طلاء السيراميك

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 13 صور
الموسوعة الحرة

زجاجة مركبة الجسم، مطلية ومزججة. إيران ، القرن السادس عشر ( متحف متروبوليتان للفنون )
تفاصيل من طلاء رماد قش الأرز المتساقط (أعلى)، اليابان، 1852

الطلاء الخزفي ، أو ببساطة الطلاء ، هو طبقة زجاجية تغطي الخزف. يُستخدم للزينة، ولضمان عدم نفاذية السوائل، ولتقليل التصاق الملوثات. [ 1 ]

يُضفي التزجيج على الفخار خاصية منع تسرب الماء، إذ يُغلق مساميته الطبيعية ، كما يُكسبه سطحًا أكثر صلابة. ويُستخدم التزجيج أيضًا على الخزف الحجري والبورسلين . وإلى جانب وظيفته، يُمكن للتزجيج أن يُشكّل مجموعة متنوعة من التشطيبات السطحية، بما في ذلك درجات اللمعان أو عدم اللمعان، بالإضافة إلى الألوان. كما يُمكن للتزجيج أن يُبرز التصميم أو الملمس الأساسي ، سواءً كان غير مُعدّل أو منقوشًا أو محفورًا أو مطليًا.

معظم الأواني الفخارية المنتجة في القرون الأخيرة كانت مزججة، باستثناء قطع البورسلين غير المطلي . غالبًا ما تُطلى البلاطات من الخارج، كما أن الطوب الطيني المعماري الحديث غالبًا ما يكون مزججًا . الطوب المزجج شائع أيضًا. الأدوات الصحية مزججة دائمًا، وكذلك العديد من أنواع السيراميك المستخدمة في الصناعة، مثل العوازل الخزفية لخطوط نقل الطاقة العلوية .

أهم مجموعات الطلاءات التقليدية، والتي سميت كل منها نسبة إلى عامل الصهر الخزفي الرئيسي فيها ، هي:

يمكن تطبيق الطلاء الزجاجي بالرش أو الغمس أو التوزيع أو الدهن على معلق مائي من الطلاء غير المحروق. قد يختلف لون الطلاء بعد حرقه اختلافًا كبيرًا عن لونه قبل الحرق. ولمنع التصاق الأواني المطلية بأثاث الفرن أثناء الحرق، يُترك جزء صغير من القطعة المراد حرقها (مثل القاعدة) بدون طلاء، أو تُستخدم دعامات حرارية خاصة كدعامات. تُزال هذه الدعامات وتُتخلص منها بعد الحرق.

تاريخ

تاريخيًا، تطورت عملية تزجيج الخزف ببطء نسبيًا، نظرًا للحاجة إلى اكتشاف المواد المناسبة، فضلًا عن الحاجة إلى تقنية حرق قادرة على الوصول إلى درجات الحرارة المطلوبة بدقة. ظهرت طبقات التزجيج لأول مرة على المواد الحجرية في الألفية الرابعة قبل الميلاد، وكان الخزف المصري القديم ( الفخار المفتت ، وليس الطين) يتميز بتزجيجه الذاتي، حيث كانت المادة تُشكّل طبقة شبيهة بالتزجيج بشكل طبيعي أثناء الحرق. تلا ذلك اختراع الزجاج حوالي عام 1500 قبل الميلاد، حيث استُخدمت في الشرق الأوسط ومصر طبقات تزجيج قلوية، بما في ذلك تزجيج الرماد ، وفي الصين، باستخدام الفلسبار المطحون . وبحلول عام 100 قبل الميلاد تقريبًا، انتشر استخدام التزجيج بالرصاص على نطاق واسع في العالم القديم . [ 3 ]

يعود استخدام الطوب المزجج إلى معبد عيلام في تشوغا زنبيل ، الذي يعود تاريخه إلى القرن الثالث عشر قبل الميلاد. وتُعد الباغودا الحديدية ، التي بُنيت عام 1049 في كايفنغ بالصين ، من الطوب المزجج مثالاً لاحقاً معروفاً. [ 4 ]

من المرجح أن الفخار المطلي بالرصاص كان يُصنع في الصين خلال فترة الممالك المتحاربة (475-221 قبل الميلاد)، وازداد إنتاجه خلال عهد أسرة هان. أما الفخار الحجري المطلي بالسيلادون الأولي عالي الحرارة، فقد صُنع قبل الفخار المطلي، منذ عهد أسرة شانغ (1600-1046 قبل الميلاد). [ 5 ]

خلال فترة كوفون في اليابان، زُيّنت أواني سو بطبقة زجاجية خضراء من الرماد الطبيعي . ومن عام 552 إلى 794 ميلادي، ظهرت طبقات زجاجية بألوان مختلفة. وشاع استخدام الطبقات الزجاجية الثلاثة الملونة في عهد أسرة تانغ لفترة من الزمن، ثم اختفت تدريجيًا؛ ولم تُعرف الألوان والتركيبات الدقيقة لتلك الطبقات. ومع ذلك، كان استخدام طبقة الرماد الطبيعي شائعًا في جميع أنحاء البلاد.

