نقش اکسید آلومینیوم (Al2O3) در لعاب
 
از سایت www.ceramics.sdsu.edu
 
(بخش نخست)

* توضیح: این مطلب در پاسخ به درخواست یکی از خوانندگان محترم وبلاگ تهیه شده است. شما نیز می توانید مطالب درخواستی خود را در بخش نظرات قید فرمائید تا به تدریج و با در نظر گرفتن اولویت موضوعی به آن پرداخته شود.

اکسید آلومینیوم (Al2O3)، وزن مولکولی 103
 
* محدوده ذوب شدن: نقطه ذوب اکسید آلومینیوم ˚۲۰۵۰C است. در لعاب، افزودن اکسیدهای بازی یا گدازآور موجب وارد شدن آخال (inclusion) های دیرگداز مانند آلومینا (Al2O3) و سیلیس (SiO2) به مذاب در دماهای بسیار پائین می شود. سرامیک کاران باید در ذهن داشته باشند که با کنـترل کردن میزان آلومینا و سیلیس در لعاب نسبت به مقدار و نوع اکسیدهای بازی یا گدازآور می توان دمای پخت و تکمیل لعاب را کنـترل نمود. با اضافه کردن آلومینا به لعاب در دمای پخت مشخص، دیرگدازی، کدری (اپسیته، opacity) و نیز ویسکوزیته مخلوط افزایش می یابد.

* ویسکوزیته: ویسکوزیته لعاب یکی از مشخصه های اصلی در ذوب است که میتواند با توجه به میزان آلومینا در مخلوط بررسی گردد. وقتی مقدار آلومینای لعاب افزایش می یابد، لعاب ویسکوزتر و یا به عبارت دیگر از روانی آن کم می شود. بر عکس، به همان اندازه که آلومینا خارج شود، لعاب روان تر می گردد.

* مشخصه های ذوب و اختلاط: آلومینا رفتاری اسیدی و بازی دارد. می تواند با اسید (سیلیس)، خنثی (بور، boron) و بازها یا گدازآورها مخلوط شود. با این رفتار، آلومینا مانند بر به عنـوان یک اکسید واسطه، خنثی یا آمـفوتری در شیمی لعاب طبقه بندی می شود. علاوه بر این، عبارات دیگری چون «عامل ویسکوز» (viscous agent) و «تاخیر انداز تبلور» (crystal retardant) برای توصیـف رفـتار آلومـینا در لـعاب به کار رفته اند.

هنرمندان و فن آورانی که با شیشه کار می کردند، به زودی دریافتند که مخلوطهای ساده گدازآورها و سیلیس شیشه می سازند. اگر این مخلوطها روی یک سطح شیئی رسی اعمال و به عنوان لعاب استفاده شوند، خوب کار نخواهند کرد. این مخلوطها بسیار ناگهانی ذوب خواهند شد و بسیار روان خواهند بود؛ به طوری که بیشتر مخلوط مذاب به شکل توده ای از شیشه روی بخش زیرین کوره و زیر ظرف جمع خواهد شد. در سرد کردن کوره، این تکه شیشه ای به شکل یک سطح ناهموار و خشک شروع به متبلور شدن یا «شیشه زدائی» (devitrifying) خواهد کرد.


با افزودن آلومینا به مذاب شیشه ای، لعابها پایدارتر و مفیدتر می شوند. با مقادیر اندک آلومینا، ماده ویسکوزتر می شود به طوری که در حالت مذاب خود آرامتر حرکت می کند. بنابراین، آلومینا شانس باقی ماندن مذاب روی شیئی رسی را بهبود می بخشد.

با افزودن آلومینا فرآیند تغییر از فاز جامد به مایع کند می شود و در گستره وسیع تری از دما انجام می پذیرد. این کار، لعاب را در چند صد درجه فراتر از دمائی ذوب می کند که همان مواد (منهای آلومینا) به طور عادی روی کالای رسی ذوب خواهند شد.

علاوه بر بـهـبـود دادن مذاب با اضافـه کردن ویسکـوزیـته و گستـره کارکـرد برای دماهای پخت آن، آلومینا نیز نقش بسیار مهمی را با مقاومت کردن در برابر شیشه زدائی (devitrification) یا تبلور در مرحله سرمایش لعاب ایفاء می نماید.