق في طلاء الفرشاة، وتدوين ما ينجح.

المادة المُلبِّدة (ملح إبسوم أو الخل أو كلوريد الكالسيوم) تجعل الطلاء السائل هلامياً قليلاً، فيكتسب خاصية التميُّع بالهز: يسيل عند التقليب ويتماسك عند السكون، من أجل «تغطية متساوية بالطلاء دون تقاطر». أما المادة المُشتِّتة (سيليكات الصوديوم أو Darvan) فتجعله أكثر سيولة. ويتناول دليل طريقة تحضير الطلاء الزجاجي الخلط والضبط.

وضع الطلاء

يُزال الغبار والدهون عن البسكويت أولاً بإسفنجة رطبة بالكاد بدلاً من غسله، لأن الغسل يشبعه بالماء. ولا يُنفخ الغبار بالهواء المضغوط ولا يُنظَّف بفرشاة جافة: فذلك ينشر غبار السيليكا في الهواء (الخلط الآمن والتهوية).

• الغمس «يعطي عموماً طبقة متساوية السمك» (روبن هوبر، Robin Hopper). ومدة الغمس تحدد السمك: يذكر Digitalfire أن طلاءات الغمس التجارية تُحضَّر عند نحو 1.4 لغمسة مدتها 5 ثوانٍ و 1.5 لغمسة مدتها 1 ثانية.
• الصب: ينبغي أن يكون الطلاء «أرق قليلاً مما يُستخدم للغمس»؛ وحيث تتداخل مواضع الصب، تتضاعف الطبقة وقد تسيل.
• الطلاء بالفرشاة: تحتوي طلاءات الفرشاة على صمغ مثل صمغ ⁦CMC⁩، يساعد الطلاء على الانسياب والالتصاق، ثم يحترق ويزول. ويحتاج معظمها إلى عدة طبقات، غالباً طبقتين أو ثلاث؛ ويُتَّبع الملصق.
• الرش يستخدم طلاءً أرق بكثير، يوضع في «عدة طبقات رقيقة، تبني السمك تدريجياً».

الطبقة السميكة جداً قد تنحسر أو تظهر فيها فقاعات أو تسيل. وتتراوح قواعد الموردين التقريبية من سمك بطاقة الائتمان إلى سمك قطعة الدايم الأمريكية، أي نحو 1 mm من الطلاء الجاف بحسب تقديرنا؛ وبلاطات الاختبار بعدة سماكات هي الفحص الموثوق. والشمع العازل على قاعدة القطعة يصدّ الطلاء، فلا تلتصق القطعة بالرف، وطلاء الأرفف الواقي (kiln wash)، وهو طبقة مقاومة للحرارة غالباً من الكاولين والسيليكا، يحمي الأرفف من القطرات.

الأكسدة والاختزال

الغازات داخل الفرن، أي جو الفرن، تغيّر نتائج الطلاءات. الأكسدة تعني وفرة الأكسجين. ويقول Digitalfire: «الأفران الكهربائية مرادفة للحرق بالأكسدة»، وطلاءات الأكسدة أزهى عادةً من طلاءات الاختزال، خصوصاً في درجات الحرارة الأدنى. وفي الأكسدة يعطي النحاس ألواناً خضراء وفيروزية، ويعطي الحديد ألواناً بنية وبنية فاتحة وحمراء. وقد يعمل الفرن الكهربائي السيئ التهوية والمملوء بقطع تطلق الغازات في جو أقرب إلى المحايد مما يُراد؛ وتساعد في ذلك مروحة تهوية موصولة بالفرن مباشرةً.

الاختزال يقيّد الأكسجين عمداً، عادةً في فرن غاز أو حطب أو فرن متخصص. فيتحول النحاس إلى الأحمر، ويصير الحديد مساعد صهر أقوى ويعطي السيلادون (من الأزرق المخضر إلى الرمادي المخضر، من نحو ½–2% حديد) والتينموكو (tenmoku أو temmoku: بني مسودّ، نحو 5–6% حديد). ويقول Glazy إن السيلادون وأحمر النحاس «يعتمدان على الاختزال». والطين يتغير أيضاً: ففي مقارنة أجراها Digitalfire خرج جسم من الخزف الحجري رمادياً في الاختزال ومصفرّاً في الأكسدة. وكربيد السيليكون في الطلاء قد يُحدث مناطق صغيرة من الاختزال حتى في الفرن الكهربائي. وللاختزال من المخروط 010 إلى المخروط 3، توصي Orton بمخاريطها الخالية من الحديد.

