Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"Фриц" перенаправляется сюда. Для данного имени см. Frits (данное имя) .

Фритты является керамическая композиция , которая была сливают, гас , и гранулируют. Фритты составляют важную часть партий эмалей и керамических глазурей ; 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, поскольку этот метод охлаждения очень горячего стекла также широко используется в производстве стекла.

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

В древности фритту можно было измельчать для получения пигментов или придавать ей форму для создания предметов. Возможно, он также служил промежуточным материалом при производстве стеклянного сырца . Определение фритты имеет тенденцию быть изменчивым и оказалось сложной проблемой для ученых. В последние столетия фритты стали играть различные роли, например, в качестве биоматериалов и добавок к диэлектрической керамике для микроволнового излучения . Фритта в виде алюмосиликата может использоваться в безглазурных огнеупорах непрерывной разливки.

Древняя фритта [ править ]

Археологи нашли доказательства 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 он окрашен в синий или зеленый цвет.

Голубая фритта [ править ]

Голубая фритта, также известная как египетская синяя , была сделана из кварца , извести , соединения меди и щелочного флюса , нагретых до температуры от 850 до 1000 ° C. [6] Кварцевый песок, возможно, использовался для добавления кремнезема во фритту. [7] Содержание меди должно быть больше, чем содержание извести, чтобы образовалась синяя фритта. [8] В конечном итоге фритта состоит из кристаллов купрориваита (CaCuSi 4 O 10 ) и «частично прореагировавших частиц кварца, связанных вместе» промежуточным стеклом. [9]Несмотря на аргумент об обратном, ученые обнаружили, что независимо от содержания щелочи кристаллы купрориваита развиваются путем «зарождения или роста в жидкой или стеклянной фазе». [10] Однако содержание щелочи и крупность кристаллов купрориваита придают фритте оттенок синего. [11] Высокое содержание щелочи дает «большую долю стекла», тем самым разбавляя кристаллы купрориваита и создавая более светлые оттенки синего. [11] Повторное измельчение и повторное спекание фритты приведет к образованию более мелких кристаллов купрориваита, а также более светлых оттенков. [11]

Самое раннее появление синей фритты как пигмент на могиле живописи в Саккаре от 2900 г. до н.э., хотя его использование стало более популярным в Египте около 2600 г. до н. [9] Голубая фритта также была обнаружена в царских гробницах в Уре из раннединастического периода III . [12] Его использование в датах средиземноморской к Thera фрескам из поздних 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 является причиной коррозии стекол и глазурей из этих трех регионов, является вероятной причиной этого отсутствия. [14] [15]

В Амарне археологи нашли голубую фритту в виде круглых лепешек, остатков порошка и фрагментов сосудов. [16] Анализ микроструктуры и размеров кристаллов этих фритт позволил Хаттону, Шортленду и Тите 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 своей книге «Об архитектуре» писатель Витрувий в первом веке до нашей эры сообщает о производстве «caeruleum» (синего пигмента) в Поццуоли методом, применяемым в Александрии , Египет. [18] Витрувий перечисляет сырье для Caeruleum как песок, медные опилки и «нитрум» (сода). [11] Действительно, анализ некоторых фритт, относящихся ко времени Тутмоса III и позднее, показывает использование бронзовых опилок вместо медной руды . [11]

Запасы предполагают , что отходы порошки из бурения из известняка , в сочетании с концентрацией щелочи малой, возможно, были использованы для получения синих фритты. [19] Порошки своим содержанием меди обязаны эрозии медных трубчатых сверл, используемых в процессе бурения. [20] Однако археологические данные еще не подтвердили такую ​​взаимосвязь между этими двумя технологиями.

Зеленая фритта [ править ]

Доказательства использования зеленой фритты пока ограничены Египтом. [16] Наряду с малахитом в качестве зеленого пигмента обычно использовалась зеленая фритта. [21] Его самое раннее появление - в росписях надгробий 18-й династии , но его использование простирается, по крайней мере, до римского периода . [22] При производстве зеленой и синей фритты используется одно и то же сырье, но в разных пропорциях. [9] Для получения 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 медь- волластонита ([Ca, Cu] 3 Si 3 O 9 ) и «стеклообразной фазы, богатой хлоридами меди, натрия и калия». [24] При определенных обстоятельствах (использование двухступенчатого процесса нагревания, присутствие гематита ) ученым удалось создать голубую фритту на основе купрориваита, которая позже стала зеленой фриттой на основе меди и волластонита при температуре 1050 ° С. ° C. [25] На некоторых древнеегипетских настенных росписях пигменты, которые изначально были синими, теперь зеленые: 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 между фриттой, стеклом и фаянсом [ править ]