في القرن الثالث عشر، كانت تُطلى تصاميم الزهور بألوان الأحمر والأزرق والأخضر والأصفر والأسود فوق الطلاء الزجاجي. وقد لاقت هذه الألوان رواجاً كبيراً لما أضفته من مظهر مميز على الخزف .

منذ القرن الثامن الميلادي، شاع استخدام الخزف المزجج في الفن الإسلامي وصناعة الفخار ، لا سيما في الأواني الفخارية المزخرفة . وكان التزجيج المعتم بالقصدير من أوائل التقنيات الحديثة التي طورها الخزافون المسلمون. ويمكن العثور على أولى التزجيجات الإسلامية المعتمة على شكل أوانٍ مطلية باللون الأزرق في البصرة ، ويعود تاريخها إلى القرن الثامن الميلادي تقريبًا. ومن الإسهامات المهمة الأخرى تطوير الخزف الحجري ، الذي نشأ في العراق في القرن التاسع الميلادي. [ 6 ] ومن بين المواقع الأخرى التي شهدت ابتكارات في صناعة الفخار في العالم الإسلامي: الفسطاط (من 975 إلى 1075)، ودمشق (من 1100 إلى حوالي 1600)، وتبريز (من 1470 إلى 1550).

تعبير

تشمل المواد الخام المستخدمة في طلاء السيراميك عادةً السيليكا، وهي المكون الرئيسي للزجاج. وتعمل أكاسيد المعادن المختلفة، مثل أكاسيد الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم ، كعوامل صهر ، مما يؤدي إلى خفض درجة حرارة الانصهار. أما الألومينا ، المشتقة غالبًا من الطين ، فتُصلّب الطلاء المنصهر لمنعه من الانسكاب. [ 7 ] وتُستخدم الملونات، مثل أكسيد الحديد وكربونات النحاس وكربونات الكوبالت ، [ 7 ] وأحيانًا مواد معتمة كأكسيد القصدير وأكسيد الزركونيوم ، لتعديل المظهر المرئي للطلاء بعد الحرق.

يجب أن تحتوي طبقات التزجيج على مادة صهر خزفية تعمل على تعزيز التسييل الجزئي في الطين ومواد التزجيج الأخرى. تعمل مواد الصهر على خفض درجة انصهار الزجاج العالية، وتكوّن السيليكا ، وأحيانًا أكسيد البورون .

التزجيج الملحي هو عملية تزجيج بالبخار، حيث يُضاف الملح أو رماد الصودا إلى فرن ذي درجة حرارة عالية . يتفاعل بخار الصوديوم الناتج مع الألومينا والسيليكا في الطين ، مُشكِّلاً طبقة زجاجية متينة من سيليكات الصوديوم. [ 8 ] على الرغم من أهميتها التاريخية، إلا أن هذه الطريقة أصبحت الآن بالية إلى حد كبير بسبب انبعاث غاز كلوريد الهيدروجين السام ومخاوف بيئية أخرى . [ 9 ]

عملية

بلاط إزنيق في مكتبة إندرون ، قصر توبكابي ، إسطنبول

إنتاج

تبدأ عملية التحضير بطحن المواد الخام باستخدام مطاحن مختلفة ، مثل المطاحن الكروية ، والمطاحن النفاثة ، ومطاحن الطاقة الاهتزازية، وذلك للحصول على توزيع محدد لحجم الجسيمات؛ مما يضمن تجانس المصهور أثناء عملية الحرق اللاحقة، بالإضافة إلى سطح أملس. ثم يُعلق الخليط الناتج في الماء مع إضافة الإلكتروليتات لتكوين معلق أو طين مستقر يمكن تطبيقه على الركيزة الخزفية عن طريق الغمر أو الرش أو التغطية بالستائر. [ 10 ]

بينما تتضمن العديد من الطلاءات الزجاجية معادن خام مثل الفلسبار والكوارتز والكاولين ، تستخدم بعض التركيبات الفريت . في إنتاج الفريت، تُصهر المواد الخام أولاً لتكوين زجاج، ثم تُبرد بسرعة في الماء لتشكيل قطرات متكسرة، تُطحن بعد ذلك؛ وهذا يُهيئ المكونات ويجعل المواد السامة أو القابلة للذوبان آمنة ومستقرة للطلاء الزجاجي النهائي [ 11 ] . مع ذلك، لا تحتوي العديد من الطلاءات الزجاجية على الفريت، بل تعتمد بدلاً من ذلك على توازن دقيق من المعادن الخام غير المنصهرة التي تتفاعل أثناء عملية الحرق النهائية في الفرن لتشكيل طبقة الزجاج الواقية. [ 12 ] عادةً ما يُحدد اختيار الطلاءات الخام أو المُطعّمة بالفريت بناءً على درجة حرارة الحرق المطلوبة، وذوبان المواد الكيميائية اللازمة، والتمدد الحراري المطلوب للسطح النهائي. [ 13 ]

