Szkliwienie od podstaw

Czym jest szkliwo

Szkliwo to cienka warstwa szkła stopiona z powierzchnią naczynia. Glazy, otwarta baza danych receptur szkliw, nazywa je „składem szkła dobranym tak, by w określonych temperaturach topił się i stapiał z gliną”. Szkliwo nakłada się jako warstwę proszku, a w piecu topi się ono w szklistą powłokę, która uszczelnia glinę, dzięki czemu naczynie rzadziej przecieka, plami się lub ściera. W najwyższej temperaturze wypału stop reaguje też z gliną i często tworzy między nimi warstwę pośrednią, która mocno wiąże szkliwo z naczyniem. Na ceramice porowatej szkliwo leży na wierzchu jako osobna warstwa; na kamionce wtapia się w czerep.

Receptura wymienia surowce, takie jak skaleń, kreda i kaolin. W piecu część każdego z nich ulatnia się jako gaz (woda lub dwutlenek węgla), a reszta staje się tlenkami: związkami pierwiastka z tlenem, takimi jak krzemionka (SiO₂) czy tlenek wapnia (CaO). Wypalone szkło składa się z tlenków, dlatego ceramicy opisują szkliwo właśnie nimi. Każdy tlenek pełni jedną z trzech ról.

• Krzemionka (SiO₂) to tlenek szkłotwórczy: buduje szkło. Czysta krzemionka topi się powyżej 1700 °C (3100 °F), czyli w temperaturze znacznie wyższej, niż osiąga piec ceramiczny, a szkliwo bogate w krzemionkę jest na ogół trwalsze.
• Topniki obniżają temperaturę topnienia do takiej, którą piec może osiągnąć. Alkalia, zapisywane jako R₂O, to tlenki sodu, potasu i litu (Na₂O, K₂O, Li₂O); działają od stożka 06 aż po średni i wysoki wypał. Tlenki ziem alkalicznych, zapisywane jako RO, to tlenki wapnia, magnezu, baru i strontu (CaO, MgO, BaO, SrO), a razem z nimi zalicza się tu tlenek cynku (ZnO); działają najlepiej od stożka 5 do stożka 10. R oznacza dowolny metal z danej grupy.
• Tlenek glinu (Al₂O₃) to stabilizator. Zwiększa lepkość stopu, dzięki czemu szkliwo utrzymuje się na pionowych ściankach, i dodaje twardości oraz trwałości. Glazy ostrzega, że przy zbyt małej ilości tlenku glinu „szkliwo może spływać; zbyt duża może tak usztywnić stop, że szkliwo wyjdzie matowe”. Tlenek glinu pochodzi głównie z gliny i skalenia.

Bor (B₂O₃) zaciera tę granicę. Chemicy zaliczają go do tlenków szkłotwórczych, ale w temperaturach pracowni ceramicznej działa jak topnik i ceramicy tak go traktują. Przy stożku 5–6 jest kluczowy, a w wysokim wypale niepotrzebny. (Stożki, którymi ceramicy określają wypał, są objaśnione niżej.)

Można to zapamiętać tak: krzemionka jest szkłem, topniki pozwalają jej się stopić w temperaturze, którą piec jest w stanie osiągnąć, a tlenek glinu ją zagęszcza, żeby została tam, gdzie się ją nałożyło.

Glina, powłoki i dwa wypały

Masy ceramiczne

Masa ceramiczna to glina, z której wykonane jest naczynie. Wyróżnia się trzy główne rodzaje.

• Ceramika porowata: masa do niskiego wypału, około stożka 06–02, która po wypale pozostaje porowata. Często jest czerwona lub jasnobeżowa i wymaga szkliwa, żeby utrzymać wodę.
• Kamionka: masa do średniego i wysokiego wypału, około stożka 5–10, która spieka się całkowicie lub prawie całkowicie.
• Porcelana: biała masa do wysokiego wypału, bogata w kaolin, często przeświecająca.

Spieczony znaczy szklisty i nieporowaty; spiekanie to proces, w którym masa staje się taka podczas wypału. W Wielkiej Brytanii ceramicy często wyznaczają tę granicę inaczej, według temperatury: kamionkę wypala się powyżej 1200 °C (2192 °F), ceramikę porowatą poniżej. Średni wypał, stożek 5–6, wypada tuż po obu stronach tej granicy.

Powłoki i suszenie

Szlikier to glina zawieszona w wodzie, używana do odlewania, łączenia elementów lub zdobienia. Angoba to powłoka podobna do szlikru, często barwna, z większym udziałem surowców innych niż glina. Farba podszkliwna to barwny szlikier lub zdobienie tlenkami, zwykle pokryte szkliwem bezbarwnym.

Niewypalone wyroby to wyroby surowe (źródła nie są zgodne, czy to określenie obejmuje wszystkie niewypalone wyroby, czy tylko suche). Schnąc, osiągają najpierw stan skórzasty: są sztywne, ale jeszcze lekko wilgotne, i to pora na obtaczanie i doklejanie uch; potem stają się całkowicie suche: nie zostaje w nich wolna woda, są bardzo kruche i gotowe do wypału.

