Фритта - Frit

"Фриц" перенаправляется сюда. Для данного имени см. Фриц (имя).

А фритта это керамика состав, который был сплавлен, закаленный, и гранулированный. Фритты составляют важную часть партий, используемых при компаундировании. эмали и керамические глазури; Цель этого предварительного плавления состоит в том, чтобы сделать любые растворимые и / или токсичные компоненты нерастворимыми, заставив их объединиться с диоксидом кремния и другими добавленными оксидами.[1]Однако не все стекло, которое плавится и закаливается в воде, является фриттой, так как этот метод охлаждения очень горячего стекла также широко используется в производстве стекла.

Согласно OED Слово «фритта» возникло в 1662 году и представляет собой «кальцинированную смесь песка и флюсов, готовую к плавлению в тигле для изготовления стекла». В настоящее время неотапливаемое сырье для производства стекла чаще называют «стекольной шихтой».

В древности фритту можно было измельчить, чтобы получить пигменты или формы для создания объектов. Возможно, он также служил промежуточным материалом при производстве сырья. стекло. Определение фритты имеет тенденцию к разногласию и оказалось сложной проблемой для ученых. В последние века фритты взяли на себя ряд ролей, таких как биоматериалы и добавки к СВЧ диэлектрик керамика. Фритта в виде алюмосиликата может использоваться в безглазурных огнеупорах непрерывной разливки.

Древняя фритта

Археологи обнаружили следы фритты в Египет, Месопотамия, Европа, а Средиземноморье.[2] Определение фритты как спеченный, поликристаллический, неглазурованный материал может быть применен в этих археологических контекстах.[3][4][5] Обычно он окрашен в синий или зеленый цвет.

Синяя фритта

Голубая фритта, также известная как Египетский синий, был сделан из кварц, Лайм, а медь соединение, и щелочь поток, все они нагреваются до температуры от 850 до 1000 ° C.[6] Кварцевый песок могли использоваться для добавления кремнезема во фритту.[7] Содержание меди должно быть больше, чем содержание извести, чтобы создать синий фритта.[8] В конечном итоге фритта состоит из купроривайте (CaCuSi4О10) кристаллы и «частично прореагировавшие частицы кварца, связанные вместе» межузельным стеклом.[9] Несмотря на аргумент об обратном, ученые обнаружили, что независимо от содержания щелочи кристаллы купрориваита развиваются путем «зарождения или роста в жидкость или стеклянная фаза ».[10] Тем не менее, содержание щелочи и крупность кристаллов купрориваита придают фритте оттенок синего.[11] Высокое содержание щелочи дает «большую долю стекла», тем самым разбавляя кристаллы купрориваита и давая более светлые оттенки синего.[11] Переточка и повторноспекание фритта будет создавать более мелкие кристаллы купрориваита, а также более светлые оттенки.[11]

Синяя фритта раньше всего появлялась в виде пигмента на могила картина в Саккара датируется 2900 годом до нашей эры, хотя его использование стало более популярным в Египте около 2600 года до нашей эры.[9] Синяя фритта также была обнаружена в королевских гробницах в Ура от Ранний династический III период.[12] Его использование в Средиземноморье датируется Тера фрески от Поздний средний бронзовый век.[13]

Хотя стеклянная фаза присутствует в синих фриттах из Египта, ученые не обнаружили ее в синих фриттах из Египта. Ближний Восток, Европе и Эгейское море.[14] Естественный выветривание, который также отвечает за коррозия очков и глазури из этих трех регионов, вероятно, причина этого отсутствия.[14][15]

В Амарна, археологи обнаружили голубую фритту в виде круглых лепешек, остатков порошка и фрагментов сосудов.[16] Анализ микроструктуры и размеров кристаллов этих фритт позволил Хаттону, Шортленду и Тите чтобы установить связь между тремя материалами. Лепешки изготавливали путем нагревания сырья для фритты, затем их измельчали ​​для получения порошков, и, наконец, порошки формовали и повторно обжигали для создания сосудов.[17]

