Frit - Frit

"Frits" přeadresuje tady. Pro křestní jméno viz Frits (křestní jméno) .

Frita je keramická kompozice, která byla fúzována, rozloží , a granuluje. Frity tvoří důležitou součást dávek používaných při míchání emailů a keramických glazur ; účelem této předběžné fúze je učinit všechny rozpustné a / nebo toxické složky nerozpustnými tím, že se přimějí ke kombinaci s oxidem křemičitým a jinými přidanými oxidy. Avšak ne všechno sklo, které je roztaveno a zchlazeno ve vodě, je frita, protože tento způsob ochlazování velmi horkého skla se také široce používá při výrobě skla.

Podle OED se původ slova „frita“ datuje rokem 1662 a je to „kalcinovaná směs písku a tavidel připravených k tavení v kelímku na výrobu skla“. V dnešní době se nevyhřívané suroviny na výrobu skla běžněji nazývají „skleněná dávka“.

Ve starověku mohla být frita rozdrcena na pigmenty nebo tvarována tak, aby vytvářela předměty. Může také sloužit jako meziprodukt při výrobě surového skla . Definice frit má tendenci být variabilní a pro vědce se ukázala jako trnitá otázka. V posledních stoletích přijaly frity řadu rolí, jako jsou biomateriály a přísady do mikrovlnné dielektrické keramiky. Frit ve formě hlinitokřemičitanu lze použít v žáruvzdorných materiálech pro kontinuální lití bez glazury.

Starodávná frita

Archeologové našli důkazy o fritách v Egyptě , Mezopotámii , Evropě a Středomoří . Definici frity jako slinutého , polykrystalického, neglazovaného materiálu lze použít na tyto archeologické kontexty. Obvykle je zbarvena modře nebo zeleně.

Modrá frita

Modrá frita, známá také jako egyptská modrá , byla vyrobena z křemene , vápna , sloučeniny mědi a alkalického tavidla , vše zahřáté na teplotu mezi 850 a 1 000 ° C. Křemičitý písek mohl být použit jako přísada oxidu křemičitého k fritě. Obsah mědi musí být větší než obsah vápna, aby se vytvořila modrá frita. Nakonec se frita skládá z krystalů kuprorivaitu (CaCuSi 4 O 10 ) a „částečně zreagovaných křemenných částic spojených dohromady“ intersticiálním sklem. Navzdory opačnému argumentu vědci zjistili, že bez ohledu na obsah alkálií se krystaly cuprorivaitu vyvíjejí „nukleací nebo růstem v kapalné nebo skleněné fázi“. Obsah alkálií - a hrubost krystalů cuprorivaitu - však přispívá k odstínu modré ve fritě. Vysoký obsah alkálií poskytne „velký podíl skla“, čímž se zředí krystaly cuprorivaitu a vytvoří světlejší odstíny modré. Po přebroušení a slinování frity se vytvoří jemnější krystaly cuprorivaitu, které také vytvoří světlejší odstíny.

Nejdříve se modrá frita objevila jako pigment na malbě hrobky v Sakkáře datované do roku 2900 př. N.l., ačkoli její použití se stalo v Egyptě populárnějším kolem roku 2600 př. N.l. Modrá frita byla také odkryta v královských hrobkách v Uru z období rané dynastie III . Jeho použití ve Středomoří se datuje od fresek Thera z pozdní střední doby bronzové .

Zatímco skleněná fáze je přítomna v modrých fritách z Egypta, vědci ji nezjistili v modrých fritách z Blízkého východu , Evropy a Egejského moře . Pravděpodobným důvodem této absence je přirozené zvětrávání , které je také zodpovědné za korozi skel a glazur z těchto tří oblastí.

V Amarně našli archeologové modrou fritu ve formě kruhových koláčů, zbytků prášku a úlomků nádob. Analýza mikrostruktur a velikostí krystalů těchto frit umožnila Hattonovi, Shortlandovi a Titeovi odvodit spojení mezi těmito třemi materiály. Dorty se vyráběly zahříváním surovin na fritu, poté se drtily na prášky a nakonec se prášky formovaly a vypalovaly, aby se vytvořily nádoby.