Dwa wypały

Pierwszy, niższy wypał to wypał biskwitowy (w Wielkiej Brytanii biscuit), zwykle do stożka 08–04 (najczęściej 06–04), około 942–1063 °C (1728–1945 °F). Po nim wyroby są wytrzymałe, ale porowate. Digitalfire, serwis z wiedzą o szkliwach, zaleca na ogół porowatość powyżej 15 %, żeby biskwit wciągał wodę ze szkliwa podczas nakładania. Miękki biskwit (stożek 08–06) jest bardziej porowaty; twardy biskwit (często stożek 04) jest mocniejszy, ale gorzej przyjmuje szkliwo.

Potclays, brytyjski dostawca, opisuje wypał biskwitowy do około 1000 °C (1832 °F), czyli mniej więcej do stożka 06. Zestawiając te źródła, proponujemy na pierwszy biskwit stożek 06–04: 998–1063 °C (1828–1945 °F) przy średniej szybkości grzania według Ortona.

Wypał szkliwa (brytyjscy ceramicy mówią też glost firing) topi szkliwo, a w przypadku kamionki także spieka masę. Przy wypale jednokrotnym szkliwi się wyroby niewypalone i wypala je tylko raz. Digitalfire opisuje przypadek z produkcji, w którym na wyrobach szkliwionych na surowo szkliwo zbiegało się na brzegach, dopóki problemu nie usunął wypał biskwitowy; dlatego należy zacząć od dwóch wypałów. Poradnik Wypał w prostym piecu podaje programy wypału dla obu.

Stożki i praca cieplna

Ceramicy określają wypał stożkiem: smukłą ceramiczną piramidką, która wygina się, gdy otrzyma określoną ilość ciepła. Orton, ich producent, ujmuje to tak: „Stożki nie mierzą samej temperatury. Mierzą pracę cieplną, czyli łączny efekt czasu i temperatury”.

Wyjaśnieniem jest praca cieplna: szkliwo, glina i stożek reagują nie tylko na to, jak bardzo są gorące, ale też na to, jak długo. Przy powolnym wypale stożek wygina się w niższej temperaturze, przy szybkim – w wyższej. Według tabeli Ortona stożek 6 wygina się w 1185 °C (2165 °F), gdy pod koniec wypału temperatura rośnie o 15 °C (27 °F) na godzinę, w 1222 °C (2232 °F) przy 60 °C (108 °F) na godzinę i w 1243 °C (2269 °F) przy 150 °C (270 °F) na godzinę; szybkość liczy się na ostatnich 100 °C (180 °F). Stożek uznaje się za opadnięty, gdy jego czubek wygnie się o 90°, czyli do położenia, które Orton nazywa godziną 5.

Numery stożków biegną od 022 do 42. Zero na początku wyróżnia chłodniejszą serię, w której większy numer oznacza niższą temperaturę: stożek 06 odpowiada niższej temperaturze niż stożek 04, a stożek 01 niższej niż stożek 1.

Wypały należy nazywać i programować według stożków, a temperatury traktować jako przybliżone. Stożek kontrolny postawiony na płycie wśród naczyń albo zestaw stożków złożony z trzech (stożek ostrzegawczy, o jeden stożek chłodniejszy, stożek docelowy i stożek zabezpieczający, o jeden stożek gorętszy) pokazuje, jaką pracę cieplną naprawdę otrzymały wyroby.

Publikowane temperatury się różnią. Glazy podaje dla wysokiego wypału, stożka 9–11, około 1280–1310 °C (2336–2390 °F), co odpowiada kolumnie szybkiego grzania w tabeli Ortona, a Digitalfire podaje, że większość pieców osiąga stożek 6 w około 1204 °C (2200 °F). Nasza rada: korzystać z wartości Ortona dla średniej szybkości grzania, tak jak ten poradnik, programować według stożków, a rozstrzygnięcie zostawić stożkowi kontrolnemu.

Poza Ameryką Północną dostawcy często podają °C zamiast stożka. Hermann Seger opracował nowoczesny stożek, po raz pierwszy użyty w Berlinie w 1886 roku, a Wielka Brytania ma od dawna własne stożki Staffordshire; nie należy zakładać, że ich numery odpowiadają numerom Ortona, a tabeli do ich przeliczania nie znaleźliśmy. Poradnik Wypał w prostym piecu omawia stożki dokładniej.

Od receptury do wzoru Segera

Receptura podaje surowce według masy, zwykle przeliczone tak, by baza sumowała się do 100. Dodatki (barwniki, zmętniacze i środki przeciw osiadaniu) dodaje się ponad te 100, zwykle jako procent bazy. Aby zobaczyć, czym właściwie jest szkliwo, ceramicy przeliczają recepturę na wzór Segera (UMF), nazwany tak od Hermanna Segera, który jako pierwszy zastosował jego układ w trzech kolumnach.

