stringtranslate.com

фритта

Найдите значение слова «фрит» в Викисловаре, бесплатном словаре.
фритта

Фритта — это керамическая композиция, которая была расплавлена, закалена и гранулирована. Фритты составляют важную часть партий, используемых при составлении эмалей и керамических глазурей ; цель этой предварительной плавки — сделать любые растворимые и/или токсичные компоненты нерастворимыми, заставив их соединиться с кремнеземом и другими добавленными оксидами. [1] Однако не все стекло, которое расплавлено и закалено в воде, является фриттой, поскольку этот метод охлаждения очень горячего стекла также широко используется в производстве стекла.

Согласно OED , происхождение слова «фритта» восходит к 1662 году и означает «прокаленная смесь песка и флюсов, готовая к плавлению в тигле для получения стекла». В настоящее время необработанное сырье для производства стекла чаще называют «стекольной шихтой».

В древности фритту можно было измельчать для получения пигментов или придавать ей форму для создания предметов. Она также могла служить промежуточным материалом при производстве сырого стекла . Определение фритты, как правило, изменчиво и оказалось щекотливым вопросом для ученых. В последние столетия фритты взяли на себя ряд ролей, таких как биоматериалы и добавки к микроволновой диэлектрической керамике. Фритта в форме алюмосиликата может использоваться в огнеупорах непрерывного литья без глазури.

Древняя фритта

Археологи обнаружили доказательства использования фритты в Египте , Месопотамии , Европе и Средиземноморье . [2] Определение фритты как спеченного , поликристаллического, неглазурованного материала может быть применено к этим археологическим контекстам. [3] [4] [5] Обычно она окрашена в синий или зеленый цвет.

Синяя фритта

Синяя фритта, также известная как египетская синяя , изготавливалась из кварца , извести , медного соединения и щелочного флюса , все это нагревалось до температуры от 850 до 1000 °C. [6] Кварцевый песок мог использоваться для добавления кремния во фритту. [7] Содержание меди должно быть больше, чем содержание извести, чтобы создать синюю фритту. [8] В конечном итоге фритта состоит из кристаллов купроривата (CaCuSi 4 O 10 ) и «частично прореагировавших частиц кварца, связанных вместе» интерстициальным стеклом. [9] Несмотря на аргумент об обратном, ученые обнаружили, что независимо от содержания щелочи кристаллы купроривата развиваются путем «зарождения или роста в жидкой или стеклянной фазе». [10] Однако содержание щелочи и грубость кристаллов купроривата вносят свой вклад в оттенок синего во фритте. [11] Высокое содержание щелочи даст «большую долю стекла». тем самым разбавляя кристаллы купрориваита и получая более светлые оттенки синего. [11] Повторное измельчение и повторное спекание фритты приведет к получению более мелких кристаллов купрориваита, также получая более светлые оттенки. [11]

Самое раннее появление синей фритты в качестве пигмента было на надгробной росписи в Саккаре , датируемой 2900 г. до н. э., хотя ее использование стало более популярным в Египте около 2600 г. до н. э. [9] Синую фритту также обнаружили в царских гробницах в Уре, относящихся к раннему династическому периоду III . [12] Ее использование в Средиземноморье датируется фресками Тиры из позднего среднего бронзового века . [13]

Хотя стеклянная фаза присутствует в синих фриттах из Египта, ученые не обнаружили ее в синих фриттах с Ближнего Востока , Европы и Эгейского моря . [14] Естественное выветривание , которое также отвечает за коррозию стекол и глазурей из этих трех регионов, является вероятной причиной этого отсутствия. [14] [15]

В Амарне 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 Тайту вывести связь между тремя материалами. Лепешки были получены путем нагревания сырья для фритты, затем они были измельчены для получения порошков, и, наконец, порошки были отформованы и повторно обожжены для создания сосудов. [17]