Аккадское текст из Ашшурбанапала библиотеки «ы в Ниневии предполагает , что фритты как вещество было промежуточным материалом в производстве сырого стекла. [26] Этот промежуточный этап должен был следовать за измельчением и смешиванием сырья, используемого для производства стекла. [27] Отрывок из перевода Оппенгейма Таблицы А, Раздел 1 текста Ниневии гласит:

Вы поддерживаете горение хорошего бездымного огня до тех пор, пока «металл» (расплавленное стекло) не станет спекшимся. 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 производить стекло «высокого качества». [29] Он пришел к выводу, что фритта необходима для того, чтобы на этой стадии выделялись газы , а в конечном продукте практически не было пузырьков . [30] Кроме того, измельчение фритты фактически ускоряет «вторую часть процесса, которая заключается в… превращении системы в стакан». [31]

Мури определил эту промежуточную стадию как «спекание», «процесс, в котором растворимые соли становятся нерастворимыми за счет разрушения карбонатов и т. Д. И образования сложной массы спеченных силикатов». [32] Фритта, сохранившаяся в «фрагменте сковороды», хранящемся в музее Петри, «показывает многочисленные белые пятна непрореагировавшего кремнезема и большое количество пузырьков, в которых образовались газы». [33] Этот процесс был известен древним писателям, таким как Плиний и Феофил . [33]

Но вопрос о том, производилась ли эта «фриттинг» в древности как преднамеренный шаг в производстве стеклянного сырца, остается под вопросом. Составы фритт и стекол, извлеченных из Амарны, не совпадают в том смысле, что подразумевает, 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 предложили несколько возможных связей между фриттой и фаянсом . Кюне предполагает, что фритта могла выступать в качестве «связующего вещества для фаянса», и предполагает, что это связующее состояло преимущественно из кремнезема, щелочи и меди с небольшими концентрациями щелочноземельных металлов и олова . [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 суспензию в воде и, наконец, нанести глазурь «окунанием или картина." [37]Однако использование ими слова «фритта» как практически синонима «расплав» представляет собой еще один уникальный взгляд на то, что из себя представляет «фритта». Наконец, Tite et al. сообщают, что фритты, необычно окрашенные в синий цвет за счет кобальта, найденные в «сковородах» в Амарне, имеют состав и микроструктуру, подобные стекловидному фаянсу, высокотемпературной форме египетского фаянса, в состав которой входит кобальт. [38] В своей реконструкции производства стекловидного фаянса Тите и др. Предлагаем, чтобы при первоначальном обжиге сырья при температуре 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 текущего и, вероятно, будущего научного интереса. 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 [ править ]

Посуда относится к типу керамики, 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, «фритты» и белой глины 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 Багдада имеет в своей ткани «фрагменты реликтового стекла». [46] Стекло состоит из щелочно-известково-свинцового кремнезема, а при обжиге или охлаждении пасты используются волластонит и диопсид.кристаллы, образовавшиеся внутри осколков стекла. [47] Отсутствие «включений измельченной глиняной посуды » предполагает, что эти фрагменты были получены не из глазури. [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.

Керамика Изник производилась в Османской Турции еще в 15 веке нашей эры. [49] Он состоит из корпуса, шликера и глазури, где корпус и глазурь выполнены из кварцевого стекла. [50] «Фритты» в обоих случаях «необычны тем, что содержат оксид свинца, а также соду »; оксид свинца поможет снизить коэффициент теплового расширения керамики. [51] Микроскопический анализ показывает, что материал, обозначенный как «фритта», представляет собой «промежуточное стекло», которое служит для соединения частиц кварца. [52]Тит 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-го века включали Севр во Франции, а также Челси, Дерби, Боу, Вустер и Лонгтон-холл в Англии. [1] [54] По крайней мере, один фарфор из фритты остается в производстве на заводе 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 [ править ]

Фасад музея Анкориджа в Анкоридже , Аляска, включает большое количество изготовленного на заказ изолированного фриттированного стекла.