Strona Receptury w aplikacji Glazecalc wykonuje wszystkie cztery kroki na bieżąco, w trakcie wpisywania, i pokazuje wynik w trzech kolumnach: topniki (R₂O i RO), sumujące się do 1; stabilizatory (R₂O₃: tlenek glinu; często umieszcza się tu też bor); oraz tlenki szkłotwórcze (RO₂: krzemionka). Według Glazy „sprowadzanie do jedności to tylko narzędzie do skalowania”: dwie receptury z różnych surowców, ale o tym samym wzorze Segera, „po wypale zachowują się niemal identycznie”. Wartość 1 jest więc wspólną miarą, a nie ilością, którą się waży. Digitalfire dodaje, że metoda „nie sprawdza się tak dobrze w niższych temperaturach”, w których bor nie jest zwykłym topnikiem, i że wzory Segera „służą do porównań i najlepiej oglądać je w kontekście”. Funkcja Porównaj zestawia wzory dwóch receptur tlenek po tlenku.

Stosunek krzemionki do tlenku glinu

Najbardziej przydatną pojedynczą liczbą jest stosunek krzemionki do tlenku glinu: krzemionka podzielona przez tlenek glinu. W przykładzie 3,70 ÷ 0,41 daje około 9.

Stosunek 5–7 sam w sobie nie przesądza ani o połysku, ani o macie: granicę przesuwają topniki, bor i stożek. Glazy podaje jako typową proporcję topników w stabilnych szkliwach 0,2 R₂O na 0,8 RO, a najwyżej 0,3 R₂O na 0,7 RO. Więcej alkaliów sprawia, że stop jest bardziej płynny, i zwiększa jego rozszerzalność cieplną, a tym samym ryzyko pęknięć włoskowatych.

Strata prażenia

Strata prażenia (LOI) to ubytek masy surowca w piecu, gdy woda, dwutlenek węgla, substancje organiczne lub siarka ulatniają się jako gaz. Wypalone szkliwo nie ma straty prażenia, dlatego wzór Segera ją pomija.

Gaz, który uchodzi, gdy szkliwo już zaczęło się topić, musi się przez nie przebić, co powoduje, słowami Digitalfire, „pęcherzyki, pęcherze, nakłucia, zbieganie się szkliwa”. Talk wydziela gazy aż do około 899 °C (1650 °F). Pomagają fryty, surowce kalcynowane (wcześniej wyprażone, by usunąć z nich gazy) oraz zmiany w wypale.

Starsze książki wykonują te obliczenia ręcznie, posługując się masą cząsteczkową (masą jednego mola surowca lub tlenku) i masą równoważnikową (masą surowca, która dostarcza jednego mola tlenku). Według naszych obliczeń około 100 g kredy dostarcza jednego mola, czyli 56 g, tlenku wapnia. Kalkulator radzi sobie z jednym i drugim.

Fryty i surowce

Fryty

Fryta to szkło wytwarzane w fabryce: minerały się stapia, gwałtownie schładza w wodzie i miele. Frytowanie sprawia, że rozpuszczalne surowce, takie jak boraks, stają się nierozpuszczalne, zamyka toksyczne tlenki, np. ołowiu i baru, w stabilnym szkle, daje surowiec o bardziej stałym składzie niż surowe minerały i usuwa gazy, dlatego szkliwa z fryt są „w znacznie większym stopniu wolne od wad” (Digitalfire). Fryty topią się też wcześnie: fryta sodowa działa już przy stożku 06, podczas gdy skaleń „przy stożku 6 dopiero zaczyna mięknąć”. Są droższe, potrzebują gliny, by utrzymać się w zawiesinie (w przykładzie Digitalfire to 85 % fryty i 15 % gliny), i są „teoretycznie nierozpuszczalne, ale w praktyce nie są”.

Fryty w Ameryce Północnej nazywa się od producenta i numeru: fryta Ferro 3134 (Ferro to dziś Vibrantz) występuje w około 22 % publicznych receptur w Glazy. Receptury brytyjskie częściej podają fryty ogólne, takie jak standardowa fryta boraksowa.

Popularne surowce

Nazwy regionalne

• Kaolin w Wielkiej Brytanii nazywa się china clay; australijscy dostawcy sprzedają go jako Eckalite.
• Flint, czyli krzemień, to starsza brytyjska nazwa krzemionki. Brytyjscy dostawcy nadal sprzedają kalcynowany krzemień (calcined flint) jako osobny produkt, więc „flint” w brytyjskiej recepturze oznacza zapewne kalcynowany krzemień, a w amerykańskiej – raczej mączkę kwarcową. Oba sprzedaje się jako źródła krzemionki; należy sprawdzić skład chemiczny.
• China stone i Cornish stone (Cornwall stone), po polsku kamień kornwalijski, to ten sam surowiec, pokrewny skaleniom.
• Kreda (whiting) to węglan wapnia; niemieccy dostawcy nazywają ją Kreide (kreda).