В своем труде «Об архитектуре » автор первого века до нашей эры Витрувий сообщает о производстве «caeruleum» (синего пигмента) в Поццуоли , изготовленного методом, использовавшимся в Александрии , Египет. [18] Витрувий перечисляет сырье для caeruleum как песок, медные опилки и «nitrum» (сода). [11] Фактически, анализ некоторых фритт, которые датируются временем Тутмоса III и более поздними периодами, показывает использование бронзовых опилок вместо медной руды . [11]

Стокс предполагает, что отходы порошков от бурения известняка в сочетании с небольшой концентрацией щелочи могли использоваться для производства синих фритт. [19] Порошки обязаны своим содержанием меди эрозии медных трубчатых сверл, используемых в процессе бурения. [20] Однако археологические данные пока не подтвердили такую ​​связь между этими двумя технологиями.

зеленая фритта

Доказательства использования зеленой фритты пока ограничиваются Египтом. [16] Наряду с малахитом зеленая фритта обычно использовалась в качестве зеленого пигмента. [21] Ее самое раннее появление относится к надгробным росписям 18-й династии , но ее использование распространяется, по крайней мере, на римский период . [22] Производство зеленой и синей фритты зависит от одного и того же сырья, но в разных пропорциях. [9] Для производства зеленой фритты концентрация извести должна превышать концентрацию меди. [23] Температура обжига, необходимая для зеленой фритты, может быть немного выше, чем для синей фритты, в диапазоне от 950 до 1100 °C. [9] Конечный продукт состоит из кристаллов медного волластонита ([Ca,Cu] 3 Si 3 O 9 ) и «стеклообразной фазы, богатой хлоридами меди, натрия и калия». [24] При определенных обстоятельствах (использование двухэтапного процесса нагрева, присутствие гематита ) ученым удалось изготовить синюю фритту на основе купрориваита, которая позже стала зеленой фриттой на основе медного волластонита при температуре 1050 °C. [25] На некоторых древнеегипетских настенных росписях пигменты, которые изначально были синими, теперь зеленые: синяя фритта может «расстекловываться», так что «медный волластонит преобладает над меньшим компонентом купрориваита». [13] Как и в случае с синей 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 со стеклом и фаянсом

Аккадский текст из библиотеки Ашшурбанипала в Ниневии предполагает , что похожее на фритту вещество было промежуточным материалом в производстве сырого стекла. [26] Этот промежуточный шаг должен был следовать за измельчением и смешиванием сырья, используемого для изготовления стекла. [27] Отрывок из перевода Оппенгеймом Таблички А, Раздела 1 текста из Ниневии, гласит:

Вы поддерживаете хороший и бездымный огонь, пока «металл» [расплавленное стекло] не оплавится. Вынимаете его и даете ему остыть. [28]

Последующие шаги включают в себя повторное нагревание, повторное измельчение и, наконец, сбор порошка в кастрюле. [28] Следуя рецепту Ниневии, Брилл смог изготовить «высококачественное» стекло. [29] Он пришел к выводу, что промежуточный продукт фритты необходим для того, чтобы на этом этапе выделялись газы , а конечный продукт был практически свободен от пузырьков . [30] Более того, измельчение фритты фактически ускоряет «вторую часть процесса, которая заключается в ... превращении системы в стекло». [31]

Мури определил этот промежуточный этап как «фриттование», «процесс, в котором растворимые соли становятся нерастворимыми путем разрушения карбонатов и т. д. и образования сложной массы спеченных силикатов». [32] Фритта, сохранившаяся во «фрагменте сковороды для фриттинга», хранящемся в музее Петри , «показывает многочисленные белые пятна непрореагировавшего кремнезема и большое количество пузырьков, где образовались газы». [33] Этот процесс был известен древним писателям Плинию и Феофилу . [33]