يُتوقع أن تخرج خلطة مكتوبة لفرن غاز بالاختزال مختلفةً في الفرن الكهربائي: فالسيلادون أو أحمر النحاس الذي يعتمد على الاختزال لن يبدو كما هو في الأكسدة. يُتحقق من جو الفرن الذي وُضعت له الخلطة، ويُدوَّن جو الفرن المستخدم، مع المخروط، في ملاحظات الخلطة في Glazecalc.

كل فرن، بما في ذلك الأفران الكهربائية، يطلق أبخرة، لذا يُهوّى. ويشرح دليل الخلط الآمن والتهوية الطريقة.

مسرد المصطلحات

آمن للطعام (food safe)

في القانون، ما يطلق في اختبار حمضي رصاصاً وكادميوماً أقل من الحدود. وهو غير «الخالي من الرصاص».

إزالة التزجج (devitrification)

نمو بلورات من الزجاج في أول التبريد، حيث لا تكون مرغوبة.

إضافة (additive)

مادة ملوِّنة أو معتِّمة أو معلِّقة تُضاف فوق مجموع الخلطة البالغ 100.

الأكسدة والاختزال (oxidation، reduction)

الحرق مع وفرة الأكسجين (الأفران الكهربائية)، أو مع تقييد الأكسجين (أفران الغاز أو الحطب عادةً).

أكسيد (oxide)

مركب من عنصر مع الأكسجين؛ ويذكر تحليل الأكاسيد الأكاسيد بنسبها المئوية بالوزن.

ألوان تحت الطلاء (underglaze)

طين سائل ملوَّن أو زخرفة بالأكاسيد، عادةً تحت طلاء شفاف.

ألومينا (alumina، ⁦Al₂O₃⁩)

المثبِّت الرئيسي: تمنع السيلان وتزيد الصلابة. مصدرها الطين والفلسبار.

انحسار الطلاء (crawling)

انسحاب الطلاء في حبيبات أثناء الحرق، تاركاً الطين مكشوفاً.

بنتونيت (bentonite)

طين ناعم جداً يُضاف بنسبة 1–3% لمنع ترسب الطلاء.

بورسلين (porcelain)

جسم أبيض غني بالكاولين وعالي الحرارة، وغالباً ما يكون نصف شفاف.

بورون (boron، ⁦B₂O₃⁩)

مكوِّن للزجاج من الناحية الرسمية لكنه يُستخدم مساعدَ صهر؛ أساسي من المخروط 06 إلى المخروط 6.

تزجُّج (vitrification)

تحوّل الجسم إلى زجاجي غير مسامي أثناء الحرق.

تسرُّب المعادن (leaching)

ذوبان المعادن من الطلاء المحروق إلى الطعام أو الشراب.

تشقق شعري (crazing)

شقوق دقيقة في طلاء ينكمش أكثر من جسمه؛ ويُسمى تشققاً زخرفياً حين يكون مقصوداً.

تصدع حراري (dunting)

شقوق في القطعة من إجهاد التبريد أو التسخين، غالباً عند انقلاب الكوارتز، ⁦٥٧٣ °C (١٠٦٣ °F)⁩.

تقشر (shivering)

انفصال الطلاء رقائقَ عن الحواف لأنه مضغوط أكثر من اللازم؛ وهو خطر على أواني الطعام والشراب.

تميُّع بالهز (thixotropy)

السيلان عند التقليب، والتماسك في هلام لين عند السكون.

توافق الطلاء مع الجسم (glaze fit)

مدى تطابق تمدد الطلاء وتمدد الجسم؛ والتوافق الجيد يترك الطلاء مضغوطاً قليلاً.