В Об архитектуре, писатель первого века до нашей эры Витрувий сообщает о производстве «caeruleum» (синий пигмент) в Поццуоли, изготовленные методом, используемым в Александрия, Египет.[18] Витрувий перечисляет сырье для Caeruleum как песок, медную опилку и «нитрум» (соду).[11] Действительно, анализ некоторых фриттов, относящихся ко времени Тутмос III а позже покажут использование бронзовых опилок вместо меди руда.[11]

Stocks предполагает, что отработанные порошки из бурение из известняк в сочетании с небольшой концентрацией щелочи, возможно, использовался для производства голубых фритт.[19] Содержание меди в порошках обусловлено эрозией медных трубчатых сверл, используемых в процессе сверления.[20] Однако археологические находки еще не подтвердили такую ​​взаимосвязь между этими двумя технологиями.

Зеленая фритта

Доказательства использования зеленой фритты пока ограничены Египтом.[16] Наряду с малахит В качестве зеленого пигмента обычно использовалась зеленая фритта.[21] Самое раннее его появление - в росписях гробниц 18 династия, но его использование распространяется как минимум на Римский период.[22] При производстве зеленой и синей фритты используется одно и то же сырье, но в разных пропорциях.[9] Производить зеленый фритты, концентрация извести должна превышать концентрацию меди.[23] Температура обжига, необходимая для зеленой фритты, может быть немного выше, чем для голубой, в диапазоне от 950 до 1100 ° C.[9] Конечный продукт состоит из меди-волластонит ([Ca, Cu]3Si3О9) кристаллы и «стеклообразная фаза, богатая хлоридами меди, натрия и калия».[24] При определенных обстоятельствах (использование двухступенчатого процесса нагрева, наличие гематит ), ученые смогли создать голубую фритту на основе купрориваита, которая позже превратилась в зеленую фритту на основе меди и волластонита при температуре 1050 ° C.[25] На некоторых древнеегипетских настенных росписях пигменты, которые изначально были синими, теперь становятся зелеными: синяя фритта может «девитрифицировать», так что «медный волластонит преобладает над меньшим компонентом купрориваита».[13] Как и в случае с голубой фриттой, Хаттон, Шортленд и Тайт проанализировали доказательства наличия зеленой фритты в Амарне в виде лепешек, порошков и одного фрагмента сосуда и сделали вывод о последовательном производстве трех типов артефактов.[17]

Отношения фритты, стекла и фаянса

An Аккадский текст от Ашшурбанипал Библиотека в Ниневия предполагает, что фриттообразное вещество было промежуточным материалом при производстве стеклянного сырья.[26] Этот промежуточный этап следует за измельчением и смешиванием сырья, используемого для производства стекла.[27] Отрывок из Оппенгейм Перевод Таблицы А, Раздел 1 текста Ниневии гласит:

Вы поддерживаете горение хорошего и бездымного огня до тех пор, пока «металл» (расплавленное стекло) не станет спекаться. Вы достаете его и даете остыть.

— [28]

Следующие шаги включают повторный нагрев, повторное измельчение и, наконец, сбор порошка в кастрюле.[28] Следуя рецепту Ниневии, Brill смогла произвести стекло «высокого качества».[29] Он пришел к выводу, что промежуточная фритта необходима для того, чтобы газы будут развиваться на этом этапе, и конечный продукт будет практически свободен от пузыри.[30] Кроме того, измельчение фритты фактически ускоряет «вторую часть процесса, которая заключается в… превращении системы в стакан».[31]

Мури определил этот промежуточный этап как «спекание», «процесс, в котором растворимый соли становятся нерастворимыми в результате разрушения карбонаты и т.д. и образуют сложную массу спеченных силикатов ».[32] Фритта, сохранившаяся в «фрагменте сковороды», хранящемся в Музей Петри «Показывает множество белых пятен непрореагировавшего кремнезема и большое количество пузырьков, в которых образовались газы».[33] Этот процесс был известен древним писателям, таким как Плиний и Теофил.[33]