V roce na architekturu , v prvním století před naším letopočtem spisovatelem Vitruvius hlásí produkci ‚caeruleum‘ (modrý pigment) v Pozzuoli , vyrobené metodou použitou v Alexandrii , Egypt. Vitruvius uvádí suroviny pro caeruleum jako písek, měděné piliny a „nitrum“ (soda). Analýza některých frit, které se datují do doby Thutmosa III a později, ukazuje použití bronzových pilin místo měděné rudy .

Zásoby naznačuje, že odpadní prášky z vrtání z vápence , v kombinaci s koncentrací menší alkálie, může být použit k výrobě modré frity. Prášky vděčí za svůj obsah mědi erozi měděných trubkových vrtáků používaných při procesu vrtání. Archeologický záznam však dosud nepotvrdil takový vztah mezi těmito dvěma technologiemi.

Zelená frita

Důkazy o použití zelené frity se zatím omezují na Egypt. Vedle malachitu se jako zelený pigment obvykle používala zelená frita. Jeho nejstarší výskyt je v hrobových malbách 18. dynastie , ale jeho použití sahá přinejmenším do doby římské . Výroba zelené a modré frity závisí na stejných surovinách, ale v různých poměrech. K výrobě zelené frity musí koncentrace vápna převažovat nad koncentrací mědi. Teplota vypalování požadovaná pro zelenou fritu může být o něco vyšší než teplota modré frity v rozmezí 950 až 1100 ° C. Konečný výrobek se skládá z měděných wollastonit ([Ca, Cu] 3 Si 3 O 9 ) krystaly a „skelné fáze bohaté na měď, sodík a chloridy draslíku.“ Za určitých okolností (použití dvoustupňového procesu ohřevu, přítomnost hematitu ) byli vědci schopni vyrobit modrou fritu na bázi kuprorivaitu, která se později stala zelenou fritou na bázi mědi-wollastonitu při teplotě 1050 ° C. Na některých staroegyptských nástěnných malbách jsou nyní původně modré pigmenty zelené: modrá frita může „devitrifikovat“, takže „měděný wollastonit převažuje nad menší složkou cuprorivaitu“. Stejně jako u modré frity, Hatton, Shortland a Tite analyzovali důkazy o zelené fritě v Amarně ve formě koláčů, prášků a jednoho fragmentu nádoby a odvodili sekvenční produkci tří typů artefaktů.

Vztahy mezi fritou, sklem a fajánsou

Akkadština text z Assurbanipal knihovny je v Ninive naznačuje, že frita-jako substance byl polotovar při výrobě surového skla. Tento mezikrok by následoval po mletí a míchání surovin používaných k výrobě skla. Výňatek z Oppenheimova překladu Tabulky A, Oddíl 1 Ninive, zní:

Udržujete dobrý a bezdýmný oheň hořící, dokud se „kov“ ​​(roztavené sklo) nerozpustí. Vyjmete to a necháte vychladnout.

- 

Následující kroky zahrnují opětovné zahřátí, přebroušení a nakonec shromáždění prášku na pánvi. Podle Niniveho receptu byl Brill schopen vyrobit „vysoce kvalitní“ sklo. Vyvodil, že fritový meziprodukt je nezbytný, aby se během této fáze vyvíjely plyny a konečný produkt byl prakticky bez bublin . Mletí frity navíc ve skutečnosti urychluje „druhou část procesu, která má… redukovat systém na sklenici.“

Moorey definoval tento mezikrok jako „fritování“, „proces, při kterém se rozpustné soli stávají nerozpustnými rozkládáním uhličitanů atd. A vytvářením komplexní hmoty slinutých silikátů.“ Frita zachovaná ve „fragmentu fritovací pánve“ uchovávaném v Petrieho muzeu „ukazuje četné bílé skvrny nezreagovaného oxidu křemičitého a velké množství vezikul, kde se tvořily plyny.“ Tento proces byl znám starým spisovatelům, jako byli Plinius a Theophilus .

Zda však byla tato „frita“ provedena ve starověku jako záměrný krok při výrobě surového skla, zůstává otázkou. Složení frit a sklenic získaných z Amarny nesouhlasí způsobem, který by naznačoval, že frity byly bezprostředními předchůdci sklenic: frity mají nižší koncentrace sody a vápna a vyšší koncentrace kobaltu a oxidu hlinitého, než mají sklenice.