Но было ли это «фриттование» сделано в древности как преднамеренный шаг в производстве сырого стекла, остается под вопросом. Составы фритт и стекол, найденных в Амарне, не согласуются таким образом, чтобы это означало, что фритты были непосредственными предшественниками стекол: фритты имеют более низкие концентрации соды и извести и более высокие концентрации кобальта и глинозема, чем стекла. [34]

Ученые предположили несколько потенциальных связей между фриттой и фаянсом . Кюне предполагает, что фритта могла выступать в качестве «связующего агента для фаянса» и предполагает, что это связующее вещество состояло преимущественно из кремнезема, щелочи и меди с небольшими концентрациями щелочных земель и олова . [35] Но анализ широкого спектра египетских фритт противоречит составу связующего вещества, который предлагает Кюне. [36] Вандивер и Кингери утверждают, что один из методов производства фаянсовой глазури заключался в «фритте или расплавлении компонентов глазури для образования стекла», затем измельчении стекла и формировании суспензии в воде, и, наконец, нанесении глазури «путем погружения или окрашивания». [37] Однако их использование «фритты» как фактически синонима «плавления» представляет собой еще один уникальный взгляд на то, что будет представлять собой «фритта». Наконец, Тайт и др. сообщают, что фритты, необычно окрашенные в синий цвет кобальтом, найденные в «сковородах для обжарки» в Амарне, имеют состав и микроструктуру, схожие с составом и микроструктурой стекловидного фаянса, высокотемпературной формы египетского фаянса, в состав которого включен кобальт. [38] В своей реконструкции производства стекловидного фаянса Тите и др. предполагают, что первоначальный обжиг сырья при 1100–1200 °C дает кобальтово-синюю фритту, которую затем измельчают, формуют и глазируют. [34]

В целом фритты, стекла и фаянс являются схожими материалами: все они основаны на кремнеземе, но имеют различную концентрацию щелочи, меди и извести. [39] Однако, как утверждает Николсон, это разные материалы, потому что «невозможно превратить фаянс во фритту или фритту в стекло просто путем дальнейшего или более высокого нагревания». [40]

Использование фритты в качестве пигментов и целых объектов действительно подтверждает идею о том, что изготовление фритт было, в некоторой степени, «специализированной» отраслью. [41] Действительно, ученые определили, что предметы из фритты, такие как амулеты , бусины и сосуды, имеют химический состав, аналогичный составу порошковых фритт, предназначенных для использования в качестве пигментов. [42] Тем не менее, определение точных технических связей между отраслями по производству фритты, стекла и фаянса является областью текущего и, вероятно, будущего научного интереса. Раскопки в Амарне предлагают пространственное подтверждение этих потенциальных связей, поскольку отрасли по производству фритты, стекла и фаянса там располагались «в непосредственной близости» друг от друга. [43]

Фритюрница

Fritware относится к типу керамики, которая впервые была разработана на Ближнем Востоке, где производство датируется концом первого тысячелетия нашей эры и вторым тысячелетием нашей эры. Фритта была важным ингредиентом. Рецепт «fritware», датируемый примерно 1300 годом нашей эры, написанный Абу-ль-Касимом, сообщает, что соотношение кварца к «фритовому стеклу» и белой глине составляет 10:1:1. [44] Этот тип керамики также упоминается как «каменная паста» и «фаянс» среди других названий. [45] Корпус «протокаменной пасты» девятого века из Багдада имеет «реликтовые стеклянные фрагменты» в своей ткани. [46] Стекло представляет собой щелочь-известково-свинцово-кремнеземную смесь, и когда паста обжигалась или охлаждалась, внутри стеклянных фрагментов образовывались кристаллы волластонита и диопсида . [47] Отсутствие «включений измельченной керамики » предполагает, что эти фрагменты не были получены из глазури. [48] Причина их добавления могла заключаться в высвобождении 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 «реликтовые стеклянные фрагменты» на самом деле «фриттой» в более древнем смысле, еще предстоит выяснить.