Но вопрос о том, производилась ли эта «фриттинг» в древности как преднамеренный шаг в производстве сырца, остается под вопросом. Состав фритт и стекол, извлеченных из Амарны, не соответствует таким образом, чтобы можно было предположить, что фритты были непосредственными предшественниками стекол: фритты имеют более низкие концентрации соды и извести и более высокие концентрации кобальт и оксид алюминия, чем в стеклах.[34]

Ученые предложили несколько потенциальных связей между фриттой и фаянс. Кюне предполагает, что фритта могла действовать как «связующее вещество для фаянса», и предполагает, что это связующее состояло преимущественно из кремнезема, щелочи и меди с небольшими концентрациями щелочные земли и банка.[35] Но анализ большого количества египетских фритт противоречит составу связующего, который предлагает Кюне.[36] Вандивер и Кингери утверждают, что одним из методов производства фаянсовой глазури было «обжарить или расплавить составляющие глазури, чтобы сформировать стакан», затем измельчить стекло и сформировать суспензия в воде и, наконец, нанесите глазурь «окунанием или покраской».[37] Однако использование ими слова «фритта» как практически синонима «расплав» представляет собой еще один уникальный взгляд на то, что из себя представляет «фритта». Наконец, Тите и другие. сообщают, что фритты, необычно окрашенные в синий цвет за счет кобальта, найденные в «сковородах» в Амарне, имеют состав и микроструктуру, аналогичные стекловидному фаянсу, высокотемпературной форме египетского фаянса, в состав которого входит кобальт.[38] В своей реконструкции производства стекловидного фаянса Тите и другие. Предлагаем, чтобы при первоначальном обжиге сырья при 1100-1200 ° C получали кобальтово-синюю фритту, которую затем шлифовали, формовали и глазировали.[34]

В целом фритты, стекло и фаянс - похожие материалы: все они на основе кремнезема, но имеют разные концентрации щелочи, меди и извести.[39] Однако, как заявляет Николсон, это разные материалы, потому что «невозможно превратить фаянс во фритту или фритту в стекло просто путем дальнейшего нагрева или при более высокой температуре».[40]

Использование фритты в качестве пигментов и целых предметов действительно подтверждает идею о том, что изготовление фритты было до некоторой степени «специализированной» отраслью.[41] Действительно, ученые определили, что объекты фритты, такие как амулеты, бусы и сосуды имеют химический состав, аналогичный составу порошковых фритт, предназначенных для использования в качестве пигментов.[42] Тем не менее, определение точных технических взаимоотношений между фриттой, стекольной и фаянсовой отраслями является областью текущих и, вероятно, будущих научных интересов. Раскопки в Амарне предлагают пространственное подтверждение этих потенциальных взаимоотношений, поскольку предприятия по производству фритты, стекла и фаянса располагались «в непосредственной близости» друг от друга.[43]

Прошивка

Прошивка относится к типу глиняной посуды, которая впервые была разработана на Ближнем Востоке, где производство датируется концом первого тысячелетия нашей эры - вторым тысячелетием нашей эры. Фритта была важным ингредиентом. Рецепт создания «фритты», датируемой ок. В 1300 году нашей эры, написанном Абу'л Касимом, сообщается, что соотношение кварца к «фриттованному стеклу» и белой глине составляет 10: 1: 1.[44] Этот тип керамики также упоминается как «паста для камня» и «фаянс» среди других названий.[45] Корпус «прото-каменной пасты» девятого века из Багдад имеет в своей ткани «осколки реликтового стекла».[46] Стекло состоит из щелочно-известково-свинцового кремнезема и, когда паста подвергалась обжигу или охлаждению, волластонит и диопсид кристаллы, образовавшиеся внутри осколков стекла.[47] Отсутствие «вкраплений измельченного керамика »Предполагает, что эти фрагменты не были нанесены на глазурь.[48] Причиной их добавления было бы высвобождение щелочи в матрицу при обжиге, что «ускорило бы стеклование при относительно низкой температуре обжига и, таким образом, увеличило бы твердость и плотность [керамического] тела ».[48] Являются ли эти «фрагменты реликтового стекла» действительно «фриттой» в более древнем смысле, еще предстоит выяснить.