طلب

تُختار طرق تطبيق الطلاء الزجاجي بناءً على اللمسة النهائية المطلوبة والشكل الهندسي المحدد للقطعة الخزفية. [ 14 ] في حين أن العديد من العمليات تتضمن تطبيق الطلاء الزجاجي على الخزف المحروق جزئيًا للاستفادة من مساميته العالية وقوته الهيكلية، يتم أيضًا تكييف التقنيات للخزف غير المحروق في عملية تُعرف باسم الحرق لمرة واحدة. [ 15 ] يتضمن الغمس غمر القطعة في حوض كبير لبضع ثوانٍ للحصول على طبقة متساوية تمامًا بجودة احترافية. بالنسبة للأعمال الزخرفية الأكثر تحكمًا أو متعددة الألوان، يسمح التلوين بالفرشاة بوضع طبقات من أصباغ مختلفة، على الرغم من أن طبقات متعددة ضرورية لضمان بقاء اللمسة النهائية معتمة. يُعد الصب هو التقنية القياسية لطلاء الأسطح الداخلية للأواني ذات العنق الضيق أو لإنشاء تأثيرات تقطير مقصودة على السطح الخارجي. بالنسبة للقطع كبيرة الحجم أو التدرجات اللونية الناعمة، يوفر الرش باستخدام البخاخ الهوائي أو كابينة الرش الآلية رذاذًا دقيقًا ومتنافرًا يتراكم اللون تدريجيًا. [ 16 ] وأخيرًا، يمكن استخدام تقنيات أكثر حسية مثل الإسفنج والتطبيق المتناثر لإدخال أنسجة عضوية وأنماط منقطة على السطح.

في التصنيع بكميات كبيرة، يُعدّ الرشّ التقنية السائدة نظرًا لكفاءته العالية ودقته وسهولة أتمتته. [ 17 ] على عكس الغمس أو الصبّ، اللذين يتطلبان كميات كبيرة من الطلاء السائل، يسمح الرشّ بتطبيق طبقة أرقّ وأكثر تحكّمًا، مما يقلل من هدر المواد. [ 18 ] كما يضمن استخدام أنظمة الرشّ الكهروستاتيكي انجذاب جزيئات الطلاء المُذرّرة بشكل متجانس إلى سطح السيراميك، بما في ذلك التجاويف المعقدة، مما ينتج عنه تشطيب متناسق لآلاف القطع المتطابقة. هذه الدقة الميكانيكية ضرورية للحفاظ على معايير صارمة لمراقبة الجودة مع تقليل العمل اليدوي ووقت التجفيف المرتبطين بالطرق الأخرى.

يعتمد تماسك الطلاء على مسامية ورطوبة جسم القطعة، سواء كانت في حالتها الأولية أو في حالة البسكويت. [ 19 ] وبغض النظر عن الطريقة المستخدمة، يجب أن تبقى قاعدة القطعة خالية من الطلاء - ويتم ذلك إما عن طريق الإزالة اليدوية أو باستخدام مادة شمعية مقاومة - لمنع سيليكات التزجيج من دمج القطعة مع هيكل الفرن أثناء عملية الحرق. [ 20 ]

تتضمن إحدى الطرق الوظيفية دمج مركبات مضادة للميكروبات من العناصر الأرضية النادرة في طبقة التزجيج الخزفية قبل التلبيد بدرجة حرارة عالية. ويُظهر السطح الناتج خصائص مضادة للميكروبات تدوم طويلًا، تُعزى إلى تعطيل أغشية الخلايا البكتيرية بفعل التوزيع الإلكتروني 4f للعناصر الأرضية النادرة. وعلى عكس الطلاءات المضادة للميكروبات التي تُطبق على السطح، تُحفظ هذه الخصائص عند اندماج المادة مع مصفوفة التزجيج أثناء عملية التلبيد. وقد غطت وسائل الإعلام العلمية المستقلة هذه التقنية. [ 21 ]

إطلاق النار

سواءً طُلي الخزف الأبيض بالطلاء بعد حرق أولي أو بعملية حرق واحدة (الطلاء الخام)، فإن عملية الحرق في الفرن تظل المرحلة النهائية الحاسمة في صناعة السيراميك. في حالة الحرق الواحد، يُطبّق الطلاء مباشرةً على الطين الجاف تمامًا وغير المحروق، مما يتطلب نضج كلٍّ من الطين والطلاء في آنٍ واحد. [ 10 ] مع ارتفاع درجة الحرارة داخل الفرن، تذوب مواد الطلاء الخام وتندمج، متفاعلةً كيميائيًا مع الطين لتشكيل طبقة رقيقة غير منفذة من الزجاج. لا تقتصر هذه العملية على سدّ المسامات السطحية، مما يجعلها مناسبة للسوائل والطعام فحسب، بل تُضفي أيضًا المظهر الجمالي النهائي، سواءً كان لمعانًا براقًا، أو ملمسًا ناعمًا غير لامع، أو لونًا زاهيًا.