Фритты являются незаменимыми составными частями большинства промышленных керамических глазурей, созревающих при температуре ниже 1150 ° C. [55] Фритты обычно являются промежуточным звеном при производстве стеклянного сырца, в отличие от пигментов и фигурных предметов [56], но их можно использовать в качестве лабораторного оборудования в ряде высокотехнологичных контекстов. Фритты, состоящие преимущественно из диоксида кремния, триоксида дибора (B 2 O 3 ) и соды, используются в качестве эмали на стальных трубах . [57] Другой тип фритты может быть использован в качестве биоматериала., 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 можно использовать в качестве «каркасов для замены костей ». [58] Кроме того, некоторые фритты могут быть добавлены в высокотехнологичную керамику: такие фритты получают путем измельчения оксида цинка (ZnO) и борной кислоты (H 3 BO 3 ) с шариками циркония (Zr) с последующим нагреванием этой смеси до 1100 °. C, закалку и измельчение. [59] Эта фритта затем добавляется вкерамический порошок титаната лития (Li 2 TiO 3 ), который позволяет керамике спекаться при более низкой температуре, сохраняя при этом ее «микроволновые диэлектрические свойства». [59] Спекание - это высокотемпературное сплавление порошка с образованием твердого, обычно пористого , материал. В лабораторном и промышленном химическом технологическом оборудовании термин фритта обозначает фильтр, изготовленный путем спекания стеклянных частиц вместе для получения куска известной пористости, называемого фриттованным стеклом . Это слово также используется в более свободном смысле для обозначения фильтр любогокомпозицию (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. 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 имеют несколько типов в зависимости от использования в керамической глазури, такие как прозрачная фритта, матовая фритта и непрозрачная фритта.

Автомобильные лобовые стекла имеют темную полосу из керамических точек по краям, называемую фриттой . [60]

См. Также [ править ]

  • Египетский синий  - пигмент, используемый в Древнем Египте.
  • Египетский фаянс  - Тип древнеегипетской спеченной кварцевой керамики
  • Исламская керамика
  • Изникская керамика
  • Контактная фриттинг

