Investigation of Calcium Oxide (CaO) Effects in Crackle Stoneware Glazes

Abstract

Crackle glazes for use on ceramic bodies are well-known in the ceramic art and may be defined as glazes whose tendency to craze is used for decorative effect. One of the important steps to understanding glazes and glazing is to have a good grasp of the properties the materials you are using and how they affect the glaze properties.  The final properties of the glaze can be managed and evaluated by focusing on the oxide effects of the fired glaze. Calcium Oxide (CaO) is the principle flux in medium and high temperature glazes, beginning its action (within the glaze) around 1100 ◦C. In this work the effect of CaO on the properties of crackle glazes was investigated. 5 different crackle glaze recipes containing different amounts of calcium oxide were prepared and fired at 1160 ◦C degrees. Manganese (II) oxide (MnO) and Iron Oxide (Fe₂O₃) were used as coloring oxide.

 

All the samples were characterized by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and color/gloss measurements.  It has been observed that calcite addition affects the transparency, color and surface texture of the standard seal. It has been observed that as the amount of calcite increases in the glaze formulation, some new phases are formed. From the analysis of these newly formed peaks, it was found that the new phases are the Ca-silicate phase varieties and especially the wollastonite (CaSiO₃). Addition of calcite in the ratio of 40 % increased the sintering temperature by 210 °C. 

Keywords

• Crackle glaze,ceramic,characterization,calcuim oxide,production

Kalsiyum Oksitin (CaO) Çatlaklı Sır Bileşimlerindeki Etkilerinin Araştırılması

Abstract

Seramik ürünlerde kullanılan sırlar arasında güçlü görsel etkiye sahip çatlaklı sırlar seramik sanatında yaygın kullanılırlar ve çatlak oluşturma eğilimi olan ve dekoratif etki için kullanılan sırlar olarak tanımlanabilirler. Sırların ve camların anlaşılmasına yönelik önemli adımlardan biri, kullandığınız malzemeleri ve sır özelliklerini nasıl etkilediğini iyi kavramaktır. Sırların nihai özellikleri, sır bileşiminde kullanılan oksitlerin pişmiş sırın özelliklerine olan etkileri incelenerek kontrol edilebilir. Kalsiyum Oksit (CaO) etkisi 1100 ⁰C’nin üzerinde başlayan orta ve yüksek sıcaklık sırlarında kullanılan temel bir akışkanlaştırıcıdır.

 

Yapılan çalışmada CaO’in çatlaklı sırın özelliklerine etkisi incelenmiştir. Farklı oranlarda CaO içeren 5 farklı çatlaklı sır reçetesi hazırlanarak 1160 ⁰C’de pişirilmiştir. Üretilen sırlarda renklendirici olarak Mangan oksit (MnO) ve demir oksit (Fe₂O₃) kullanılmıştır. Tüm numunelere XRF (X-Işınları Floresansı), XRD (X-Işınları Difraksiyonu), SEM (Taramalı elektron mikroskobu) ve renk/parlaklık ölçüm testleri uygulanmıştır. Kalsit ilavesinin standart sırın şeffaflık, renk ve yüzey dokuları üzerinde etkili olduğu gözlenmiştir. sır formülasyonunda kalsit miktarının artmasıyla sonucunda bazı yeni fazların oluştuğu gözlemlenmiştir. Bu yeni oluşan piklerin analizine bakıldığında,  yeni fazların Ca-silikat fazının çeşitleri olduğu ve özellikle vollastonit (CaSiO₃) 'ten oluştuğu tespit edilmiştir. % 40 oranında kalsit ilavesi sırın sinterleme sıcaklığını yaklaşık 210 °C arttırmıştır.

Keywords

• Çatlaklı sır,seramik,karakterizasyon,kalsiyum oksit,üretim

References

1. [1] A. Sariisik, G. Sariisik, A. Sentürk, Applications of glaze and décor on dimensioned andesites used in construction sector, Constr. Build. Mater., 25 (2011), pp. 3694-3702.
2. [2] Gajek, M., Partyka, J., Rapacz-Kmita, A., Gasek, K. Development of anorthite based white porcelain glaze without ZrSiO4 content (2017) Ceramics International, 43 (2), pp. 1703-1709, doi: 10.1016/j.ceramint.2016.08.140. [3] M. Sheikhattar, H. Attar, S. Sharafi, W.M. Carty, Influence of surface crystallinity on the surface roughness of different ceramic glazes, Mater. Charact., 118 (2016), pp. 570-574.
3. [4] R. Casasola, J.Ma. Rincón, M. Romero. Glass-ceramics glazes for ceramic tiles-a review, Journal of Material Science, 47 (2012) 553-582; doi: 10.1007/s10853-011-5981-y.
4. [5] M. Reben, M. Kosmal, N. Pałczyńska and P. Pichniarczyk, Waste immobilization and environmental sustainability in glass-ceramics glazes development, E3S Web of Conferences 10, 00071 (2016), SEED 2016, DOI: 10.1051/ e3sconf/20161000071.
5. [6] Jiyuan Li, Jinsheng Liang, Lijuan Wang, Fei Wang, Effect of particle-size distribution on the surface appearance of glazed surface, J. Therm. Anal. Calorim. (2014) 115:1127–1131,.
6. [7] Richard Zakin, Ceramics, Mastering the Craft, Chilton Book Company/Radnor, Pennsylvania, s.80, 1990.
7. [8] Daniel Rhodes, Clay and Glazes for the Potter, Ravenio Books, 22 Eki 2015 - 248 sayfa.
8. [9] David Scott, Clays and Glazes in Studio Ceramics, The Crowood Press, s.112, 1998.

9. [10] Sophia Lahlil, Weidong Li and Ji Ming Xu, Crack Patterns Morphology of Ancient Chinese Wares, The Old Potter’s Almanack, Volume Eighten, number One: June 2013. ISSN 0965-7479.
10. [11] L.M. Schabbacha, F. Bondioli, M.C. Fredel, Colouring of opaque ceramic glaze with zircon pigments: Formulation with simplified Kubelka–Munk model, Journal of the European Ceramic Society, Volume 31, Issue 5, May 2011, Pages 659–664.
11. [12] Notes on glazes, La Meridiana International School of Ceramic Art In Tuscany, http://www.lameridiana.fi.it/pdf/EN%20Notes%20on%20glazes.pdf.
12. [13] Suna Çetin, Çukurova Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Seramik Anasanat Dalı, Bazalt Tüfü Kullanılarak Yapılan Firitlerin Endüstriyel ve Sanatsal Sırlarda Kullanımı, Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Adana 2005.
13. [14] J.R. Taylor ve A.C. Bull, Ceramics Glaze Technology, The Institute of Ceramics, Pergamon Press, 1986.
14. [15] Wood, N., Chinese Glazes: Their Origins, Chemistry, and Recreation, University of Pennsylvania Press, s.12, 1999.