2 raw materialseng.sut.ac.th/ceramic/old/course_link/35.pdf · 2010. 11. 6. · stabiles casting...

Post on 27-Feb-2021

2 Views

Category:

Documents

0 Downloads

Preview:

Click to see full reader

TRANSCRIPT

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 11

Raw Materials for Whiteware Industry

Part II

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 22

Function of raw materials

�� Kaolin (high quality)Kaolin (high quality)�� Very white firingVery white firing�� Promote translucencyPromote translucency�� Very pureVery pure�� Ball clayBall clay�� Plasticity Plasticity

�� Disadvantages: higher iron content and reduce whitenessDisadvantages: higher iron content and reduce whiteness�� CalcinedCalcined aluminaalumina�� Improves whitenessImproves whiteness�� Improves mechanical strengthImproves mechanical strength�� Reduces fired saggingReduces fired sagging

�� Disadvantages: reduces translucency and reduces plasticity Disadvantages: reduces translucency and reduces plasticity

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 33

Function of raw materials

�� Feldspar, Cornish stone, Feldspar, Cornish stone, NephelineNepheline syenitesyenite: primary : primary fluxflux

�� QuartzQuartz�� Provides body frameworkProvides body framework�� Reduces green deformationReduces green deformation�� Controls thermal expansionControls thermal expansion�� BentoniteBentonite�� Promotes green strength Promotes green strength �� Improves plasticity Improves plasticity

�� Disadvantages: May cause cracking, may deDisadvantages: May cause cracking, may de--stabiles casting slip and reduces whiteness stabiles casting slip and reduces whiteness

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 44

Function of raw materials

�� Bone ashBone ash�� Flux in low quantitiesFlux in low quantities�� Filler in high quantitiesFiller in high quantities�� Promotes translucencyPromotes translucency�� Disadvantages: increased fired saggingDisadvantages: increased fired sagging

�� Pottery stone/Pottery stone/sericitessericites�� Secondary fluxSecondary flux�� Provides plasticityProvides plasticity�� requires careful, control processingrequires careful, control processing

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 55

���������� ����������������������������ก

� ������ (kaolin, china clay)� ��������� (plastic clay, Ball clay)� �������� ��! (bentonite)

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 66

Kaolin (Al2O3.2SiO2.2H2O)• tiny flat plates, hexagonal• average size ≈ 0.7 µm in diameter and about 0.05µm in thickness• each sheet is composed of a tetrahedral Si-O layer and an octahedral Al-OH layer – TO sheets

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 77

Al2O3.2SiO2.2H2O (kaolin)39.5% 46.5% 14%

3/2Al2O3.2SiO2.2H2O (meta-kaolin)

450°C

3Al2O3.SiO2.SiO2 (spinel)

3Al2O3.2SiO2 (mullite)

890-900 °C

1150-1500 °C

���ก������ kaolin �� ��������������

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 88

�����������ก���������������

�� ������������������������ (particle size)(particle size) ก� ������ก��������������������ก� ������ก�������������������� (plasticity) (plasticity) ������������ ����������������� ����� (dry strength) (dry strength) �����������ก����ก��� ������ ������������ก����ก��� ������ � ((cationcation/base exchange capacity) /base exchange capacity) ก��������� �����ก��������� ����� (dry shrinkage)(dry shrinkage)

�� � ��!��� ��!�� (particle shape)(particle shape)��!��!"���"���#�$%#�$%��� ��!���&��'!��ก��� ��������(�ก��� ��!���&��'!��ก��� ��������(�ก 0.050.05 �,��,� 1010 #����#���� "��.�� ������� !�/��!��"��.�� ������� !�/��!�� 0.50.5 #����#����

�� �����������ก����ก��� ������ ������������ก����ก��� ������ � ��!��!"���"���#�$%#�$%�������������0������ก�� ��(�ก��ก���$�$� ����������������0������ก�� ��(�ก��ก���$�$� ������� ���"�������������ก���� ���"�������������ก