ثقوب إبرية وفقاعات (pinholing، blistering)

ثقوب صغيرة، أو حفر حادة الحواف، حيث خرج الغاز عبر المصهور.

الحرق الأول (bisque؛ المملكة المتحدة: biscuit)

أول حرق، وهو الأدنى حرارة، عادةً عند المخروط 08–04 (وأكثر ما يكون 06–04)، ويترك القطع متينة لكنها مسامية.

حرق الطلاء (glaze firing؛ المملكة المتحدة: glost firing)

الحرق الذي يصهر الطلاء.

الحرق الواحد (once-firing؛ single firing)

طلاء القطع غير المحروقة وحرقها مرة واحدة فقط.

خزف حجري (stoneware)

جسم متوسط إلى عالي الحرارة (نحو المخروط 5–10) يصير متزجِّجاً أو قريباً من ذلك.

خلطة (batch recipe)

المواد الخام للطلاء بالوزن، ومجموعها عادةً 100.

سلسلة خلط خطية (line blend)

اختبارات يتدرج فيها مكوِّن واحد بين كميتين. أما الخلط الثلاثي (triaxial blend) فيغيّر ثلاثة مكوِّنات على شبكة.

سيليكا (silica، ⁦SiO₂⁩)

مكوِّن الزجاج؛ وتُسمى أيضاً الفلنت أو الكوارتز.

شغل حراري (heatwork)

الأثر المشترك لدرجة الحرارة والزمن في الفرن؛ وهو ما تقيسه المخاريط.

شمع عازل (wax resist)

شمع يُدهن حيث يجب ألا يصل الطلاء، وعادةً على قاعدة القطعة.

صمغ ⁦CMC⁩ (⁦CMC⁩ gum)

صمغ سليلوزي يساعد الطلاء على الانتشار بالفرشاة والالتصاق؛ ويحترق ويزول.

صيغة الحدود (limit formula؛ target formula)

نطاقات صيغة سيجر المعتادة للطلاءات المستقرة عند مخروط معين؛ إرشاد لا ضمان.

صيغة سيجر (unity molecular formula، ⁦UMF⁩، Seger formula)

أكاسيد الطلاء كأعداد جزيئات، محسوبة بحيث يكون مجموع مساعدات الصهر 1.

طلاء الأرفف الواقي (kiln wash)

طبقة مقاومة للحرارة تحمي أرفف الفرن من القطرات.

طلاء الأسطح الملامسة للطعام (liner glaze)

طلاء مستقر، شفاف أو أبيض عادةً، للأسطح التي تلامس الطعام.

طلاء زجاجي (glaze)

غطاء من الزجاج ينصهر أثناء الحرق ليسدّ مسام القطعة ويزخرفها.

طين البول كلاي (ball clay)

طين لدن فيه حديد ومواد عضوية أكثر مما في الكاولين.

طين سائل وبطانة (slip، engobe)

طين في الماء؛ والبطانة طبقة شبيهة بالطين السائل فيها مواد غير طينية أكثر.

فخار (earthenware)

جسم منخفض الحرارة (نحو المخروط 06–02) يبقى مسامياً.

فريت (frit)

زجاج مصنوع في المصانع، يُصهر ويُبرَّد فجأة ويُطحن، فيجعل الأكاسيد القابلة للذوبان أو السامة غير قابلة للذوبان.

الفقد بالحرق (⁦LOI⁩، loss on ignition)

الوزن المفقود أثناء الحرق على هيئة ماء أو ثاني أكسيد الكربون أو مواد عضوية أو كبريت.

فلسبار (feldspar)

معدن يعطي مساعد صهر قلوياً مع الألومينا والسيليكا: فلسبار البوتاسيوم أو فلسبار الصوديوم أو النيفلين سيانيت.

قطع نيئة (greenware)

قطع غير محروقة: جلدية القوام حين تتماسك وهي رطبة، وجافة تماماً حين لا يبقى فيها ماء حر.