يُعدّ التحوّل الكيميائي عملية معقدة؛ فمع وصول الفرن إلى ذروة حرارته، تصل مكونات الطلاء الزجاجي إلى نقطة انصهارها، حيث تتحول إلى سائل منصهر. [ 12 ] خلال هذه المرحلة السائلة، يُرمّم الطلاء الزجاجي السطح، مُزيلًا العيوب والمسامية. يُحوّل هذا التحوّل القطعة الهشة والجافة إلى منتج كثيف مُزجّج. ومع تبريد الفرن ببطء، يتحوّل الزجاج من حالة لزجة إلى حالة صلبة، مُكوّنًا رابطة دائمة مقاومة للخدش مع الركيزة الخزفية المُحترقة، كاشفًا عن العمق الحقيقي للتصميم الأساسي. [ 11 ]

اللون والزخرفة

تُطبَّق الزخارف تحت الطلاء قبل التزجيج، عادةً على الفخار غير المحروق ("الخام" أو "الخزف الأخضر")، ولكن أحيانًا على الفخار المحروق " بطريقة البسكويت " (وهي عملية حرق أولية لبعض القطع قبل التزجيج وإعادة الحرق). [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] يُطبَّق طلاء رطب - عادةً ما يكون شفافًا - فوق الزخارف. يندمج الصباغ مع الطلاء، ويبدو وكأنه تحت طبقة من الطلاء الشفاف؛ وعمومًا، يتحول لون مادة الفخار المستخدمة إلى لون أبيض عند الحرق. أشهر أنواع الزخارف تحت الطلاء هو الخزف الأزرق والأبيض الذي أُنتج لأول مرة في الصين، ثم نُسخ في بلدان أخرى. يستخدم اللون الأزرق اللافت الكوبالت على شكل أكسيد الكوبالت أو كربونات الكوبالت . [ 25 ] مع ذلك، فإن العديد من الأنواع المقلدة، مثل خزف ديلفت ، لها أجسام من الفخار الأبيض المائل للصفرة أو حتى البني ، والتي تُطلى بطلاء أبيض من القصدير وتُزخرف إما بالتزجيج الداخلي أو الخارجي. مع اختراع الإنجليز للأواني الخزفية ذات اللون الكريمي وغيرها من الأواني الفخارية ذات الجسم الأبيض في القرن الثامن عشر، أصبح استخدام الزخرفة تحت الطلاء شائعًا على الأواني الفخارية وكذلك الخزف الصيني.

طلاءات الرصاص من نوع سانكاي في حارس قبر من عهد أسرة تانغ
ضريح صيني من السيلادون ؛ طلاء ملون، مع ترك الشكل بدون طلاء. سلالة مينغ، 1300-1400

تُطبّق الزخارف فوق طبقة التزجيج بعد حرقها، وتستخدم عادةً ألوانًا من "المينا"، وهي في الأساس زجاج، ما يتطلب حرقًا ثانيًا عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا لدمجها مع التزجيج. ولأن الحرق يتم عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا، فقد أمكن استخدام نطاق أوسع من الأصباغ في العصور التاريخية. ألوان التزجيج هي طلاءات زجاجية منخفضة الحرارة تُضفي على الخزف مظهرًا زجاجيًا أكثر زخرفية. تُحرق القطعة أولًا، ويُسمى هذا الحرق الأولي حرق التزجيج ، ثم تُطبّق زخارف التزجيج، وتُحرق مرة أخرى. بمجرد حرق القطعة وإخراجها من الفرن، يصبح ملمسها أكثر نعومة بفضل التزجيج.

من الطرق الأخرى طريقة التزجيج الداخلي ، حيث تُطبّق الألوان على طبقة التزجيج قبل الحرق، ثم تندمج داخلها أثناء الحرق. تُناسب هذه الطريقة الفخار المطلي بالقصدير ، مثل المايوليكا ، لكن نطاق الألوان كان محدودًا بتلك التي تتحمل الحرق اللامع، كما هو الحال مع التزجيج السفلي. أما التزجيج الملون، حيث تُخلط الأصباغ في التزجيج السائل قبل تطبيقه على الفخار، فيُستخدم غالبًا لإضفاء لون واحد على القطعة بأكملها، كما هو الحال في معظم أنواع السيلادون ، ولكن يمكن استخدامه أيضًا لإنشاء تصاميم بألوان متناقضة، كما هو الحال في خزف سانكاي الصيني (ثلاثي الألوان)، أو حتى لرسم مشاهد.

تجمع العديد من الأساليب التاريخية، مثل خزف إيماري الياباني، وخزف دوتساي ووتساي الصيني ، بين أنواع مختلفة من الزخرفة. في مثل هذه الحالات، عادةً ما تتبع عملية الحرق الأولى للجسم، وأي زخرفة تحت الطلاء، والطلاء، عملية حرق ثانية بعد وضع طبقات المينا فوق الطلاء.