Керамика Изника производилась в Османской Турции еще в 15 веке н. э. [49] Она состоит из корпуса, шликера и глазури, где корпус и глазурь представляют собой «кварцевую фритту». [50] «Фритты» в обоих случаях «необычны тем, что содержат оксид свинца , а также соду »; оксид свинца помогает снизить коэффициент теплового расширения керамики. [51] Микроскопический анализ показывает, что материал, который был обозначен как «фритта», является «интерстициальным стеклом», которое служит для соединения частиц кварца. [52] Тите утверждает, что это стекло было добавлено в качестве фритты и что интерстициальное стекло образовалось при обжиге. [53]

Фритта также была важным компонентом в некоторых ранних европейских фарфоровых изделиях. Известные производители 18-го века включали Sèvres во Франции, а также в Chelsea, Derby, Bow, Worcester и Longton Hall в Англии. [1] [54] Фритта фарфора производится в Belleek , графство Фермана , Северная Ирландия . Эта фабрика, основанная в 1857 году, производит изделия, которые характеризуются своей тонкостью, слегка переливающейся поверхностью и тем, что корпус изготовлен с использованием значительной доли фритты. [1]

Небольшой кластер производства фриттовых изделий существует вокруг Джайпура , Раджастхан в Индии, где он известен как «Голубая керамика» из-за своей самой популярной глазури. Техника, возможно, пришла в Индию с Моголами, [55] с производством в Джайпуре, датируемым по крайней мере еще 17-м веком. [56] [57]

Современная фритта

На зеркальном фасаде здания видна табличка из нержавеющей стали с надписью «Музей Анкориджа».
Фасад Музея Анкориджа в Анкоридже , Аляска, включает в себя большое количество изготовленного на заказ теплоизоляционного фриттованного стекла.

Фритты являются незаменимыми компонентами большинства промышленных керамических глазурей, которые созревают при температурах ниже 1150 °C. [58] Фритты, как правило, являются промежуточными продуктами в производстве сырого стекла, в отличие от пигментов и формованных предметов, [59] но их можно использовать в качестве лабораторного оборудования в ряде высокотехнологичных контекстов.

Фритты, в основном из кремнезема, триоксида дибора (B 2 O 3 ) и соды, используются в качестве эмалей на стальных трубах . [60] Другой тип фритты может использоваться в качестве биоматериала , который представляет собой материал, созданный для того, чтобы стать частью или вступить в тесный контакт с одним или несколькими живыми организмами. Расплавленное натриево-кальциево-силикатное стекло можно «вылить в воду, чтобы получить фритту», которую затем измельчают в порошок. [61] Эти порошки можно использовать в качестве «каркасов для замены костей ». [61] Кроме того, некоторые фритты можно добавлять в высокотехнологичную керамику: такие фритты изготавливаются путем измельчения оксида цинка (ZnO) и борной кислоты (H 3 BO 3 ) с шариками циркония (Zr), затем нагревания этой смеси до 1100 °C, ее закалки и измельчения. [62] Затем эту фритту добавляют к керамическому порошку титаната лития (Li 2 TiO 3 ), что позволяет керамике спекаться при более низкой температуре, сохраняя при этом ее «свойства микроволнового диэлектрика». [62]

В лабораторном и промышленном химическом технологическом оборудовании термин «фритта» обозначает фильтр, изготовленный путем спекания стеклянных частиц для получения детали с известной пористостью, называемой фриттованным стеклом .