Surowiec należy oceniać po tlenkach, które wnosi, a nie po nazwie. Tak właśnie działa Glazecalc: na stronie Surowce można wpisać skład chemiczny podany przez dostawcę, a funkcje Wypróbuj współczesne surowce i porównaj, Zaproponuj ilości i porównaj oraz Dopasuj do tego, co mam dopasowują tlenki po wypale, a nie nazwy.

Surowce też się zmieniają. Produkcja skalenia Custer zakończyła się w 2023 roku. Pierwotna kopalnia Gerstley Borate została zamknięta około 1999–2000 roku; Laguna wciąż sprzedaje produkt pod tą nazwą, a głównym zamiennikiem jest Gillespie Borate. Źródła nie są zgodne, czy Gillespie zastępuje Gerstley Borate w tej samej ilości (jego producent i Potclays twierdzą, że tak, Digitalfire i inni, że nie), dlatego należy porównać oba surowce w aplikacji Glazecalc, a potem przetestować małą porcję.

Barwniki i zmętniacze

Barwnik to tlenek lub węglan metalu, który barwi szkliwo; pigment to barwnik wytwarzany fabrycznie, stabilniejszy i bardziej powtarzalny niż surowe tlenki. Barwników dodaje się zwykle poniżej 5 % bazy, wielu poniżej 1 %, a węglan barwi mniej więcej o połowę słabiej niż odpowiadający mu tlenek.

Ilości kobaltu i chromu są naprawdę sporne. Według Glazy 0,1 % kobaltu wystarcza do uzyskania błękitu; Glendale Community College podaje ½–2 % lub ½–3 %, zależnie od atmosfery; Birdie Boone w Pottery Making Illustrated pisze o 3 % lub mniej. Dla chromu Boone podaje poniżej 0,5 %, a Glendale 2–3 %. Bezpiecznie jest zacząć od małych ilości i zrobić próbę liniową: rząd płytek testowych, na których ilość jednego składnika rośnie stopniowo od małej do dużej.

Szkliwo bazowe zmienia kolor. Błyszcząca, transparentna baza daje najżywszy kolor; bazy satynowe i matowe, zwykle bogatsze w tlenek glinu, go wyciszają. Magnez przesuwa kobalt w stronę fioletu, cynk zmienia chrom w brąz, a chrom z cyną daje róż.

Zmętniacze

Zmętniacz sprawia, że szkliwo staje się kryjące i zasłania glinę; szkliwo transparentne pozostawia ją widoczną.

Dopasowanie szkliwa i wady

Zarówno glina, jak i szkliwo rozszerzają się przy nagrzewaniu i kurczą przy stygnięciu, każde w swoim stopniu: jest to ich rozszerzalność cieplna. Dopasowanie szkliwa do czerepu określa, jak dobrze obie rozszerzalności do siebie pasują. Przy dobrym dopasowaniu szkliwo pozostaje lekko ściśnięte przez czerep; według Digitalfire niewielkie ściskanie wzmacnia wyroby, a zbyt duże może je osłabić, a nawet spowodować ich pękanie.

Pęknięcia włoskowate i odpryskiwanie szkliwa

Pęknięcia włoskowate to siatka drobnych rys. Rozszerzalność szkliwa jest większa niż rozszerzalność czerepu, więc przy stygnięciu szkliwo kurczy się bardziej, zostaje rozciągnięte i pęka, zwykle z powodu nadmiaru sodu i potasu (Na₂O, K₂O). Pęknięcia mogą też pojawić się później, podczas użytkowania, po wielokrotnym gwałtownym ochładzaniu, na przykład w kontakcie z zimnymi płynami. Gdy są zamierzone, jak w raku, nazywa się je krakle. Digitalfire pisze, że „w 95 % przypadków rozwiązaniem jest skorygowanie rozszerzalności cieplnej szkliwa”; powolne chłodzenie tylko opóźnia powstanie pęknięć. Jego test: podgrzać wyrób do około 149 °C (300 °F), zanurzyć go w wodzie z lodem i potrzeć powierzchnię flamastrem, żeby uwidocznić pęknięcia.

Źródła różnią się co do pierwszego środka zaradczego. Glazy proponuje dodać krzemionki lub tlenku glinu; Digitalfire odpowiada, że dodatkowa krzemionka „tylko rozcieńcza KNaO” (sód i potas); Linda Bloomfield dodaje boru lub zmniejsza ilość skalenia, zmieniając jeden surowiec naraz. Nasza rada: w kalkulatorze receptur zastąpić część sodu i potasu topnikami o niższej rozszerzalności (borem, litem, magnezem, wapniem), sprawdzić zmianę przyciskiem Porównaj i potwierdzić ją testem z wodą z lodem.

