مراحل فازی تشکیل لعاب در خلال فرآیند پخت
لعاب استعمال شده بر روی بدنه ها مطابق با مراحل ذیل تبدیلات فازی خود را در خلال سیکل پخت طی مینماید :

- تشکیل سیلیکاتها

- تشکیل فاز شیشه ای

- فاز تصفیه



فلدسپارها در ترکیب لعاب ، قلیائیها را بعنوان تغییر دهنده های شبکه ، آلومین را بعنوان واسطه تثبیت سازی ، و SiO2 را بعنوان شیشه ساز و به شکلی نامحلول وارد سیستم می نمایند . در طی اولین فاز ، یعنی تشکیل سیلیکاتها ، آنچه بوقوع می پیوندد واکنشهای فاز جامد است . اولین واکنش فاز جامد مودیفیکاسیون بتا کوارتز به آلفا کوارتز در 573 درجه سانتیگراد است که بصورت خودبخودی انجام می پذیرد .

دیگر مؤلفه مهم مصرفی در بچ لعاب CaCO3 است که تجزیه آن مطابق واکنش زیر بوقوع می پیوندد :

CaCO3 à CaO + CO2



متعاقب واکنشهای بالا ، فاز تشکیل سیلیکاتها با تشکیل کلسیم سیلیکات آغاز می گردد :

2CaO + SiO2 à 2CaO.SiO2

CaO + SiO2 à CaO.SiO2



فاز تشکیل سیلیکاتها حول و حوش 900 درجه سانتیگراد و در حالی که لعاب همچنان حاوی کوارتز باقیمانده در ساختار خود می باشد ، به اتمام میرسد . مذابه های اویتکتیک اولین فازهای مذابی هستند که در خلال افزایش درجه حرارت و در بازه حرارتی 700 تا 900 درجه سانتیگراد تشکیل می گردند . در فاز دوم ، واکنشهای تشکیل شیشه بوقوع می پیوندد . بخش عمده کوارتز آزاد باقیمانده ، در طی این مرحله از فرآیند پخت وارد فاز مذاب می گردد .

در پیک حرارتی پخت لعاب ، مؤلفه های اکسیدی استاندارد مورد استفاده در لعابها ، یعنی CaO ، MgO، k2O، Na2O، ZnO ،Al2O3 و SiO2 همگی در فاز مذاب حضور دارند . لعابها در حالی که در موقعیت فاز شیشه أی و یا بعضاً مرحله بعدی تصفیه قرار دارند ، با طی مرحله سرمایش سخت می شوند .

به هر ترتیب فرآیند ذوب کامل شیشه أی در طی سیکلهای پخت استاندارد محصولات سرامیکی همواره صورت قطعیت به خود نمی گیرد . بنابراین شاهد حضور حفره های سوزنی در سرتاسر ساختار برخی از لعابها هستیم که حکایت از حضور ذرات حل نشده در مذابه (SiO2) لعاب می نماید . یک ناحیه انتقالی بین لعاب و بدنه تشکیل می شود که اصطلاحاً بدان لایه میانی یا لایه بافر اطلاق می شود و در مقایسه با بدنه های سرامیکی از محتوای فاز شیشه أی بالاتری برخوردار است .

بسته به ترکیب خاص شیمیائی لایه بافر بعضاً ممکن است با تشکیل فازهای کریستالین نیز مواجه گردیم . در لعابهای غنی از CaO ، کریستالیزاسیون آنورتیت و حضور کریستوبالیت را می توان به کمک آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی ثابت نمود . اثر فلدسپارهای قلیائی (ترجیحا فلدسپارهای غنی از آلوبایت ) در طی مراحل تشکیل لعاب عمدتاً در مرحله دوم یعنی تشکیل فاز شیشه نمود می یابد . این فلدسپارها در 1120 درجه سانتیگراد شروع به ذوب شدن نموده و در پیوند با سایر اکسیدها،ساختار شیشه أی لعاب را گسترش میدهند .

در ساده ترین شکل این ساختار شامل شیشه های آلومینوسیلیکات قلیائی ـ قلیائی خاکی است . افزودن Al2O3 به کمک فلدسپارها این مزیت را دارد که انحلال و ورود آن به فاز مذاب تقریبا بدون مشکل انجام میپذیرد .