Автомобильные лобовые стекла имеют темную полосу керамических точек по краям, называемую фриттой . [63]

В 2008 году испанская отрасль по производству керамических фритт, глазури и красителей включала 27 компаний, в которых работало около 4000 человек, а совокупный годовой оборот составлял приблизительно 1 млрд евро. [64] В 2022 году мировой рынок керамических фритт оценивался в 1,67 млрд долларов США. [65]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Словарь керамики abc (3-е издание) под редакцией Додда, А. Мерфина, Д. Институт материалов. 1994.
  2. ^ Т. Праделл и др. 2006, «Физические процессы, участвующие в производстве древнего пигмента, египетского синего», Журнал Американского керамического общества 89.4: 1431.
  3. ^ Л. Ли и С. Квирк 2000, «Материалы для живописи», в: PT Nicholson и I. Shaw (ред.), Древнеегипетские материалы и технологии , Кембридж: Cambridge University Press, 109;
  4. ^ Мури, PRS, 1985, Материалы и производство в Древней Месопотамии , BAR International Series 237, Оксфорд: Bar Publications, 134–135;
  5. ^ Тите, М.С. и др., 1998, «Использование медных и кобальтовых красителей в стекловидных материалах в Древнем Египте», В: С. Колинарт и М. Меню (ред.), La Couleur Dans La Peinture et L'Émaillage. de L'Égypte Ancienne , Бари: Эдипулия, 112–113.
  6. ^ GD Hatton, AJ Shortland и MS Tite 2008, «Технология производства египетских синих и зеленых фритт второго тысячелетия до н. э. в Египте и Месопотамии», Журнал археологической науки 35: 1591.
  7. ^ Тите и др. 1998, 114.
  8. ^ Тите и др. 1998, 112–113.
  9. ^ abcd Хаттон, Шортленд и Тите 2008, 1591.
  10. ^ Праделл и др. 2006, 1430–1431.
  11. ^ abcde Ли и Квирк 2000, 109.
  12. ^ Хаттон, Шортленд и Тит 2008, 1591; Ли и Квирк 2000, 110.
  13. ^ Аб Ли и Квирк 2000, 110.
  14. ^ Аб Праделл и др. 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). doi : 10.11141/ia.52.3 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ ab Hatton, Shortland, and Tite 2008, 1592.
  17. ^ ab Hatton, Shortland, and Tite 2008, 1596.
  18. ^ Хаттон, Шортленд и Тит 2008, 1592; Ли и Квирк 2000, 109.
  19. ^ DA Stocks 1997, «Происхождение материалов для изготовления сердцевины и глазури древнеегипетского фаянса», Antiquity 71: 181.
  20. ↑ Стоки 1997, 180–181.
  21. ^ А. Лукас и Дж. Р. Харрис 1962, Древнеегипетские материалы и промышленность , 4-е изд., Лондон: Edward Arnold Publishers Ltd., 344–345.
  22. ^ П. Бьянкетти и др. 2000, «Производство и характеристика египетской синей 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; Тайт и др. 1998, 113.
  24. ↑ Ли и Квирк 2000, 112.
  25. ^ Бьянкетти и др. 2000, 181–183.
  26. ^ AL Oppenheim et al. (ред.) 1970, Стекло и производство стекла в Древней Месопотамии , Корнинг: Музей стекла Корнинга, 22–23, 118.
  27. ^ PT Nicholson и J. Henderson 2000, «Стекло», в: PT Nicholson и I. Shaw (ред.), Древнеегипетские материалы и технологии , Кембридж: Cambridge University Press, 199.
  28. ^ ab AL Oppenheim 1970, «Клинописные тексты», в: AL Oppenheim et al. (ред.), Стекло и стеклоделие в Древней Месопотамии , Корнинг: Музей стекла Корнинга, 35.
  29. ^ RH Brill 1970, «Химическая интерпретация текстов», в: AL Oppenheim et al. (ред.), Стекло и стеклоделие в Древней Месопотамии , Корнинг: Музей стекла Корнинга, 113.