Odpryskiwanie szkliwa to zjawisko odwrotne: rozszerzalność szkliwa jest znacznie niższa niż rozszerzalność czerepu, więc szkliwo jest nadmiernie ściśnięte i odpryskuje z brzegów i krawędzi. Digitalfire ostrzega, że odpryski mogą być ostre jak brzytwa i mogą zostać połknięte, a Glazy nazywa odpryskiwanie szkliwa „jeszcze groźniejszym niż pęknięcia włoskowate na naczyniach użytkowych”. Rozwiązaniem jest szkliwo o wyższej rozszerzalności lub masa o niższej rozszerzalności.

Połysk i mat

Powierzchnia błyszcząca odbija światło i jest gładka, satynowa ma przytłumiony połysk, a matowa jest bez połysku. Połysk wymaga całkowicie stopionego szkła. Mat może wynikać z dużej ilości tlenku glinu (niskiego stosunku krzemionki do tlenku glinu), z topników takich jak wapń, magnez, bar czy stront, które przy stygnięciu szkliwa tworzą drobne kryształy, albo z niedopalenia.

Typowe wady

Należy zmieniać jedną rzecz naraz i zachowywać płytki testowe.

Bezpieczeństwo w kontakcie z żywnością

Uwalnianie metali to przechodzenie metali z wypalonego szkliwa do żywności lub napojów; szkliwo może wyglądać idealnie, a mimo to je uwalniać. Badania przewidziane w przepisach polegają na zanurzeniu wypalonego wyrobu w roztworze kwasu i zmierzeniu ilości ołowiu i kadmu, które się z niego uwolniły.

Bezołowiowe nie znaczy bezpieczne w kontakcie z żywnością

Przepisy w USA, UE, Wielkiej Brytanii i Australii ograniczają ilość ołowiu i kadmu, którą uwalnia wypalony wyrób, a nie to, co zawiera szkliwo. Określenie „bezołowiowe” oznacza usunięcie jednego zagrożenia; nie jest oceną bezpieczeństwa w kontakcie z żywnością. Uwalniają się też inne tlenki: Glazy ostrzega, że szkliwa bogate w bar „mogą uwalniać metale i na ogół nie nadają się do kontaktu z żywnością”, Digitalfire pisze, że miedź „może powodować uwalnianie metali ze szkliwa; trzeba to zbadać”, a Glazy nie zaleca już szkliw ołowiowych do naczyń użytkowych.

Szkliwo do wnętrza naczyń to stabilne, zwykle bezbarwne lub białe szkliwo na powierzchnie stykające się z żywnością. Naszym zdaniem mniejsze ryzyko niesie szkliwo bez barwników, baru, ołowiu i litu, które w pełni się topi, nie pęka włoskowato i jest odporne na ścieranie. Mniejsze ryzyko nie jest dowodem.

Wzory graniczne (Digitalfire woli określenie wzory docelowe) podają typowe zakresy wzoru Segera dla stabilnych szkliw na dany stożek: według wzorów docelowych Digitalfire dla stożka 6 tlenek glinu powinien wynosić 0,285–0,64, a krzemionka 2,4–4,7. Wskazują kierunek ku poprawnej chemii, ale niczego nie dowodzą; Digitalfire unika słowa „granica”, bo sugeruje ono, że szkliwa mieszczące się w tych zakresach „są w jakiś sposób bezpieczne”. Narzędzia aplikacji Glazecalc do zmiany receptury informują, gdy nowa receptura przekracza zalecaną granicę, np. zawiera dużo boru przy stożku 6, i co szkliwo prawdopodobnie zrobi.

Limity prawne różnią się w zależności od kraju. Tabela pokazuje te obowiązujące w kraju zamieszkania, w jednostkach, w jakich podają je same przepisy; dla porównania można wybrać inny kraj.

W USA ozdobne wyroby ceramiczne, które wyglądają na nadające się do kontaktu z żywnością, są traktowane jak naczynia do żywności, chyba że mają naklejkę oraz trwały napis wytłoczony lub wypalony na spodzie, taki jak „Not for Food Use. May Poison Food” (nie do kontaktu z żywnością; może zatruć żywność), albo otwór przechodzący przez powierzchnię stykającą się z żywnością. UE określa limity ołowiu i kadmu w dyrektywie 84/500/EWG, a Wielka Brytania zachowuje te same wartości we własnym prawie. Od 29 maja 2026 r. Holandia, Belgia i Luksemburg dopuszczają ok. 130–150 razy mniej ołowiu i ok. 15 razy mniej kadmu. Australia ustala limity dla wyrobów importowanych; nie znaleźliśmy oficjalnego limitu dla wyrobów wytwarzanych w Australii ani w Nowej Zelandii.

Badania

Według FDA domowe testy wymazowe mogą wykazać uwalniający się ołów, ale Ceramics New Zealand ostrzega, że pisaki testowe nie są przeznaczone do ceramiki i dają wyniki fałszywie dodatnie. Wynik dodatni należy traktować jako powód, by przestać używać naczynia, a wynik ujemny jako niedowodzący niczego. Rzeczywistą odpowiedź daje laboratoryjne badanie uwalniania metali z wypalonego wyrobu (ASTM C738 w USA; EN 1388 lub ISO 6486 w Europie).