ترشيح الرصاص والكادميوم

قد يُشكل تسرب الرصاص (Pb) والكادميوم (Cd) من الطلاءات الخزفية مصدر قلق على الصحة العامة . فقد استُخدمت هذه المعادن الثقيلة تاريخيًا كمواد صهر للحصول على أسطح ناعمة ولامعة في درجات حرارة منخفضة، أو لتوفير استقرار كيميائي محدد. [ 26 ] مع ذلك، إذا لم يتم تحضير الطلاء أو حرقه بشكل صحيح، فقد يظل تركيبه الكيميائي غير مستقر. [ 27 ] وعندما تتلامس هذه الخزفيات مع مواد حمضية ، مثل عصير الحمضيات أو القهوة، يمكن للحمض أن يُهاجم مصفوفة الطلاء، مُطلقًا أيونات معدنية في الطعام أو الشراب. [ 28 ]

تتراكم مخاطر الابتلاع وتكون شديدة. فالرصاص سم عصبي قوي يرتبط بتأخر النمو ومشاكل القلب والأوعية الدموية، بينما الكادميوم مادة مسرطنة قد تسبب الفشل الكلوي عند التعرض لها لفترات طويلة. [ 29 ] ونتيجة لذلك، تفرض هيئات دولية مثل المنظمة الدولية للمعايير (ISO) حدودًا صارمة مسموح بها لانبعاث المعادن. [ 30 ] وقد ساهمت التطورات العلمية الحديثة في كيمياء السيراميك ، بما في ذلك استخدام المواد المزججة وموازنة الأكاسيد بمساعدة الحاسوب، في تحسين استقرار الطلاء الزجاجي بشكل ملحوظ. [ 31 ] ونتيجة لذلك، فإن المنتجات من الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة والتي تلتزم بمعايير السلامة المعاصرة آمنة للاستخدام العملي. وعلى الرغم من هذه التطورات، لا تزال المخاطر قائمة في صناعة الفخار الحرفي التي تعاني من ضعف الرقابة، وفي السيراميك العتيق حيث تكون الرابطة الكيميائية غير كافية لمنع التسرب. [ 32 ]

الأثر البيئي

نموذج ستوبا مزجج ، سلالة يوان

إلى جانب المخاوف الصحية المتعلقة بتسرب المعادن الثقيلة، تُشكّل طبقات التزجيج الخزفية تحديات بيئية كبيرة خلال مراحل التصنيع والتخلص منها. فاستخراج المواد الخام، مثل الليثيوم والكوبالت والباريوم ، غالباً ما ينطوي على عمليات تعدين كثيفة الاستهلاك للطاقة، مما قد يؤدي إلى تدمير الموائل الطبيعية وتآكل التربة. [ 33 ]

علاوة على ذلك، أثناء عملية الحرق في الأفران ، يمكن أن تنطلق المركبات المتطايرة وغازات الدفيئة - بما في ذلك أكاسيد الفلور والكبريت - إلى الغلاف الجوي إذا لم يتم استخدام أنظمة ترشيح مناسبة. [ 34 ]

تُعدّ إدارة مخلفات الطلاء الزجاجي بالغة الأهمية؛ إذ يُمكن أن تُلوّث مياه الصرف السائلة المحتوية على معادن ثقيلة المياه الجوفية والنظم البيئية المحلية إذا ما تمّ التخلص منها في أنظمة الصرف الصحي التقليدية دون معالجتها مسبقًا . [ 35 ] ونتيجةً لذلك، تتجه الاستوديوهات والمصانع الحديثة بشكل متزايد إلى تبني أنظمة "الدائرة المغلقة" لاستعادة رواسب الطلاء الزجاجي وتقليل الأثر البيئي لإنتاج السيراميك. [ 36 ]

أكاسيد المعادن في الطلاءات الزجاجية

تكون المعادن المستخدمة في طلاءات السيراميك عادةً على شكل أكاسيد معدنية.

أكسيد الرصاص (II)

يستخدم مصنّعو السيراميك أكسيد الرصاص الثنائي (PbO) بشكل أساسي كعامل مساعد للصهر نظرًا لانخفاض درجة انصهاره، واتساع نطاق حرقه، وانخفاض توتر سطحه، وارتفاع معامل انكساره، ومقاومته للتبلور . [ 37 ] يرتبط الرصاص المستخدم في صناعة الطلاءات التجارية بالسيليكا جزيئيًا بنسبة 1:1، أو يُضاف على شكل مسحوق زجاجي ، لضمان استقراره وتقليل خطر تسربه. [ 38 ]

في البيئات الملوثة، يتفاعل ثاني أكسيد النيتروجين مع الماء ( H2 O) لإنتاجحمض النيتروز(HNO2 )وحمض النيتريك(HNO3 ). [ 39 ]

ح2 O+ 2NO2 →HNO2 +HNO3

نترات الرصاص (II) القابلة للذوبان ( Pb(NO3)2)3 )2 ) يتكون عندما يتعرض أكسيد الرصاص (II) (PbO) الموجود في الطلاءات المحتوية على الرصاصلحمض النيتريك(HNO3).3 )

PbO + 2 HNO3 →Pb(NO3 )2 +H2 O

نظراً لأن التعرض للرصاص يرتبط ارتباطاً وثيقاً بمجموعة متنوعة من المشاكل الصحية، والتي يشار إليها مجتمعة باسم التسمم بالرصاص ، فإن التخلص من الزجاج المحتوي على الرصاص (بشكل رئيسي في شكل شاشات CRT المهملة) والسيراميك المطلي بالرصاص يخضع للوائح النفايات السامة .

