Пузыри

Пузыри

Причины некоторых видов глазурного брака очень сложно установить. Часто кажется, что источник устранен, но брак продолжает появляться и в последующих обжигах. Один из таких дефектов - пузыри.

Определяем термины: 

• Химически связанная вода: вода, связанная с молекулами компонентов глины или глазури. Например, химическая формула глины - Al203•2 Si02•2 H20.
  H20  - это химически связанная вода.
• Конечная температура: максимальная точка нагрева во время обжига.
• Пузыри: полые выступающие над поверхностью глазури пузыри или кратеры с острыми краями
• Физически связанная вода: вода, требующаяся для увлажнения массы и придания ей пластичности в процессе гончарки или ручной лепки.

Любая попытка докопаться до причин этого распространенного дефекта потребует  изучения особенностей печи, режима обжига, характеристик керамической массы, а также нюансов нанесения и обжига глазури.

В большинстве случаев оказывается достаточно проверить несколько вариантов, чтобы выяснить причину пузырения глазури.

Возможные причины пузырения глазурей:

Режим обжига:

- Пережог может вызывать пузырение любой глазури, если низкоплавкий  оксид в составе глазури начинает разлагаться  с выделением кислорода.
Работа над ошибками: обожгите глазурь на один или два конуса ниже.

- Слишком долгий обжиг также может привести к разложению оксидов, вызвав появление пузырей. Дополнительное время в обжиге дает дополнительное тепло, даже если выставлена подходящая для глазури температура.
Работа над ошибками: уменьшите время обжига, сохранив нужный температурный промежуток.

- Слишком медленное охлаждение печи способствует получению большего количества тепла глазурью в расплавленном состоянии, заставляя оксиды “кипеть” в в жидкой глазури.
Работа над ошибками: по окончании обжига откройте отверстия в печи.

- Быстрый обжиг также может привести к появлению пузырей в глазури. Некоторые глазури в процессе расплавления “кипят” из-за выделения газов компонентами. Если этот интервал преодолевается слишком быстро, пузыри как бы “замораживаются” и не успевают залечиться, так как глазурь уже недостаточно текучая.
Работа над ошибками: увеличьте длительность обжига на последних 100-150 градусах.

- Недожог глазури, то есть обжиг на более низкой, чем температура созревания, температуре, может привести к получению бледной, “сухой” поверхности, а может - к пузырям.
Работа над ошибками: обжигайте в рекомендованном температурном диапазоне.

Причины, относящиеся к массе:

- Быстрый обжиг утеля или обжиг с дефицитом кислорода может привести к тому, что не вся органика выгорит, и тогда в политом этот процесс продолжится. Выделение углекислого газа приведет к появлению пузырей в глазури.
Работа над ошибками: более длительный утельный обжиг для окончательного выгорания органики в массе.

- Повышенное содержание органики в массе, не удаленное во время утельного обжига. Иногда в некоторых глинах может содержаться высокий процент органического материала. Обычный утельный обжиг в таком случае не позволит удалить весь его объем.
Работа над ошибками: увеличьте время утельного обжига для полного удаления органики.

- Шамотированная масса: в процессе проточки от зерен шамота остаются пустоты, которые в процессе глазуровки превращаются в воздушные карманы, и это - возможный пузырь в глазури.
Работа над ошибками: используйте более мелкошамотную массу для гончарных работ или хорошо заглаживайте поверхности после проточки, чтобы удалить все пустоты и царапины.

- Однократный обжиг, то есть глазуровка по сырцу, вследствие высокой абсорбции необожженной глины, может также привести к образованию воздушных карманов из-за очень быстрого высыхания глазури.
Работа над ошибками: добавьте в глазурь больше клея, чтобы замедлить ее высыхание.

- Растворимые соли в глине могут мигрировать к поверхности, пока глина сохнет, формируя слой сульфатов, выделяющих газы в расплавленную глазурь.
Работа над ошибками: добавление карбоната бария нейтрализует растворимые соли (осторожно, барий ядовит!).

- Тонкостенные изделия, насыщающиеся водой в процессе глазуровки, могут также стать “ловушкой” для влаги между слоями глазури. В процессе испарения эта вода может привести к образованию пузырей.
Работа над ошибками: используйте меньше воды и ждите, пока первый слой хорошо просохнет, прежде чем наносить следующий.

- Низкий утель может быть излишне пористым и очень быстро “высушивать” нанесенную глазурь. Если глазурь очень вязкая, воздушные полости, образовавшиеся в процессе глазуровки, будут мигрировать к поверхности глазури, но не успеют выйти полностью.
Работа над ошибками: повысьте температуру утеля на один-два конуса, чтобы снизить его пористость.