Изникская керамика был произведен в Османский индюк еще в 15 веке нашей эры.[49] Он состоит из тела, соскальзывать, и глазурь, где корпус и глазурь «кварц-фритта».[50] «Фритты» в обоих случаях «необычны тем, что содержат оксид свинца а также газировка »; оксид свинца поможет уменьшить коэффициент теплового расширения керамики.[51] Микроскопический анализ показывает, что материал, обозначенный как «фритта», представляет собой «промежуточное стекло», которое служит для соединения частиц кварца.[52] Тайт утверждает, что это стекло было добавлено в виде фритты и что промежуточное стекло образовалось при обжиге.[53]

Фритта также была важным компонентом некоторых ранних европейских фарфоров. Известные производители 18 века включали Севр во Франции и Челси, Дерби, Боу, Вустер и Лонгтон-холл в Англии.[1][54] По крайней мере, одна фарфоровая фритта остается в производстве на Беллик, Графство Фермана, Северная Ирландия. Эта фабрика, основанная в 1857 году, производит посуду, которая отличается своей тонкостью, слегка переливающейся поверхностью и тем, что в основе корпуса значительная часть фритты.[1]

Современное использование

На зеркальном фасаде здания видна табличка из нержавеющей стали с надписью «Музей Анкориджа».
Фасад Музей Анкориджа в Анкоридж, Аляска включает большое количество изготовленного на заказ изолированного фриттированного стекла.

Фритты являются незаменимыми составляющими большинства промышленных керамических глазурей, созревающих при температуре ниже 1150 ° C.[55] Фритты обычно являются промежуточным звеном в производстве стеклянного сырца, в отличие от пигментов и фигурных предметов,[56] но их можно использовать в качестве лабораторного оборудования в ряде контекстов высоких технологий. Фритты изготавливаются преимущественно из кремнезема, диборон триоксид (B2О3), а сода используются в качестве эмалей на стали трубы.[57] Другой вид фритты можно использовать как биоматериал, который представляет собой материал, предназначенный для того, чтобы стать частью одного или нескольких живых организмов или вступить с ними в тесный контакт. Расплавленное натриево-кальциево-силикатное стекло можно «вылить в воду для получения фритты», которую затем измельчают до порошка.[58] Эти порошки могут использоваться как «каркасы для кость замены ».[58] Также некоторые фритты могут быть добавлены в высокотехнологичную керамику: такие фритты делают фрезерование оксид цинка (ZnO) и борная кислота (ЧАС3BO3) с цирконий (Zr) шарики, затем нагревая эту смесь до 1100 ° C, закалка это и измельчение.[59] Затем эту фритту добавляют в титанат лития (Ли2TiO3) керамический порошок, который позволяет керамике спекать при более низкой температуре, сохраняя при этом «микроволновые диэлектрические свойства».[59] Спекание представляет собой высокотемпературное сплавление порошка с образованием твердого, обычно пористого материала. В лабораторном и промышленном химическом технологическом оборудовании термин фритта обозначает фильтр, изготовленный путем спекания стеклянных частиц вместе для получения куска известной пористости, называемой фриттованное стекло. Слово также используется в более свободном смысле для обозначения фильтра любой композицию (например, нержавеющую сталь, полиэтилен), которая заменяется там, где в противном случае могла быть использована стеклянная фритта. Также фритта используется в качестве основного компонента при производстве керамических ангобов производителями керамической плитки. А в результате широкого использования фритты в производстве керамической плитки в последнее время были открыты многие фабрики по производству фритты во многих странах, например, в Египте.