كربونات الباريوم وكربونات السترونتيوم

يُستخدم كربونات الباريوم (BaCO₃ ) لإنتاج لون طلاء فريد يُعرف باسم الأزرق الباريومي. ومع ذلك، فقد أُثيرت تساؤلات حول الجوانب الأخلاقية لاستخدام كربونات الباريوم في طلاء الأسطح الملامسة للأغذية. إذ يُمكن أن يُؤدي التسمم بالباريوم عن طريق الابتلاع إلى تشنجات، وشلل، واضطرابات هضمية، وحتى الموت. [ 40 ] كما أنه قابل للذوبان جزئيًا في الأحماض، [ 41 ] ويُمكن أن يُلوث الماء والتربة لفترات طويلة. وقد دفعت هذه المخاوف إلى محاولات استبدال كربونات السترونتيوم (SrCO₃ ) في الطلاءات التي تتطلب كربونات الباريوم. [ 42 ] وعلى عكس كربونات الباريوم، لا تُعتبر كربونات السترونتيوم خطرًا على السلامة وفقًا للمعاهد الوطنية للصحة . [ 43 ] [ 41 ] تميل التجارب في استبدال السترونتيوم إلى النجاح في الطلاءات اللامعة، على الرغم من وجود بعض التأثيرات والألوان التي تُنتج في الطلاءات غير اللامعة والتي لا يُمكن الحصول عليها إلا باستخدام الباريوم. [ 42 ]

لتقليل احتمالية التسرب، يُستخدم كربونات الباريوم على شكل مسحوق زجاجي مرتبط بالسيليكا بنسبة 1:1. كما يُنصح بعدم استخدام طلاءات الباريوم على الأسطح الملامسة للأغذية أو الأدوات الخارجية. [ 44 ]

أكسيد الكروم (III)

أكسيد الكروم (III) ( Cr2 O3 ) يُستخدم كملون في طلاءات السيراميك. يمكن لأكسيد الكروم (III) أن يتفاعل معأكسيد الكالسيوم(CaO) والأكسجين الجوي في درجات الحرارة التي يصل إليها الفرن لإنتاجكرومات الكالسيوم(CaCrO).٤ ) يُغيّر تفاعل الأكسدة الكروم منحالة الأكسدةإلى حالة الأكسدة +6. [ ٤٥ ] يُعدّ الكروم (VI) شديد الذوبان والأكثر حركةً من بين جميع أشكال الكروم المستقرة الأخرى. [ ٤٦ ]

Cr2 O3 + 2CaO +3⁄2O2 →CaCrO4 [ 45 ]

قد يدخل الكروم إلى أنظمة المياه عبر المخلفات الصناعية. يمكن أن يدخل الكروم سداسي التكافؤ (CROM) إلى البيئة مباشرةً، أو قد تتفاعل المؤكسدات الموجودة في التربة مع الكروم ثلاثي التكافؤ (CROM) لإنتاج الكروم سداسي التكافؤ (CROM). وتقل كمية الكلوروفيل في النباتات عند نموها في وجود الكروم سداسي التكافؤ (CROM). [ 46 ]

يمكن تقليل أكسدة الكروم أثناء عمليات التصنيع عن طريق إدخال مركبات ترتبط بالكالسيوم. [ 45 ]

أكسيد اليورانيوم (IV ) ( UO2 )

تكون طبقات التزجيج الخزفية القائمة على اليورانيوم خضراء داكنة أو سوداء عند حرقها في بيئة اختزالية أو باستخدام ثاني أكسيد اليورانيوم (UO₂ ) ؛ ولكنها تُستخدم بشكل أكثر شيوعًا في بيئة أكسدة لإنتاج طبقات تزجيج صفراء وبرتقالية وحمراء زاهية. [ 47 ] استُخدمت طبقات التزجيج اليورانيومية في عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين لصنع بلاط اليورانيوم ، وساعات اليد، وساعات الحائط، وموانئ الطائرات. [ 48 ]

يتم إنتاج ثاني أكسيد اليورانيوم عن طريق اختزال ثالث أكسيد اليورانيوم بالهيدروجين .

UO 3 + H 2 → UO 2 + H 2 O عند 700 درجة مئوية (973 كلفن)