فرضیه هایی که در تبیین ساختار شیشه های سیلیکاته مورد استفاده قرار می گیرند، در توصیف فرآیندهای واقع شده در طی تشکیل فاز شیشه أی لعاب نیز معتبرند ، و نتایج حاصل از آنها ضرورت حضور قلیائیها و قلیائیهای خاکی ، Al2O3 و SiO2 را در نسخه فرمولاسیون بچ لعاب نشان می دهد .

شیشه های آلومینوسیلیکاته قلیائی ـ قلیائی خاکی که در خلال تشکیل فاز شیشه أی توسعه می یابند،شامل اتصالات نامنظم تتراهدرونهای [SiO4]- هستند که که اساسا 60 درصد پیوندها را شامل می شود . Al2O3 این قابلیت را دارد که در شبکه جایگزین SiO2 شده و بنابر این در صورت حضور اکسیدهای قلیائی، به فرم کئوردینیت های تتراهدرالی چون تتراهدرون [AlO4]- ظاهر گردد .

افزودن فلدسپار به نسخه بچ لعاب ضامن تامین هر سه مؤلفه اکسیدی مورد اشاره است . یونهای قلیائی و قلیائی خاکی هر دو بعنوان تغییر دهنده های شبکه عمل می نمایند . اگرچه Al2O3 می تواند هم به شکل یک تشکیل دهنده و هم به شکل یک تغییر دهنده شبکه عمل نماید ، معهذا رفتار آن بستگی به میزان اسیدیته یا قلیائیت فاز شیشه أی دارد .

با افزایش درجه حرارت ، قلیائیها [Na2O,K2O] و قلیائیهای خاکی [CaO,MgO] بیشتری وارد فاز شیشه می شوند ، که به نوبه خود موجب افزایش قلیائیت فاز شیشه أی گردیده و بنابراین تشکیل تتراهدرونهای [AlO4]- را امکانپذیر می سازند . تتراهدرونهای [SiO4]- و [AlO4]- ساختار شیشه أی را تشکیل می دهند که بر اساس مدل اشاره شده ، شبکه شیشه أی لعاب محسوب می گردد .

یونهای قلیائی و قلیائی خاکی ـ بعنوان تغییر دهنده های شبکه ـ از طریق اکسیژن به تتراهدرونها متصل میگردند .این مکانیسم موجب شکست پلها و تخریب ساختار شبکه می گردد . افزایش محتوای اکسیدهای قلیائی و قلیائی خاکی تعداد شکستهای حادث شده را افزایش می دهد . تتراهدرونهای [AlO4]- موجب کاهش این شکستها می گردند . این اثر Al2O3 مادامی که یونهای قلیائی و قلیائی خاکی کافی جهت بالانس کردن ظرفیت یونهای آلومینیوم سه بار مثبت[Al3+] در تتراهدرونهای [AlO4]- ، در دسترس باشند ، ادامه می یابد . با این توصیف نتیجه میگیریم که یک بچ لعاب هنگامی تنظیم می شود که حاوی کمیت مناسبی از مؤلفه های تشکیل دهنده و تغییر دهنده شبکه به منظور تشکیل ساختار شیشه أی باشد .

استفاده از فلدسپارها در نسخه فرمولاسیون بچ لعاب بدین جهت ضروری است که Al2O3 را به شکل محلول و عاری از ذرات حل نشده به مذابه لعاب وارد میسازد . در چنین شرایطی آلومین به طور همزمان نقش تثبیت کنندگی و تغییر دهندگی شبکه [Na2O,K2O] و نیز شیشه ساز[SiO2] را ایفا می نماید .

در تولید لعابها و فریتهای ترانسپارنت ، رعایت این نکته ضروری است که فلدسپارها می بایست از حداقل ممکن اکسیدهای رنگی کننده برخوردار باشند . فلدسپارهای غنی از Na2O با محتوای Fe2O3 کمتر از 08/0 درصد وزنی و TiO2 کمتر از 02/0 درصد وزنی جهت تامین این منظور مناسبند . در لعابهای رنگی ، مصرف فلدسپارهایی با محتوای اکسیدهای رنگی بالا [Fe2O3>0.15%] و [TiO2>0.05%] مجاز میباشد .