كاولين (kaolin؛ المملكة المتحدة: china clay)

طين أبيض نقي يعطي الألومينا والسيليكا؛ ويبقي الطلاء معلَّقاً. وفي أستراليا: Eckalite.

كثافة نسبية (specific gravity، ⁦SG⁩)

وزن الطلاء السائل مقارنةً بالحجم نفسه من الماء. وفي الكتب البريطانية القديمة: وزن الباينت.

كربونات الكالسيوم (whiting)

مساعد الصهر الرئيسي للكالسيوم؛ تفقد أكثر من 40% من وزنها أثناء الحرق. بالألمانية: Kreide.

لامع ونصف مطفأ ومطفأ (gloss، satin، matte)

عاكس وأملس؛ ذو بريق خافت؛ باهت.

مادة معتِّمة (opacifier)

مادة، مثل الزركون أو أكسيد القصدير أو ثاني أكسيد التيتانيوم، تجعل الطلاء معتماً.

مادة مُلبِّدة ومادة مُشتِّتة (flocculant، deflocculant)

إضافات تجعل الطلاء السائل هلامياً (ملح إبسوم، الخل) أو أكثر سيولة (سيليكات الصوديوم، Darvan).

مادة ملوِّنة وصبغة خزفية (colorant، stain)

أكسيد أو كربونات فلز يلوّن الطلاء؛ والصبغة الخزفية مادة ملوِّنة مصنوعة في المصانع، أكثر استقراراً.

مثبِّت (stabilizer)

أكسيد، الألومينا أساساً، يجعل المصهور أكثر لزوجة ويزيد المتانة.

مجموعتا ⁦R₂O⁩ و ⁦RO⁩

مساعدات الصهر القلوية (⁦Na₂O⁩، ⁦K₂O⁩، ⁦Li₂O⁩) ومساعدات الصهر القلوية الترابية (⁦CaO⁩، ⁦MgO⁩، ⁦BaO⁩، ⁦SrO⁩، مع ⁦ZnO⁩).

مخروط حراري (cone)

هرم خزفي معايَر ينحني عند قدر محدد من الشغل الحراري. ويبيّن المخروط الشاهد ما تلقّته القطع.

مساعد صهر (flux)

أكسيد يخفض درجة انصهار السيليكا.

مكوِّن الزجاج (glass former)

الأكسيد الذي يبني الزجاج، وهو السيليكا عادةً.

نسبة السيليكا إلى الألومينا (silica to alumina ratio)

السيليكا مقسومة على الألومينا في صيغة سيجر: ارتفاعها يميل إلى اللمعان، وانخفاضها إلى الانطفاء.

المصادر

• Glazy Help: Glaze
• Glazy Help: Oxides
• Glazy Help: Raw materials
• Glazy Help: Glossary
• Glazy Help: Analyses
• Glazy Help: Firing
• Glazy Help: Defects
• Glazy Help: Specific gravity
• Orton Ceramic Foundation: Pyrometric cone chart, °F (via The Ceramic Shop)
• Digitalfire: Bisque
• Digitalfire: Bentonite
• Digitalfire: Unity molecular formula
• Digitalfire: ⁦LOI⁩
• Digitalfire: Frit
• Digitalfire: Limit formula
• Digitalfire: Glaze crazing
• Digitalfire: Glaze shivering
• Digitalfire: Specific gravity
• Digitalfire: Oxidation firing
• Ceramic Arts Network: Common glaze faults and how to correct them (Linda Bloomfield)
• Ceramic Arts Network: An introduction to color (Birdie Boone)
• Ceramic Arts Network: 8 ways to apply glaze (Robin Hopper)
• Glendale Community College: Glaze color
• Potclays: The difference between stoneware and earthenware
• ⁦US⁩ ⁦FDA⁩: Compliance Policy Guide Sec. 545.450, Pottery (ceramics), lead contamination
• ⁦EUR⁩-Lex: Council Directive 84/500/⁦EEC⁩ of 15 October 1984 on the approximation of the laws of the Member States relating to ceramic articles intended to come into contact with foodstuffs
• eCFR: 21 ⁦CFR⁩ 109.16, Ornamental and decorative ceramicware