�� ก��������� �����ก��������� ����� (drying shrinkage) (drying shrinkage) ������������/����ก�!�(/��ก���������กก�!�������������/����ก�!�(/��ก���������กก�!���������������

�� ������������ ����������������� ����� (green strength)(green strength) ����0�����12�$� #�!�����������&��!��'������0�����12�$� #�!�����������&��!��'�� (/�3�(/�3��������&����3!�����'�����45%����������������������&����3!�����'�����45%��������������� �������/�����������/���� ����$� ������$� ������%����%�������"�#�$%���"�#�$%(/���(/���������������ก$� ���������������ก$� ���

�� ก�����������'�ก�����������'� (firing shrinkage) (firing shrinkage) ��������ก���������ก����(�ก'���������ก���������ก����(�ก'� ��(�������ก��(�������ก�,��,� 2020%%

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 99

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1010

��� ���� ��!"ก��������#$%����� �����������&���ก'(ก���$"�������)���#��*���

���"�#�$%�&�����%'����������ก ��!��ก�� &(#�ก�� 5% �+�� �,������� �"�� -%'��'����������.� (����,�ก�"�ก�� ����/���� 1200°c /����������'��'�'���3����

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1111

!"������#$%����� �������+�ก�$"����, )���#��*���

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1212

ก�#���ก��"������-�������ก�"��

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1313

Flow sheet of Georgia kaolin processing

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1414

Flow sheet of English china-clay processing

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1515

������#ก������ �����""%��"�%�� ��ก���ก��������$"�� ����#����ก���ก��������$"�� ����#�� ������#ก�-����#���� ������#ก�-����#����

�� SiOSiO22 4040--60%60%

�� AlAl22OO33 ��#�����#��� 30%30%

�� HH22O O )�!".ก�"#���� �%���)�!".ก�"#���� �%��� 10%10%

�� TiOTiO22,Fe,Fe22OO33, , CaOCaO, , MgOMgO, K, K22O, NaO, Na22O O �"/ก����"/ก���

�� ������������ �"#������,�"#������,:: kaolinitekaolinite, , montmorillonitemontmorillonite, , illiteillite, ,

quartz and micaquartz and mica

�� ���� �%������� �%���:: linitelinite, waxed, resins, lignin , waxed, resins, lignin �"#�"# humus humus �ก" � ��ก" � �"#"���12����"#"���12���� �ก" �ก" 3�"�4�3�"�4��"#�ก" �"�"#�ก" �"���%���%�� Al, Fe, Ca, Mg, K, NaAl, Fe, Ca, Mg, K, Na

�� ���������5)�ก���"ก��" ������6"�6��#$������������5)�ก���"ก��" ������6"�6��#$��� 77--3030 milliequivalentsmilliequivalents ���� 100100 ก��������$�ก��������$�

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1616

��� /��#-�=�%�"#���� ����� Ball clay

��#-�=�%������#-�=�%�����""%��"�%�""%��"�% � �

�� =�������������$� ��=�������������$� �� �����5�.1��6����� �����5�.1��6�����

�� �2�)$�!"�����>%ก���!�� ������/����ก�.1��2�)$�!"�����>%ก���!�� ������/����ก�.1� 3.�+#"�ก����ก$�ก�!"�����>%� ����������!�)�3.�+#"�ก����ก$�ก�!"�����>%� ����������!�)���#� �� ก����" ��������#� �� ก����" ������

�� =����2�)$��12����� �)=�)�ก��$"����� ก���$"���� �.1�=����2�)$��12����� �)=�)�ก��$"����� ก���$"���� �.1�

�� �""%��"�%�""%��"�%��=���=����2�)$��ก����=���=����2�)$��ก���?�ก������?�ก������#$�����"���)��� 1����@A�)���#�2�ก���!��#$�����"���)��� 1����@A�)���#�2�ก���!� ��B�!"�2�)$���B�!"�2�)$�!"�����>%� �� 1������B��� 1�� ��ก��!"�����>%� �� 1������B��� 1�� ��ก��

���� ��������� ������""%��"�%�""%��"�%� �

�� ��ก� ����ก��ก�+ ����ก��ก� ����ก��ก�+ ����ก �=���=�� FeFe22OO33, TiO, TiO22 � �+#�2�)$����������� 1!"�����>%�� ���� �+#�2�)$����������� 1!"�����>%�� ���

�� �2�)$�����-������!"�����>%���"�2�)$�����-������!"�����>%���"

�� � ������#ก���������� ������#ก��������� �2�)$��ก�����������ก)�ก���������12�����2�$���$"�����2�)$��ก�����������ก)�ก���������12�����2�$���$"����

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1717

"�ก(�#�C��#��""%��"�%+�ก�$"����,%�"���%�"��� %4�5��%4�5�� &��67!8���&��67!8���

���5���!�5�����5���!�5�� %%SiOSiO22 60.460.4 55.055.0 56.556.5AlAl22OO33 25.425.4 30.330.3 28.428.4FeFe22OO33 1.21.2 1.51.5 1.881.88TiOTiO22 0.50.5 0.60.6 0.220.22CaOCaO 0.30.3 0.30.3 0.310.31MgOMgO 0.50.5 0.80.8 0.310.31KK22OO 2.42.4 3.03.0 2.282.28NaNa22OO 0.30.3 1.11.1 0.160.16LOILOI 9.09.0 7.47.4 9.909.90���5���!%"���5���!%" KaoliniteKaolinite KaoliniteKaolinite KaoliniteKaolinite

MicaMica MicaMica MicaMicaQuartzQuartz QuartzQuartz QuartzQuartzOrganicOrganic OrganicOrganic OrganicOrganic

5���'������5���'������--2020 �5�� �5�� 9494 9999 9393--1010 �5�� �5�� 9595 9898 8484--55 �5�� �5�� 9292 9797 7979--22 �5�� �5�� 7676 9494 7373--11 �5�� �5�� 5757 8383 6969--0.50.5 �5�� �5�� 4242 6969 6666MBIMBI 7.57.5 13.013.0 7.07.0

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1818

��������ก����������""%��"�%

�� ������������������ � ����"#� ��ก���������� ����"#� ��ก���������

�� �����$� �������$� �� � �����$� ��� ก���������� �����$� ��� ก��������� ก��!�����ก��!������""%�"�%�""%�"�%"��)��� 1����@A�+#=���)$��.1��6����� "��)��� 1����@A�+#=���)$��.1��6����� �"#�����������/���!"�����>%ก���!��"#�����������/���!"�����>%ก���!�

�� ก��$������ ��$�ก��$������ ��$� � ก��$������ก$� ����.1��6�ก���$"�$� =����� ก��$������ก$� ����.1��6�ก���$"�$� =�����""%��"�%�""%��"�%��1���1� �=���=�� 5��� 5��� SiOSiO22 �6+#� ก��$��������6+#� ก��$������� ���5�����5���""%��"�%�""%��"�%� ���� �%����6+#� ก��$������ก��#���� ���� �%����6+#� ก��$������ก��#��� 1515%%

�� ������/��ก���!�������/��ก���!� +#)$�������/��� ก���������+#)$�������/��� ก��������� �""%��"�%�""%��"�%� �� ������/���6�� ��2���!��� �� ������/���6�� ��2���!����B��� 1����@A�+#=����2�)$�!"�����>%� ������/���6�����������B��� 1����@A�+#=����2�)$�!"�����>%� ������/���6���������

�� ���������$"��!����������$"��!� -����ก+#��)+�� ��2�-����ก+#��)+�� ��2��""%��"�%�""%��"�%��1���!��")��� 1����@A���1���!��")��� 1����@A� �""%��"�%�""%��"�%������ ������ mica mica ���6����6� �� ��!��� ��!� mica mica +#�2�$���� ���B�������)$��ก��+#�2�$���� ���B�������)$��ก���?�ก������?�ก�����)��� 1����@A�)��� 1����@A� �2�)$��� 1�����2�)$��� 1�����"#�� ����ก�.1��"#�� ����ก�.1�

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1919

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2020

��� ���� ��!"������#$%����� �����$� ���� 1"#� ���"#����2���������ก'(�"#���

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2121

!"������#$%����2�"��� �.������%��"�% -��!������2�+�ก 3-4 �$"�

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2222

�����#ก�� ���ก���6�)�������3�"�ก� �����("��(��'�ก���&� 4���/'�,����� '�5�����������#��������� '�ก���������"�#ก���%��#%'�ก��/�� ������ �5������:" 4��,�������������� - %�"������ �5�����';ก 4��"��'�

��.� (��ก�&�ก���

�'(���� (alumina) $���("��%"��� �-'�!&�! �ก� %'��'(������'��ก� %'�$���4��(�'(���"���&� ��/'�"���������5��•'�5�����������#��������•�,��������������5����� -��ก�+��

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2323

ก�������������������-�� irreversible thermal expansion

� Give information on their composition and behavior during firing

•At 600°C.. α-β quartz inversion at 540°C by quartz content in clay•At 700°C ถามปีริมาณแรดินมากจะทําใหการขยายตัวที่อุณหภูมนิี้ต่ําลง

•Group A- high silica clays: มีการขยายตัวประมาณ 1.0% ที่ 600°c ดังนั้นปริมาณซิลิกานาจะมากกวา 60% และมีอนุภาคใหญ (free quartz) ทําใหสามารถเทแบบหลอไดเร็ว•Group B- dark and light blue clays: มีการขยายตัวประมาณ 0.4% ที่ 600°c •Group C-white firing clays: มีการขยายตัวประมาณ 0.2% ที่ 600°C เปนดินที่มีความเหนียวสูงและใหความแข็งแรงกอนเผาแกเนื้อดินปน

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2424

Calcium compounds:

� ��"�3�% ��"�3 ��3�"��ก� ���3���

� =���"����6��ก���!� �� �������ก��#"6������"#3�"�ก�

� ��"�3�%�� ��!�� ���$�6�� 900°°°°c +#)$� CaO ����ก��

CaCO3 CaO + CO2 (g)

CaO +#�6�����= 1�)��ก�* �2�)$�!"�����>%��� �� ��6���$� �"�������B�!���

CaO + H2O (air) Ca(OH)2� ��"�3 ��3�"�4�����ก���!�� ���$�6���6 5�������"#� ���2�)$��ก�������)��� 1���$"��!� $�

������ก�������#ก��$"/ก �2�)$�� $"��!���"

� Barium compounds ����������"��� calcium compounds

� Magnesium compounds: ��ก�6�)��6���ก� �3�% ���-�-"���% ��ก� �3 ��3�"�4� �����#ก���ก� �3 ��+#=���"���$�6�� $� "��������4

� Iron compounds: �6�)��6��4�%��กก�3�% �4�%���ก�3�% �4�%��ก3�"��ก� �4�%��ก3�"�4�% �����#ก��$"/ก�2�)$�� $"��!�� � �$" $� ��B�+��� �12���"

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2525

&��ก��5�!���������! (Carbonaceous matter)

� 5�!������������� CaCO3, MgCO3 ���$�ก5�!�����%'�5�!���4�ก������!&�

� ��������������ก"���/���&���� 4��+#&��,� �+��ก�����.�������("����������� �,�����ก��ก��/�%���������# (reducing) �,�����ก�����"� 5�����/'�"�&�%'�ก�

4�ก�����#/'�� �.<!� ������/��;���4�,����/'�� �.<!�ก��($�������#4�กก=��5�!��� ����/��;���ก4��ก��ก�

��� �"#�����.� (�������&(#�+�� 4+#�,�����ก��ก��/��ก��4��&�ก��� (over vitrification) %'�/'�� �.<!�������ก��ก�����������&��(�#

� ���&��ก��5�!��� �"&'����� 4��,�����ก��%��&��,��+���������������� (black core) 5��/����>���"�# 24-900°c %'���������'���"�#��,� 5-6 �.�. ��/'�� �.<!���������,�/&�

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2626

&��ก����#��'�-�! (sulfur):� ��4�ก��';ก��'�-���� - �! FeS2 %5'�������'�-�� �"5����ก�� 500 mg/g �$��4��,���������/'�� �.<!�������������'�#�/�

��������5�' ��!�5'�! (calcined clay)� ����� (Chamotte, grog) ������/"��ก��/�%'�� ���/&������������$���

�C��������� �$���5���$��������"�#ก���%��# �&���5#&��#���������� '�ก�%�ก��� �$���5����� - �"�������'�#�/�

� ���������/�����.� (����,�ก�"�������������,� �/� ��"����������/���� 1180-1200°c ��-"��%'���,� /&�ก�����������EF� �"���3��5#&��#���#"���"�ก��+��( %'��,� �/���ก5��#��� 1250°c

� ���������/������.� (��&(# 1300-1500°c 4+# �"�ก��ก��������ก�'�#4�ก����,� /&�����������EF�%'��/������.� (����,�ก�"� 4+# �"�ก��ก�����������'�#�/���ก

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2727

�����#ก��"���"�% (Alkali bearing minerals)

� $���(��#%"���-E���� �ก�� ��4��("��(��#�ก'�����'�'����,� �� ��"��$%�&�������'�-� ���������'�-�

�������5'� �!� '�4��&�ก������5����� - (vitrification temp.)� �����ก�� Al2O3 %'� SiO2 4��'����������.� (����,� &��ก����'

5� '�!������'�������4�ก'���3������%ก��� �"��5��������� 4+#'�5������������������� %'�'�5���%�;#%#�'�#%��# (dry strength) ��#��������

� '�'����,� �� �"����/&�����������%'���,��5'���

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2828

���=��� ��,

Fireclays: kaolinitesecondary clays with fine impurity

Stoneware clay: highly plastic buff or brown it contains natural fluxes as impurity

Bentonite: smectite group or montmorillonite,��5�����������ก 4+#��ก����'#����������EF���� �"��5��������� �"�ก�� 1% %'��,�������EF���5���%�;#%#ก"���/�&(#

Pyrophyllite : 5'��� talc %�" �"��5��������� 5"�����#5'���������%�"����&"��ก��������,���ก �ก������ Al2O3 28.3%, SiO2 66.7% %'� H2O 5.0% ���/&��������ก������#�$���'�ก������ ����,�H��� --I����%/# --I� �3���&���� -

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2929

Feldspar and other fluxs� Flux: low fusion temp. (alkali or alkaline earth)� Fine (55% of materials is less than 10µm)

Feldspars:• Potash feldspar (orthoclase) : K2O.Al2O3.6SiO2•Soda feldspar (Albite): Na2O.Al2O3.6SiO2 �low vitrification temp. อาจทําใหผลิตภณัฑเสยีรุปขณะเผา•Lime feldspar (Anorthite): CaO.Al2O3.2SiO2•Barium feldspar (Celsian): BaO.Al2O3.2SiO2

Cornish Stone: ไมเปน flux ที่รุนแรงเนื่องจากมีปริมาณอัลคาไลนนอย มักประกอบดวย kaolin กับ feldspar มักมีสิง่เจือปนมาก เชน CaF2 และอาจจะทําใหเกิดสหีลังเผา

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3030

Bone ash : ใชสําหรบัผสมในเนื้อ bone china ทําใหเนื้อมีความโปรงแสง เนื่องจากเปน calcium phosphate เมื่อหลอมรวมกับ china clay เกิดเปน CaO.Al2O3.2SiO2 ทําใหโปรงแสง โดยการเผากระดกูวัวควายที่ 900°c ปริมาณของอินทรียสารทีเ่หลืออยูหลังจากเผาไปจะมีผลตอความเหนยีว ถามีปริมาณอินทรียสารเหลืออยูมากจะทําใหเกิดการบวม ดงันั้นจึงควรเชค็ปรมิาณของอินทรียสารที่มีอยูประมาณ 1.8-2.0%

Talc: magnesium silicate and a member of the smectite or montmorillonite group.

3MgO.4SiO2.H2O

Cordierite (2MgO.2Al2O3.5SiO2)

High temp.