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ قسم إحصاءات الشركات. "الصفحة الرئيسية لإحصاءات الشركات الأمريكية" . مؤرشف من عام 2015، الأصل في 26 نوفمبر 2015.{{cite web}}: تحقق من |url=القيمة ( مساعدة )
  2. ↑ سي دي فورتنوم، 1875، مايوليكا، الفصل الثاني عن الأواني المطلية بالمينا أو المزججة بالقصدير: "لقد وُجد أنه بإضافة نسبة معينة من أكسيد القصدير إلى تركيبة الزجاج وأكسيد الرصاص، تتغير طبيعة الطلاء تمامًا. فبدلاً من أن يكون شفافًا، يصبح عند الانصهار مينا معتمًا وأبيضًا جميلًا..."
  3. ↑ بول تي. كرادوك (2009). التحقيق العلمي في النسخ والتزوير والتزييف . روتليدج. ص 207. ISBN  978-0-7506-4205-7لم يبدأ تزجيج الفخار إلا في منتصف الألفية الثانية قبل الميلاد، بالتزامن مع أول إنتاج للزجاج .
  4. ↑ داي هينغ، غاو (2002). العمارة الصينية - سلالات ليا، سونغ، شي شيا، وجين ( الطبعة الإنجليزية). مطبعة جامعة ييل. ص 166، 183. ISBN   978-0-300-09559-3.
  5. ↑ تشيان، لي (2002). الخزف الصيني - من العصر الحجري القديم حتى عهد أسرة تشينغ ( الطبعة الإنجليزية). نيويورك ولندن، بكين: مطبعة جامعة ييل، دار نشر اللغات الأجنبية. الصفحات 144، 145، 152. ISBN   978-0-300-11278-8.
  6. ↑ ماسون، روبرت ب. (1995). "معايير التوصيف البتروغرافي للخزف المصنوع من عجينة الحجر". علم الآثار . 37 (2): 307. Bibcode : 1995Archa..37..307M . doi : 10.1111/j.1475-4754.1995.tb00745.x .
  7. 1 2 مادان، غاوراف (2005). دليل النجاح في الكيمياء غير العضوية (أسئلة وأجوبة) . دار نشر إس. تشاند. ISBN 9788121918572.
  8. ↑ قاموس السيراميك . آرثر دود وديفيد مورفين. الطبعة الثالثة. معهد المعادن. 1994.
  9. ↑ دليل الخزاف للأشكال والأنماط . نيل فرينش. 1998.
  10. 1 2 رايان، دبليو. ورادفورد، سي. (1987). الأدوات المنزلية البيضاء: الإنتاج والاختبار ومراقبة الجودة. دار بيرغامون للنشر.
  11. 1 2 تايلور، جيه آر وبول، إيه سي (1986). تكنولوجيا طلاء السيراميك. معهد السيراميك / مطبعة بيرغامون.
  12. 1 2 كينجيري، دبليو دي، بوين، إتش كيه وأولمان، دي آر (1976). مقدمة في السيراميك. الطبعة الثانية. وايلي-إنترساينس.
  13. ↑ سينجر، ف. وسينجر، س.س. (1963). السيراميك الصناعي. تشابمان وهول.
  14. ↑ تايلور، جيه آر وبول، إيه سي (1986). تكنولوجيا طلاء السيراميك . معهد السيراميك / مطبعة بيرغامون.
  15. ↑ فريزر، هـ. (1998). طلاءات الخزف للحرفيين . مطبعة جامعة بنسلفانيا.
  16. ↑ رادو، ب. (1988). مقدمة في تكنولوجيا صناعة الفخار . الطبعة الثانية. معهد السيراميك / مطبعة بيرغامون.
  17. ↑ رايان، دبليو. ورادفورد، سي. (1987). الأجهزة المنزلية البيضاء: الإنتاج والاختبار ومراقبة الجودة . دار بيرغامون للنشر.
  18. ↑ سينغر، ف. وسينغر، س.س. (1963). السيراميك الصناعي . تشابمان وهول.
  19. ↑ غريمشو، آر دبليو (1971). كيمياء وفيزياء الطين والمواد الخزفية ذات الصلة . الطبعة الرابعة. إرنست بن المحدودة.
  20. ↑ وورال، دبليو إي (1986). الطين والمواد الخام الخزفية . الطبعة الثانية. إلسيفير للعلوم التطبيقية.
  21. ^ “معرض تكنولوجيا الأزياء (时尚科技秀) 20251128” (بالصينية). CCTV-10، قناة العلوم والتعليم بالتلفزيون المركزي الصيني. 28 نوفمبر 2025 . تم الاسترجاع 17 يونيو 2026 .
  22. ↑ "تنظيف الأواني الخزفية المحروقة بالبسكويت" Hulse DK، Barnett WC UK Pat.Appl.GB2287643A
  23. ↑ دينيو، ألين أ. (1 أبريل 1980). "الكيمياء للخزافين". مجلة التعليم الكيميائي . 57 (4): 272. Bibcode : 1980JChEd..57..272D . doi : 10.1021/ed057p272 .
  24. ↑ "أفران دوارة للحرق السريع للخزف" رودريغيز مامولار إم جيه، دي لا فوينتي ريفويلتا جيه. سيرام. إنف. (إسبانيا) 20، العدد 202. 1994. الصفحات 25-27
  25. ↑ «تقنية طلاء السيراميك». جيه آر تايلور وإيه سي بول. معهد السيراميك ودار نشر بيرغامون. أكسفورد. 1986
  26. ↑ دالتون، أ.، وآخرون. "انبعاث الرصاص والكادميوم من طلاءات السيراميك: مراجعة للآليات واللوائح". مجلة الصحة البيئية، المجلد 82، العدد 3، 2019، الصفحات 8-15.