Современные фритты бывают нескольких типов в зависимости от их использования в керамической глазури, таких как прозрачная фритта, матовая фритта и непрозрачная фритта.

Автомобильная промышленность лобовые стекла включить темную полосу из керамических точек по краям, называемую фритта.[60]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Словарь по керамике (3-е издание) Под редакцией Додда, А. Мерфина, Д. Институт материалов. 1994 г.
  2. ^ Т. Праделл и другие. 2006, "Физические процессы, вовлеченные в производство древнего пигмента, египетского синего", Журнал Американского керамического общества 89.4: 1431.
  3. ^ Л. Ли и С. Квирк, 2000, «Живописные материалы», в: P.T. Николсон и И. Шоу (ред.), Древнеегипетские материалы и технологии, Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 109;
  4. ^ Мури, P.R.S., 1985, Материалы и производство в Древней Месопотамии, BAR International Series 237, Oxford: Bar Publications, 134–135;
  5. ^ Тайт, М. С. и др., 1998, «Использование медных и кобальтовых красителей в стекловидных материалах в Древнем Египте», В: С. Колинар и М. Меню (ред.), La Couleur Dans La Peinture et L'Émaillage de L'Égypte Ancienne, Бари: Edipuglia, 112-113.
  6. ^ Г.Д. Хаттон, А.Дж. Шортленд, М. Tite 2008, «Технология производства египетских синих и зеленых фруктов из Египта и Месопотамии второго тысячелетия до нашей эры», Журнал археологической науки 35: 1591.
  7. ^ Тите и другие. 1998, 114.
  8. ^ Тите и другие. 1998, 112-113.
  9. ^ а б c d Хаттон, Шортленд и Тайт 2008, 1591.
  10. ^ Pradell и другие. 2006, 1430-1431.
  11. ^ а б c d е Ли и Квирк 2000, 109.
  12. ^ Хаттон, Шортленд и Тайт 2008, 1591; Ли и Квирк 2000, 110.
  13. ^ а б Ли и Квирк 2000, 110.
  14. ^ а б Pradell и другие. 2006, 1431.
  15. ^ Вуд, Джонатан, Р .; Сюй, И-Тин (2019). «Археометаллургическое объяснение исчезновения египетского и ближневосточного кобальтово-синего стекла в конце позднего бронзового века» (PDF). Интернет-археология (52). Дои:10.11141 / ia.52.3.
  16. ^ а б Хаттон, Шортленд и Тайт 2008, 1592.
  17. ^ а б Хаттон, Шортленд и Тайт 2008, 1596.
  18. ^ Хаттон, Шортленд и Тайт 2008, 1592; Ли и Квирк 2000, 109.
  19. ^ Д.А. Stocks 1997, "Получение древнеегипетского фаянсового ядра и глазури", Античность 71: 181.
  20. ^ Акции 1997, 180-181.
  21. ^ А. Лукас и Дж. Р. Харрис, 1962 г., Древнеегипетские материалы и промышленность, 4-е изд., Лондон: Эдвард Арнольд Паблишерс Лтд., 344-345.
  22. ^ П. Бьянкетти и другие. 2000, "Производство и характеристика египетской голубой и египетской зеленой фритты", Журнал культурного наследия 1: 179; Хаттон, Шортленд и Тайт 2008, 1592.
  23. ^ Хаттон, Шортленд и Тайт 2008, 1591; Ли и Квирк 2000, 112; Тите и другие. 1998, 113.
  24. ^ Ли и Квирк 2000, 112.
  25. ^ Бьянкетти и другие. 2000, 181-183.
  26. ^ А. Л. Оппенгейм и другие. (ред.) 1970, Стекло и производство стекла в Древней Месопотамии, Corning: Музей стекла Corning, 22-23, 118.