Low thermal expansion� excellent thermal shock resistance

BUT a narrow firing range and easily distort on firingReduce moisture expansion of the body� delayed crazing

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3131

Limestone: almost used for wall tile Low moisture expansion

Lime used at about 10-12% � reduces the amount of glassy phase during firing

Lithium-containing minerals: Lepidolite, Spodumene or petalite�low thermal expansion.

Micas and illites: เชน Potash mica (K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O) ลดความทนไฟและ illites (or hydrous micas)

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3232

Silica� ����0� earthenware ��SiO2 � ��,� 72-76% ;, �(/�!��'���&� free silica (flint

or sand) 35%� ��'��!��4������ thermal expansion 3!� ��0�����12�����ก����������� ��(�ก���

����� �ก�!�����<� ��=��ก��ก����ก���������� � ������������/����������ก!��'������0�����12�� ��ก�������ก!��'�� ��������$� ��� silica ��(�� !��� � flint (water+interstitial amorphous

silica) �� �'�(/#�� cristobalite ��>���3��� flint (/<��/��ก�����!� chalk ก!���?����3����� calcinationก!��$� 1100°c <� �#�! organic ��/$?�������!���,0�

� ��������$� �� !��� ���� sand (/��SiO2 > 99% ��(/�� Fe2O3, TiO2 � ?� ��/�������������ก

� Non-crystalline form of silica: fused silica (cooled the molten mass) ��ก����������� ��(�ก�������� ?� ��/<� ����$�#@

� Silica $� �� !�� body (/$?����ก���������� ��,0� (crystalline form)��! silica $� �� !������(/�� !��� ���� amorphous $?����ก�������������

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3333

Inversion and conversion of silica

�� Quartz (stable form up to 870Quartz (stable form up to 870°°c)c)�� TridymiteTridymite�� CristobaliteCristobalite

Atoms are less closely packed than in quartz� Lower specific gravity, form at high temp.

Quartz s.g. 2.65Tridymite s.g. 2.32Cristobalite s.g. 2.28

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3434

α-quartz β-quartz β2-Tridymite

β1-Tridymite

α-Tridymite

β-Cristobalite

α-Cristobalite

573°C 870°C 1470°C

163°C

117°C

220-280°C

α� β Quartz Vol. expansion 1.0%α� β Cristobalite Vol. expansion 3%α� β1 Tridymite Vol. expansion 0.3%

Size change : ทําใหเกิดการแตกราวขณะเผา ถาเผาผานอุณหภูมิที่มีการเปลี่ยน phase เร็วเกินไป

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3535

Cristobalite squeeze�� αα--ββ cristobalitecristobalite inversioninversion I�#ก�ก�%�ก����#�5'���I�#ก�ก�%�ก����#�5'���

bisque

Unfired glaze

bisque

Body expands at 220°C(α-β cristobalite inversion)

bisque

Glaze melts and flows to cover body

bisque

Glaze solidified on cooling

bisque

Glaze in compression

Body contractsDue to β-α cristobalite

inversion

heat

heat

coolcool

<220°C

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3636

Alumina

�� As a filler instead of silicaAs a filler instead of silica�� Lower thermal expansion than crystalline Lower thermal expansion than crystalline

silica silica �� �.��/��,�7�ก����ก���.��/��,�7�ก����ก�� silica silica 4� ��4� �� silicatesilicate--aluminatealuminate

glass (high thermal expansion) glass (high thermal expansion) ��44��,�����ก����44��,�����ก��5���%�ก�"�#�����#4�กก����������� �"��"�ก�����"�#%ก��%'�5���%�ก�"�#�����#4�กก����������� �"��"�ก�����"�#%ก��%'�silica silica �,�����ก��ก�%�ก��� ���,�����ก��ก�%�ก��� ��

�� Alumina Alumina �����("��(�����("��( bauxite bauxite 4���&��#�4�����ก4���&��#�4�����ก