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Словарь керамики (3-е издание) Под редакцией Додда, А. Мерфина, Д. Институт материалов. 1994 г.
  2. ^ T. Pradell et al. 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: П. Т. Николсон и И. Шоу (ред.), Древнеегипетские материалы и технологии , Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 109;
  4. ^ Moorey, PRS, 1985, Материалы и производство в Древней Месопотамии , BAR International Series 237, Оксфорд: Бар 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'Emaillage de L'Égypte Ancienne , Бари: Edipuglia, 112–113.
  6. ^ GD Hatton, AJ Shortland и MS Tite 2008, «Технология производства египетских синих и зеленых фриттов из Египта и Месопотамии второго тысячелетия до нашей эры», Journal of Archaeological Science 35: 1591.
  7. ^ Тите и др. 1998, 114.
  8. ^ Тите и др. 1998, 112-113.
  9. ^ а б в г Хаттон, Шортленд и Тайт 2008, 1591.
  10. ^ Pradell et al. 2006, 1430-1431.
  11. ^ а б в г д 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 et al. 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 .
  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. ↑ DA Stocks 1997, «Получение древнеегипетского фаянсового ядра и глазури», Antiquity 71: 181.
  20. ^ Акции 1997, 180-181.
  21. ^ А. Лукас и Дж. Р. Харрис 1962, Древние египетские материалы и промышленность, 4-е изд., Лондон: Эдвард Арнольд Паблишерс Лтд., 344-345.
  22. ^ П. Бианкетти и др. 2000, «Производство и характеристика египетской голубой и египетской зеленой фритты», Journal of Cultural Heritage 1: 179; Хаттон, Шортленд и Тайт 2008, 1592.
  23. ^ Хаттон, Шортленд и Тайт 2008, 1591; Ли и Квирк 2000, 112; Tite et al. 1998, 113.
  24. ^ Ли и Квирк 2000, 112.
  25. ^ Bianchetti et al. 2000, 181–183.
  26. ^ AL Oppenheim et al. (ред.) 1970, Стекло и производство стекла в Древней Месопотамии, Corning: The Corning Museum of Glass, 22-23, 118.
  27. ^ PT Николсон и Дж. Хендерсон 2000, «Стекло», В: PT Николсон и И. Шоу (ред.), Древние египетские материалы и технологии , Кембридж: Cambridge University Press, 199.
  28. ^ a b A.L. Oppenheim 1970, «Клинописные тексты», In: AL Oppenheim et al. (ред.), Стекло и производство стекла в Древней Месопотамии, Corning: The Corning Museum of Glass, 35.
  29. ^ RH Brill 1970, «Химическая интерпретация текстов», В: AL Oppenheim et al. (ред.), Стекло и производство стекла в Древней Месопотамии, Corning: The Corning Museum of Glass, 113.
  30. ^ Брилл 1970, 112-113.
  31. Перейти ↑ Brill 1970, 118.
  32. ^ Moorey 1985, 135.
  33. ^ а б Николсон и Хендерсон 2000, 199.
  34. ^ а б Тите и др. 1998, 116.
  35. ^ А. Качмарчик и С. Lahanier 1985, «Древнеегипетские фритты и цветные Фаянс органы: Проблемы классификации,» В: PA Англия и Л. Ван Zelst (ред.), Применение науки в экспертизе произведений искусства , Бостон: Музей изобразительных искусств, 97.
  36. ^ Качмарчик и Lahanier 1985, 97.
  37. ^ PB Vandiver и WD Kingery 1992, «Производство Восемнадцатых династий египетского Фаянс Чаша,» В: М. Bimson и IC Фристоун (ред), Британский музей Периодическое издание 56: Ранний Стекловидные Материалы , Лондон: Британский музей, 81.
  38. ^ Тите и др. 1998, 116, 118.
  39. ^ PT Николсон и Э. Пельтенбург 2000, «Египетский фаянс», В: PT Николсон и И. Шоу (ред.), Древние египетские материалы и технологии , Кембридж: Cambridge University Press, 178.
  40. ^ Николсон и Пельтенбург 2000, 178.
  41. ^ A. Качмарчик и РЗМ Hedges 1983, древнеегипетский Фаянс , Warminster: Арис и Phillips Ltd., 217.
  42. ^ Качмарчик и Lahanier 1985, 98.
  43. ^ Тите и др. 1998, 118.
  44. ^ AK Bernsted 2003, ранний исламский Pottery: Материалы и методы , Лондон: Архетип Публикации Ltd., 25; Р. Б. Мейсон и М. С. Тайт 1994, "Начало исламской технологии каменной пасты", Археометрия 36.1: 77
  45. ^ Mason и Тит 1994, 77.
  46. ^ Мейсон и Тайт 1994, 79-80.
  47. ^ Мейсон и Тайт 1994, 80.
  48. ^ а б Мейсон и Тайт 1994, 87.
  49. ^ MS Tite 1989, "Изникская керамика: исследование методов производства", Археометрия 31.2: 115.
  50. ^ Tite 1989, 120.
  51. ^ Tite 1989, 129.
  52. ^ Tite 1989, 120, 123.
  53. ^ Tite 1989, 121.
  54. ^ Гончар и керамика . Розеталь Э. Пеликан Букс. 1949 г.
  55. ^ Технология глазури керамики . Taylor JR & Bull AC Pergamon Press. 1986 г.
  56. ^ Moorey 1985, 134-135.
  57. ^ OR Лазуткина и др. 2006, «Стеклоэмаль для стали на основе диатомита», Стекло и керамика 63.5-6: 170.
  58. ^ a b К. Витале-Бровароне и др., 2008, «Биосовместимые стеклокерамические материалы для замещения костной ткани», Журнал материаловедения 19: 472.
  59. ^ a b Дж. Лян и В. Лу (в печати) 2009, "Микроволновые диэлектрические свойства керамики Li 2 TiO 3, легированной ZnO-B 2 O 3 фриттой", Журнал Американского керамического общества, 1.
  60. ^ Збинден, Lyn (2014). «Глава 7 - Керамическая фритта и абажур» . Стекольная инженерия: дизайнерские решения для автомобильной промышленности . IEEE . Проверено 9 июня 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Голубая фритта из Амарны теперь в музее Петри
  • Сковорода с зеленой фриттой теперь в музее Петри
  • Археометаллургическое объяснение исчезновения египетского и ближневосточного кобальтово-синего стекла в конце интернет-археологии позднего бронзового века