Причины, относящиеся к глазури:

- Химически связанная вода в материалах глазури уходит в районе 450-500 градусов, а “разложение” глинистых частиц и органики  происходит  между 560-900 градусами, в результате образуются газы. Другие распространенные материалы глазурей, такие как карбонат бария, стронция, тальк, оксид цинка, оксид марганца, карбонат магния, оксид никеля, карбонат никеля, оксид кобальта, карбонат кобальта, рутил, оксид железа, доломит, полевой шпат и мел тоже могут выделять газы или химически связанную воду, которые будут проходить через расплавленную глазурь, провоцируя образование пузырей.

- Вязкая глазурь или глазурь с высоким коэффициентом поверхностного натяжения также влияют на образование пузырей, так как задерживают газы из разных материалов глазури  - красящих оксидов, пигментов, и прочего. Такой типа глазурей наименее склонен к самостоятельному залечиванию следов от прохождения пузыря сквозь слой глазури из-за слабой потечности в расплавленном состоянии.
Работа над ошибками: смените глазурь или, если это самодельная глазурь, уменьшите количество компонента, отвечающего за эти качества.

- Красящие оксиды металлов, такие как марганец, использующиеся в подглазурках и ангобах, могут разлагаться, выделяя газы, приводящие к пузырям.
Работа над ошибками: замедлите нагрев в промежутке от 600 до 1080 градусов.

- Попадание в глазури примесей типа карбида кремния, ржавчины, солей также может привести к образованию пузырей.
Работа над ошибками: держите в чистоте инструменты и оборудование, тщательно мойте их. Перед глазуровкой процеживайте глазурь через сито, чтобы удалить случайно попавшие туда примеси.

- Нанесение второго слоя глазури спустя длительное время после первого может привести к недостаточно прочной связи глазурных слоев, и как результат - к пузырям. Работа над ошибками: попробуйте наносить второй слой глазури, пока первый еще слегка влажный.

- При наложении разных глазурей послойно может сработать эффект эвтектики, когда комбинация разных оксидов изменит характер плавления обеих глазурей. Работа над ошибками: тестируйте каждое сочетание глазурей на вертикальных пробниках, чтобы проверить их совместимость.

- Глазурь, распыленная с излишним давлением или нанесенная на влажный первый слой глазури ослабляет связь глазурного слоя с черепком, что впоследствии вызовет пузыри.
Работа над ошибками: распыляйте глазурь под меньшим давлением или держите краскопульт на большем расстоянии от изделия. Распыляйте второй слой только на сухой или слегка влажный первый слой. Никогда не напыляйте глазурь на мокрую поверхность.

- Экстремально толстый слой глазури может привести к пузырям и острым кратерам, так как в толстом слое пузырю воздуха нужно больше времени, чтобы достигнуть поверхности.
Работа над ошибками: попробуйте уменьшить слой глазури.

- Поставленные слишком близко друг к другу в обжиге изделия с глазурями разного состава могут привести к пузырям вследствие того, что летучие соединения из разных глазурей будут влиять на стоящие рядом с ними.
Работа над ошибками: увеличьте расстояние в садке печи между такими изделиями.

Задавайте правильные вопросы - и вы найдете ответы.

Всего несколько вопросов помогут найти источник пузырения глазури:

- Помогает ли пережог залечить пузыри? Глобально, если повторный обжиг помогает избавиться от пузырей,  ее нужно обжигать дольше (то есть дать изделию больше тепла в первом глазурном обжиге).
- Разные глазури пузырят в одной и той же печи? Вероятно, проблема в процессе обжига.
- Пузыри возникают только там, где наслаиваются разные глазури? Вероятно, эти глазури не сочетаются, соединение их компонентов приводит к эффекту эвтектики.
- Пузыри располагаются только на горизонтальных поверхностях? Высокое поверхностное натяжение и высокая вязкость глазури приводят к очень густому расплаву, который слабо двигается. Гравитация, действующая на глазурь на вертикальных поверхностях, помогает следам от пузырей растечься, поэтому они образуются только на горизонтальной поверхности. Другая возможная причина заключается  в том, что плоская тарелка, размещенная прямо на лещадке, получает больше тепла и дольше остывает, что приводит к локальному перегреву горизонтальной плоскости.,
- Пузыри располагаются только по краям или в верхней части изделий? Быстрое охлаждение выступающих частей приводит к “застыванию” пузырей в процессе созревания глазури.
- Пузыри получаются при обжиге в конкретной печке или во всех? Это может быть индикатором ошибки в выставлении режима обжига.
- Пузыри получаются в каком-то конкретном месте печки? Проверьте равномерность прогрева камеры.
- Пузыри получаются на конкретной массе или на всех? Возможно проблема в количестве органики в массе.

Автор статьи - Джефф Замек, www.jeffzamek.com.
Статья размещена в фервальском номере журнала Ceramics Monthly от 2024 года и приводится в сокращении.