Gęstość względna i nakładanie

Gęstość względna

Proszek szkliwa zmieszany z wodą to zawiesina szkliwa. Jej gęstość względna (SG) to jej masa w porównaniu z masą tej samej objętości wody, której SG wynosi 1,0: im jest wyższa, tym więcej proszku w wiadrze. Starsze brytyjskie książki podają masę pinty. Glazy nazywa wartość 1,4–1,5 „dobrym punktem wyjścia dla większości szkliw”. Aby ją zmierzyć, należy zważyć dokładnie 100 mL zawiesiny (Glazy proponuje strzykawkę) i podzielić wynik przez 100: 145 g oznacza SG 1,45. Areometry są zawodne w zżelowanych szkliwach, a woda odparowuje, dlatego przed szkliwieniem trzeba sprawdzić gęstość ponownie.

Wartości docelowe różnią się w zależności od źródła. Digitalfire podaje dla szkliw do zanurzania 1,40–1,50, a dla handlowych szkliw do malowania pędzlem 1,25–1,55, natomiast Potclays podaje 1,71–1,81 do malowania pędzlem i 1,71 do natrysku. Nasza rada: zanurzać przy około 1,45, przy lekko zżelowanym szkliwie, w przypadku szkliwa do malowania pędzlem stosować się do etykiety i zapisywać, co się sprawdza.

Flokulant (sól gorzka, ocet lub chlorek wapnia) lekko żeluje zawiesinę i czyni ją tiksotropową: płynie, gdy się ją miesza, i tężeje w spoczynku, co daje „równomierne pokrycie szkliwem bez zacieków”. Deflokulant (krzemian sodu lub Darvan) ją upłynnia. Poradnik Jak przygotować szkliwo omawia mieszanie i korygowanie zawiesiny.

Nakładanie szkliwa

Najpierw należy oczyścić biskwit z kurzu i tłuszczu ledwie wilgotną gąbką zamiast go myć, bo wtedy nasiąka wodą. Nie należy zdmuchiwać kurzu sprężonym powietrzem ani czyścić go suchą szczotką: w ten sposób pył krzemionki trafia do powietrza (Bezpieczne rozrabianie szkliw i wentylacja).

• Zanurzanie „na ogół daje warstwę o równej grubości” (Robin Hopper). Grubość zależy od czasu zanurzenia: Digitalfire zauważa, że handlowe szkliwa do zanurzania przygotowuje się na gęstość około 1,4 przy zanurzeniu na 5 sekund i 1,5 przy zanurzeniu na 1 sekundę.
• Szkliwo do polewania powinno być „nieco rzadsze niż do zanurzania”; tam, gdzie polewania się nakładają, warstwa się podwaja i może spływać.
• Szkliwa do malowania pędzlem zawierają klej, taki jak klej CMC (karboksymetyloceluloza), który pomaga szkliwu się rozprowadzać i przylegać, a potem się wypala. Większość wymaga kilku warstw, często dwóch lub trzech; należy stosować się do etykiety.
• Do natrysku stosuje się znacznie rzadsze szkliwo, nakładane „kilkoma cienkimi warstwami, stopniowo zwiększając grubość”.

Zbyt gruba warstwa może się zbiegać, tworzyć pęcherze lub spływać. Praktyczne wskazówki dostawców mówią o grubości od karty kredytowej do amerykańskiej monety dziesięciocentowej (dime), czyli według naszych szacunków około 1 mm suchego szkliwa; wiarygodnym sprawdzianem są płytki testowe z kilkoma grubościami warstwy. Wosk na stopce odpycha szkliwo, więc naczynie nie przywrze do płyty, a pobiałka, żaroodporna powłoka, często z kaolinu i krzemionki, chroni płyty piecowe przed zaciekami.

Atmosfera utleniająca i redukcyjna

Gazy w piecu, czyli jego atmosfera, wpływają na to, jak wychodzą szkliwa. Atmosfera utleniająca oznacza obfitość tlenu. Według Digitalfire „piece elektryczne to synonim wypału utleniającego”, a szkliwa wypalane w atmosferze utleniającej są zwykle żywsze niż wypalane w redukcji, zwłaszcza w niższych temperaturach. W atmosferze utleniającej miedź daje zielenie i turkus, a żelazo brązy, beże i czerwienie. Słabo wentylowany piec elektryczny, pełen wyrobów wydzielających gazy, może pracować w atmosferze bardziej obojętnej, niż zamierzano; pomaga wyciąg podłączony bezpośrednio do pieca.