  30. ↑ Брилл 1970, 112–113.
  31. ^ Брилл 1970, 118.
  32. ^ Мури 1985, 135.
  33. ^ ab Николсон и Хендерсон 2000, 199.
  34. ^ ab Tite et al. 1998, 116.
  35. ^ А. Качмарчик и К. Лаханье 1985, «Древнеегипетские фритты и цветные фаянсовые изделия: проблемы классификации», в: PA England и L. Van Zelst (ред.), Application of Science in Examination of Works of Art , Бостон: Музей изящных искусств, 97.
  36. ^ Качмарчик и Лаханье 1985, 97.
  37. ↑ PB Vandiver и WD Kingery 1992, «Производство египетской фаянсовой чаши восемнадцатой династии», в: M. Bimson и IC Freestone (ред.), Британский музей, выпуск 56: Ранние стекловидные материалы , Лондон: Британский музей, 81.
  38. ^ Тите и др. 1998, 116, 118.
  39. ^ PT Nicholson и E. Peltenburg 2000, «Египетский фаянс», в: PT Nicholson и I. Shaw (ред.), Древнеегипетские материалы и технологии , Кембридж: Cambridge University Press, 178.
  40. ^ Николсон и Пелтенбург 2000, 178.
  41. ^ А. Качмарчик и Р.Э.М. Хеджес 1983, Древний египетский фаянс , Уорминстер: Aris and Phillips Ltd., 217.
  42. ^ Качмарчик и Лаханье 1985, 98.
  43. ^ Тите и др. 1998, 118.
  44. ^ AK Bernsted 2003, Ранняя исламская керамика: материалы и методы , Лондон: Archetype Publications Ltd., 25; RB Mason и MS Tite 1994, «Начало исламской технологии каменной пасты», Archaeometry 36.1: 77
  45. ↑ Мейсон и Тайт 1994, 77.
  46. ↑ Мейсон и Тайт 1994, 79–80.
  47. ↑ Мейсон и Тит 1994, 80.
  48. ^ ab Мейсон и Тайт 1994, 87.
  49. ^ М. С. Тайт 1989, «Керамика Изника: 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. ^ Гончарное дело и керамика . Rosethal E. Pelican Books. 1949
  55. ^ «Раскрась меня в яркий и синий цвет». 20 февраля 2016 г.
  56. ^ «Управление истощением глазури на голубой керамике Джайпура: случай Раджастхана, Индия» Матур АК, Шукла Д. Международный журнал передовых исследований в области управления и социальных наук. Том 3, № 12, декабрь 2014 г.
  57. ^ «Свидание с традицией - исследование Раджастана через музей Аланкар» Джавахар Кала Кендра. Аланкарский музей. 2011. Стр. 6
  58. ^ Технология глазури для керамики . Taylor JR & Bull AC Pergamon Press. 1986.
  59. ^ Мури 1985, 134–135.
  60. ^ О. Р. Лазуткина и др. 2006, «Стеклоэмаль для стали на основе диатомитового материала», Стекло и керамика 63.5–6: 170.
  61. ^ ab C. Vitale-Brovarone и др., 2008, «Биосовместимые стеклокерамические материалы для замены костей», Журнал материаловедения 19: 472.
  62. ^ ab J. Liang и W. Lu (в печати) 2009, «Микроволновые диэлектрические свойства керамики Li 2 TiO 3 , легированной фриттой ZnO-B 2 O 3 », Журнал Американского керамического общества , 1.
  63. ^ Zbinden, Lyn (2014). "Глава 7 – Керамическая фритта и затеняющая полоса". Glass Engineering: Design Solutions for Automotive Applications. doi :10.4271/R-433. ISBN 978-0-7680-8129-9. Получено 9 июня 2020 г. . {{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )
  64. ^ «Конкурентоспособность и прибыльность — новые вызовы в керамической фритте» Тортахада-Эспарса, И. Лусио, Игнасио, Д. Габалдон-Эстеван. Глазурная и красящая промышленность — Часть 2, Interceram 58. 2008
  65. ^ «Отчет об исследовании мирового рынка керамических фритт». Absolute Reports 2002

Внешние ссылки