  27. ↑ تايلور، جيه آر وبول، تكنولوجيا طلاء السيراميك AC. أكسفورد: مطبعة بيرغامون، 1986.
  28. ↑ المنظمة الدولية للتوحيد القياسي. ISO 6486-1:2019: الأواني الخزفية، والأواني الخزفية الزجاجية، وأواني الطعام الزجاجية الملامسة للطعام - إطلاق الرصاص والكادميوم - الجزء 1: طريقة الاختبار.
  29. ↑ منظمة الصحة العالمية. التسمم بالرصاص والصحة. [مراجعة 2023].
  30. ↑ الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية (EFSA). "الرأي العلمي حول الرصاص في الغذاء". مجلة الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية، المجلد 8، العدد 4، 2010، ص 1570.
  31. ↑ ساويل، هـ. "مخططات طور UMF: خرائط إرشادية لتطوير طلاء السيراميك". Glazy Help، 2025.
  32. ↑ شيتس، آر دبليو "استخلاص الرصاص والكادميوم والزنك من الزخارف فوق الطلاء على أواني الطعام الخزفية بواسطة الأطعمة الحمضية". مجلة علوم البيئة الشاملة، المجلد 197، العدد 1-3، 1997، الصفحات 167-175.
  33. ↑ ساذرلاند، ب. الطلاءات من المصادر الطبيعية: دليل عملي للخزافين. لندن: إيه آند سي بلاك، 2005.
  34. ↑ موني، س. "انبعاثات الهواء من صناعة السيراميك". الرصد والتقييم البيئي، المجلد 184، 2012، الصفحات 7155-7163.
  35. ↑ إيبلر، آر إيه وإيبلر، دي آر. الطلاءات الزجاجية والطلاءات الزجاجية. الجمعية الأمريكية للسيراميك، 2000.
  36. ↑ فارييلو، م. "الخزف المستدام: استراتيجيات من أجل استوديو أكثر مراعاة للبيئة". مجلة السيراميك الشهرية، 2021.
  37. ↑ ليمان، ريتشارد. طلاءات الرصاص لأواني الطعام الخزفية . الطبعة الأولى. ريسيرش تراينجل بارك: المركز الدولي لإدارة الرصاص، 2002. المركز الدولي لإدارة الرصاص. مؤرشف في 27 يناير 2018 على موقع Wayback Machine
  38. ↑ بان، دين (20 فبراير 2018). "خصائص وميزات السيراميك الزجاجي باستخدام خبث دخان الرصاص" . مجلة الإنتاج الأنظف . 175 : 251-256 . Bibcode : 2018JCPro.175..251P . doi : 10.1016/j.jclepro.2017.12.030 – عبر Elsevier Science Direct.
  39. ↑ بالتروسايتيس، جوناس؛ تشين، هايهان؛ روباسينغهيج، جايان؛ غراسيان، فيكي هـ. (4 ديسمبر 2012). "الكيمياء الجوية غير المتجانسة لجزيئات أكسيد الرصاص مع ثاني أكسيد النيتروجين تزيد من ذوبان الرصاص: الآثار البيئية والصحية" . العلوم والتكنولوجيا البيئية . 46 (23): 12806-12813 . Bibcode : 2012EnST...4612806B . doi : 10.1021 / es3019572 . ISSN 0013-936X . PMC 3518381. PMID 23057678 .   
  40. ↑ "بيان الصحة العامة الصادر عن وكالة تسجيل المواد السامة والأمراض: الباريوم" . www.atsdr.cdc.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أبريل 2020 .
  41. 1 2 PubChem. "كربونات الباريوم" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أبريل 2020 .
  42. 1 2 سيملر، دانيال (17 نوفمبر 2009). "مغادرة عالم الباريوم: استبدال كربونات الباريوم في طلاءات المخروط 10" . فنون السيراميك اليومية . تم الاسترجاع في 27 أبريل 2020 .
  43. ↑ PubChem. "كربونات السترونتيوم" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2020 .
  44. ↑ هانسن، توني. "الباريوم في المواد والطلاءات المحروقة (خطر)" . digitalfire.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2020 .
  45. فيربينين ، برام؛ بيلين، بيتر؛ فان كونينكسلو، ميشيل؛ فانديكاستيل، كارلو (4 يونيو 2013). "تأثير درجة حرارة التسخين على أكسدة الكروم الثلاثي في ​​وجود أملاح القلويات والقلويات الترابية وسلوك ترشيح الكروم السداسي اللاحق". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 47 ( 11): 5858-5863 . Bibcode : 2013EnST...47.5858V . doi : 10.1021 / es4001455 . ISSN 0013-936X . PMID 23635007 .  
  46. 1 2 أوليفيرا، هيلينا (20 مايو 2012). "الكروم كملوث بيئي: رؤى حول السمية النباتية المستحثة" . مجلة علم النبات . 2012 : 1-8 . doi : 10.1155/2012/375843 .
  47. ↑ أورتل، ستيفان. أوران في دير كيراميك. Geschichte - تكنيك - هيرستلر
  48. ↑ بلاطة اليورانيوم