Redukcja to celowe ograniczenie dopływu tlenu, zwykle w piecu gazowym, opalanym drewnem lub specjalnym. Miedź daje czerwień, a żelazo działa silniej jako topnik i daje celadon (od niebieskozielonego po szarozielony, przy około ½–2 % żelaza) i tenmoku (temmoku: brązowoczarne, przy około 5–6 % żelaza). Według Glazy celadony i czerwienie miedziowe „zależą od redukcji”. Zmienia się też glina: w jednym z porównań Digitalfire masa kamionkowa wypaliła się na szaro w redukcji i na żółtawo w atmosferze utleniającej. Węglik krzemu w szkliwie może wywołać małe obszary redukcji nawet w piecu elektrycznym. Do wypałów redukcyjnych od stożka 010 do stożka 3 Orton zaleca swoje stożki niezawierające żelaza.

Należy się liczyć z tym, że receptura opracowana do redukcyjnego pieca gazowego wyjdzie inaczej w piecu elektrycznym: celadon czy czerwień miedziowa, które zależą od redukcji, nie będą wyglądać tak samo w atmosferze utleniającej. Należy sprawdzić, do jakiej atmosfery opracowano recepturę, i zapisać własną, razem ze stożkiem, w notatkach receptury w aplikacji Glazecalc.

Każdy piec, także elektryczny, wydziela gazy i opary, dlatego piec trzeba wentylować. Jak to zrobić, wyjaśnia poradnik Bezpieczne rozrabianie szkliw i wentylacja.

Słowniczek

Barwnik i pigment (colorant and stain)

Tlenek lub węglan metalu, który barwi szkliwo; pigment to wytwarzany fabrycznie, stabilniejszy barwnik.

Bentonit (bentonite)

Bardzo drobna glina dodawana w ilości 1–3 %, by szkliwo nie osiadało.

Biskwit, wypał biskwitowy (bisque; w Wielkiej Brytanii: biscuit)

Pierwszy, niższy wypał, zwykle do stożka 08–04 (najczęściej 06–04), po którym wyroby są wytrzymałe, ale porowate.

Bor, B₂O₃ (boron)

Formalnie tlenek szkłotwórczy, ale stosowany jako topnik; niezbędny od stożka 06 do stożka 6.

Ceramika porowata (earthenware)

Masa do niskiego wypału (około stożka 06–02), która pozostaje porowata.

Dewitryfikacja (devitrification)

Kryształy wyrastające ze szkła na początku chłodzenia tam, gdzie są niepożądane.

Do kontaktu z żywnością (food safe)

Według prawa: taki, który w teście kwasowym uwalnia mniej ołowiu i kadmu, niż wynoszą limity. To nie to samo co bezołowiowy.

Dodatek (additive)

Barwnik, zmętniacz lub środek przeciw osiadaniu, dodawany ponad 100 części receptury.

Dopasowanie szkliwa do czerepu (glaze fit)

Stopień zgodności rozszerzalności szkliwa i czerepu; przy dobrym dopasowaniu szkliwo jest lekko ściśnięte.

Farba podszkliwna (underglaze)

Barwny szlikier lub zdobienie tlenkami, zwykle pod szkliwem bezbarwnym.

Flokulant i deflokulant (flocculant and deflocculant)

Dodatki, które żelują zawiesinę (sól gorzka, ocet) lub ją upłynniają (krzemian sodu, Darvan).

Fryta (frit)

Szkło wytwarzane fabrycznie – stopione, gwałtownie schłodzone i zmielone – dzięki któremu rozpuszczalne lub toksyczne tlenki stają się nierozpuszczalne.

Gęstość względna, SG (specific gravity)

Masa zawiesiny w porównaniu z masą tej samej objętości wody. W starszych brytyjskich książkach: pint weight (masa pinty).

Glina ball clay

Plastyczna glina z większą zawartością żelaza i substancji organicznych niż kaolin.

Kamionka (stoneware)

Masa do średniego i wysokiego wypału (około stożka 5–10), która spieka się całkowicie lub prawie całkowicie.

Kaolin (w Wielkiej Brytanii: china clay)

Czysta biała glina dostarczająca tlenku glinu i krzemionki; utrzymuje szkliwo w zawiesinie. W Australii: Eckalite.

Klej CMC (CMC gum)

Klej celulozowy, który ułatwia nakładanie szkliwa pędzlem i jego przyleganie; wypala się.

Kreda (whiting)

Węglan wapnia, główny topnik wapniowy; w wypale traci ponad 40 % masy. Po niemiecku: Kreide.

Krzemionka, SiO₂ (silica)

Tlenek szkłotwórczy; nazywana też krzemieniem (flint) lub kwarcem.

Nakłucia i pęcherze (pinholing and blistering)

Małe dziurki lub kratery o ostrych krawędziach w miejscach, gdzie gaz uszedł przez stop.

Odpryskiwanie szkliwa (shivering)

Szkliwo odpryskujące z krawędzi, bo jest nadmiernie ściśnięte; zagrożenie na naczyniach użytkowych.

Pęknięcia termiczne (dunting)

Pęknięcia naczynia wywołane naprężeniami przy chłodzeniu lub nagrzewaniu, często przy inwersji kwarcu, 573 °C (1063 °F).