  27. ^ P.T. Николсон и Дж. Хендерсон, 2000, «Стекло», В: P.T. Николсон и И. Шоу (ред.), Древнеегипетские материалы и технологии, Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 199.
  28. ^ а б А.Л. Оппенгейм, 1970, «Клинописные тексты», В: А.Л. Оппенгейм. и другие. (ред.), Стекло и производство стекла в Древней Месопотамии, Корнинг: Музей стекла Корнинг, 35.
  29. ^ Р. Х. Брилл, 1970, "Химическая интерпретация текстов", В: А. Л. Оппенгейм. и другие. (ред.), Стекло и производство стекла в Древней Месопотамии, Корнинг: Музей стекла Корнинг, 113.
  30. ^ Brill 1970, 112–113.
  31. ^ Брилл 1970, 118.
  32. ^ Мури 1985, 135.
  33. ^ а б Николсон и Хендерсон 2000, 199.
  34. ^ а б Тите и другие. 1998, 116.
  35. ^ А. Качмарчик и К. Лаханье 1985, "Древние египетские фритты и цветные фаянсовые тела: проблемы классификации", В: П.А. Англия и Л. Ван Зельст (ред.), Применение науки при экспертизе произведений искусства, Бостон: Музей изящных искусств, 97.
  36. ^ Качмарчик и Лаханье 1985, 97.
  37. ^ П. Б. Вандивер и У.Д. Кингери 1992, "Изготовление египетской фаянсовой чаши восемнадцатой династии", В: М. Бимсон и И.К. Фристоун (ред.), Случайная статья Британского музея 56: Ранние стекловидные материалы, Лондон: Британский музей, 81.
  38. ^ Тите и другие. 1998, 116, 118.
  39. ^ P.T. Николсон и Э. Пельтенбург, 2000, «Египетский фаянс», В: P.T. Николсон и И. Шоу (ред.), Древнеегипетские материалы и технологии, Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 178.
  40. ^ Николсон и Пельтенбург 2000, 178.
  41. ^ А. Качмарчик, R.E.M. Хеджес 1983, Древнеегипетский фаянс, Варминстер: Арис и Филлипс Лтд., 217.
  42. ^ Качмарчик и Лаханье 1985, 98.
  43. ^ Тите и другие. 1998, 118.
  44. ^ А.К. Бернстед 2003, Ранняя исламская керамика: материалы и методы, Лондон: Archetype Publications Ltd., 25; Р.Б. Мейсон и М.С. Тайт 1994, "Начало исламской технологии каменной пасты", Археометрия 36.1: 77
  45. ^ Мейсон и Тайт 1994, 77.
  46. ^ Мейсон и Тайт 1994, 79-80.
  47. ^ Мейсон и Тайт 1994, 80.
  48. ^ а б Мейсон и Тайт 1994, 87.
  49. ^ РС. Tite 1989, "Изникская керамика: исследование методов производства". Археометрия 31.2: 115.
  50. ^ Тайт 1989, 120.
  51. ^ Тайт 1989, 129.
  52. ^ Тайт 1989, 120, 123.
  53. ^ Тайт 1989, 121.
  54. ^ Гончар и керамика. Розеталь Э. Пеликан Букс. 1949 г.
  55. ^ Технология глазури для керамики. Тейлор Дж. Р. и Булл А. С. Пергамон Пресс. 1986 г.
  56. ^ Moorey 1985, 134–135.
  57. ^ ИЛИ ЖЕ. Лазуткина и другие. 2006, «Стеклоэмаль для стали на основе диатомита». Стекло и керамика 63.5-6: 170.
  58. ^ а б К. Витале-Бровароне и др., 2008, «Биосовместимые стеклокерамические материалы для замещения костной ткани». Журнал материаловедения 19: 472.
  59. ^ а б Дж. Лян и В. Лу (в печати) 2009, "Микроволновые диэлектрические свойства Li.2TiO3 Керамика, легированная ZnO-B2О3 Фрит, " Журнал Американского керамического общества, 1.
  60. ^ Збинден, Лин (2014). «Глава 7 - Керамическая фритта и абажур». Стекольная промышленность: дизайнерские решения для автомобильной промышленности. IEEE. Получено 9 июн 2020.

внешняя ссылка