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3737

���5���� ��,

� Plaster of Paris (calcium sulphate hemihydrate) CaSO4.1/2H2O

� CaSO4.2H2O = CaSO4.1/2H2O + 1 ½ H2O gypsum 160°C plaster water

� “Dead-burned” = anhydrous calcium sulphate (CaSO4)� Forms: β-form �����4�ก dry (no stream)

α-form �����4�ก steam treatment� Plaster + water � interlocking mass of gypsum crystals� ���.��,���ก 4��,���� plaster ��5���$�������ก 4+#�,����5���&������ก��(���,���#%����ก ��"� casting

moulds ��&��&"�� 100 plaster/80 water %'� flatware moulds ��&��&"�� 100 plaster/70 water

� 5�.&�������# plaster 4���ก��'����%'# �� �+����("ก��ก��ก;��ก6� ก�/&�%'�ก���;������# plaster

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3838

Glaze raw materials

Basic oxides:� K2O: pearl ash (K2CO3)

Potassium nitrate (KNO3)Potash feldspar (K2O.Al2O3.6SiO2)

� Na2O: Soda ash (Na2CO3)Borax (Na2B4O7.10H2O)Soda feldspar (Na2O.Al2O3.6SiO2)

� CaO:Whiting (CaCO3)Fluorspar (CaF2)Colemanite (2CaO.3B2O3.5H2O)

� BaO:Witherite (BaCO3) or barytes (BaSO4)� PbO:White lead (2PbCO3.Pb(OH)2)

Red lead (Pb3O4)

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3939

Glaze raw materials

Amphoteric oxide� Al2O3: China clay (Al2O3.2SiO2.2H2O)

Bauxite (Al2O3.2H2O)FeldsparNepheline syenite (K2O/Na2O &(#)

Acidic oxides� SiO2: quartz, sand, flint, clay, feldspar� B2O3: Borax (Na2B4O7.10H2O)

H3BO3 boric oxideColemanite (2CaO.3B2O3.5H2O)

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 4040

Colours: colouring agents and stains

�� Colored bodiesColored bodies�� Colored slips (Colored slips (engobesengobes))�� UnderUnder--glazeglaze�� InIn--glazeglaze�� OnOn--glazeglaze

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 4141

Colouring agents and stains

Example� Cobalt: blue� Chrome: Cr2O3 dark green

K2Cr2O7 bright orange� Cadmium and Selenium colours:Yellow orange and red

colours� Gold: AuCl3� Zirconium-based stains:green

ZrO2 + V = blueZrO2 + Mn2O = greyZrO2+chromium fluoride = greenZrO2 + terbium fluoride = yellow

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 4242

���5����� ���B����=�����#���)��� 1��� (organic binder)

� &�������!���5��������� &�����/�%'��&'�������������.� (�����. 400-500°c ������# �"�,�7�ก����ก���������� ���'�#ก��/�

� &�������!�������'�'����,� �� ���ก�������������/&���,� $���5���������("���#���/&������������������,��5'����,����'����� �"�ก��ก����"� Dextrin, gum arabic, lignin extract, methyl cellulose, starch

� &�������!������� �"'�'����,� /&�ก��������������+��(������8����/#%��#����%#���&(# ���������������� �"��5��������� ��"� cellulose acetate, methyl ethyl cellulose, tannic acid, ceresin wax

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 4343

���� ���B����$"�" ��)��� 1����"#�������%

� ���# �"�,�'����������� �"��7�ก�����3�����'��'�'���'�#�/�� �"�����"�#����3�(��ก�J�'�#�/� ��%ก"� Oil� Paraffin emulsion, wax emulsion� Cellulose acetate &,�����+��(�����8����5������%'�%#���&(#� Badilla �3�ก����,�4�ก%�ก���������'��ก��4' /&������������ ก'�"�&������ ���/&�������������(��������/# �"'�'����,� ��"� magnesium

stearate, zinc stearate, barium stearate, aluminiumstearate

Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 4444

�2�5��������

� &"���ก��������"� ��� ��/'��"�# �"�5�.&�������#ก�� �$��#��� : Al2O3,SiO2, Na2O and K2O, CaO, Fe2O3

top related