Pęknięcia włoskowate (crazing)

Drobne pęknięcia w szkliwie, które kurczy się bardziej niż czerep; krakle, gdy są zamierzone.

Pobiałka (kiln wash)

Żaroodporna powłoka, która chroni płyty piecowe przed zaciekami.

Porcelana (porcelain)

Biała masa do wysokiego wypału, bogata w kaolin, często przeświecająca.

Praca cieplna (heatwork)

Łączny efekt temperatury i czasu w piecu; to, co mierzą stożki.

Próba liniowa (line blend)

Próbki, w których ilość jednego składnika zmienia się stopniowo między dwiema wartościami. Próba trójskładnikowa (triaxial blend) zmienia trzy składniki na siatce.

R₂O i RO (R₂O and RO)

Topniki alkaliczne (Na₂O, K₂O, Li₂O) i topniki z grupy ziem alkalicznych (CaO, MgO, BaO, SrO, a także ZnO).

Receptura (batch recipe)

Surowce szkliwa według masy, zwykle sumujące się do 100.

Skaleń (feldspar)

Minerał dostarczający topnika alkalicznego wraz z tlenkiem glinu i krzemionką: skaleń potasowy, skaleń sodowy lub syenit nefelinowy.

Spiekanie (vitrification)

Proces, w którym masa staje się w wypale szklista i nieporowata.

Stabilizator (stabilizer)

Tlenek, głównie tlenek glinu, który zwiększa lepkość stopu i dodaje trwałości.

Stosunek krzemionki do tlenku glinu (silica to alumina ratio)

Krzemionka podzielona przez tlenek glinu we wzorze Segera: wyższy sprzyja połyskowi, niższy matowi.

Stożek (cone)

Kalibrowana ceramiczna piramidka, która wygina się po otrzymaniu określonej pracy cieplnej. Stożek kontrolny pokazuje, co otrzymały wyroby.

Strata prażenia, LOI (loss on ignition)

Ubytek masy w wypale, gdy uchodzą woda, dwutlenek węgla, substancje organiczne lub siarka.

Szkliwo (glaze)

Warstwa szkła, która topi się w wypale, by uszczelnić i ozdobić naczynie.

Szkliwo błyszczące, satynowe i matowe (gloss, satin and matte)

Odbijające światło i gładkie; o przytłumionym połysku; bez połysku.

Szkliwo do wnętrza naczyń (liner glaze)

Stabilne, zwykle bezbarwne lub białe szkliwo na powierzchnie stykające się z żywnością.

Szlikier i angoba (slip and engobe)

Glina w wodzie; angoba to powłoka podobna do szlikru, z większym udziałem surowców innych niż glina.

Tiksotropia (thixotropy)

Płynięcie podczas mieszania i tężenie w miękki żel w spoczynku.

Tlenek (oxide)

Związek pierwiastka z tlenem; skład tlenkowy podaje tlenki w procentach masowych.

Tlenek glinu, Al₂O₃ (alumina)

Główny stabilizator: zapobiega spływaniu i dodaje twardości. Pochodzi z glin i skaleni.

Tlenek szkłotwórczy (glass former)

Tlenek, który buduje szkło, zwykle krzemionka.

Topnik (flux)

Tlenek, który obniża temperaturę topnienia krzemionki.

Uwalnianie metali (leaching)

Przechodzenie metali z wypalonego szkliwa do żywności lub napojów.

Wypał jednokrotny (once-firing, single firing)

Szkliwienie niewypalonych wyrobów i wypalanie ich tylko raz.

Wypał szkliwa (glaze firing; w Wielkiej Brytanii: glost firing)

Wypał, w którym topi się szkliwo.

Wypał utleniający i redukcyjny (oxidation and reduction)

Wypał z obfitością tlenu (piece elektryczne) lub z ograniczonym dopływem tlenu (zwykle piece gazowe lub opalane drewnem).

Wyroby surowe (greenware)

Wyroby niewypalone: w stanie skórzastym, gdy są sztywne, ale wilgotne; całkowicie suche, gdy nie została w nich wolna woda.

Wzór graniczny, wzór docelowy (limit formula, target formula)

Typowe zakresy wzoru Segera dla stabilnych szkliw na dany stożek; wskazówka, nie gwarancja.

Wzór Segera, UMF (unity molecular formula, Seger formula)

Tlenki szkliwa wyrażone jako liczby cząsteczek, przeliczone tak, by topniki sumowały się do 1.

Zabezpieczenie woskiem (wax resist)

Wosk nanoszony pędzlem tam, gdzie nie może trafić szkliwo, zwykle na stopkę.

Zbieganie się szkliwa (crawling)

Szkliwo ściągające się w krople podczas wypału i odsłaniające gołą glinę.

Zmętniacz (opacifier)

Surowiec, taki jak krzemian cyrkonu, tlenek cyny lub dwutlenek tytanu, który czyni szkliwo kryjącym.

Źródła

• 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 (w serwisie 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