Vědci navrhli několik možných spojení mezi fritou a fajánsou . Kühne navrhuje, aby frita mohla působit jako „pojivo pro fajáns“, a navrhuje, aby toto pojivo bylo složeno převážně z oxidu křemičitého, zásady a mědi s menšími koncentracemi alkalických zemin a cínu . Ale analýza široké škály egyptských frit je v rozporu s kompozicí pojiva, kterou Kühne nabízí. Vandiver a Kingery tvrdí, že jedním ze způsobů výroby fajánsové glazury bylo „fritovat nebo roztavit složky glazury tak, aby vytvořily sklo,“ poté se sklo rozemlelo a vytvořila se kaše ve vodě a nakonec se glazura aplikovala „máčením nebo malováním“. Jejich použití „frity“ jako prakticky synonyma pro „melt“ však představuje další jedinečný pohled na to, co by „frita“ představovala. Nakonec Tite a kol. uvádějí, že frity, neobvykle zbarvené modře kobaltem, nalezené v „fritovacích pánvích“ v Amarně, mají složení a mikrostrukturu podobnou sklovité fajánse, což je forma egyptské fajansy s vyšší teplotou, která do svého těla začlenila kobalt. Při rekonstrukci výroby sklovité fajansy Tite et al. navrhují, aby počáteční spalování surovin při teplotě 1100-1200 ° C poskytlo kobaltově modrou fritu, která se poté rozemele, formuje a glazuje.

Obecně jsou frity, sklenice a fajáns podobné materiály: všechny jsou na bázi oxidu křemičitého, ale mají různé koncentrace alkálií, mědi a vápna. Jak však uvádí Nicholson, jsou to odlišné materiály, protože „by nebylo možné přeměnit fajáns na fritu nebo fritu na sklo pouhým dalším nebo vyšším ohřevem.“

Použití frity jako pigmentů a celých předmětů dává důvěryhodnost myšlence, že výroba frit byla do určité míry „specializovaným“ průmyslem. Vědci skutečně zjistili, že objekty frit, jako jsou amulety , korálky a nádoby, mají chemické složení podobné složení práškových frit určených k použití jako pigmenty. Stanovení přesných technických vztahů mezi fritovým, sklářským a fajánsovým průmyslem je nicméně oblastí současného a pravděpodobně i budoucího vědeckého zájmu. Vykopávky v Amarně nabízejí prostorové potvrzení těchto potenciálních vztahů, protože tam byl fritový, sklářský a fajánsový průmysl umístěn „v těsné blízkosti“.

Fritware

Fritware označuje typ keramiky, který byl poprvé vyvinut na Blízkém východě, kde je výroba datována do konce prvního tisíciletí našeho letopočtu až do druhého tisíciletí našeho letopočtu. Frit byl významnou přísadou. Recept na „fritware“ datování do c. 1300 nl napsaný Abu'l Qasimem uvádí, že poměr křemene k „fritovému sklu“ k bílé hlíně je 10: 1: 1. Tento typ keramiky byl mezi jinými jmény označován také jako „kamenná pasta“ a „fajáns“. Korpus „proto-kamenné pasty“ z Bagdádu z devátého století má ve své tkanině „fragmenty reliktního skla“. Sklem je alkalický vápno-olovo-oxid křemičitý a po vypálení nebo ochlazení pasty se uvnitř skleněných fragmentů vytvořily krystaly wollastonitu a diopsidu . Nedostatek „vměstků drcené keramiky “ naznačuje, že tyto fragmenty nepocházely z glazury. Důvodem pro jejich přidání by bylo uvolnění alkálií do matrice při vypalování, což by „urychlilo vitrifikaci při relativně nízké vypalovací teplotě a tím zvýšilo tvrdost a hustotu [keramického] tělesa“. Zda jsou tyto „reliktní skleněné fragmenty“ ve skutečnosti „frity“ ve starověkém smyslu, teprve uvidíme.

Izniková keramika se vyráběla v osmanském Turecku již v 15. století našeho letopočtu. Skládá se z těla, skluzu a glazury, kde tělo a glazura jsou „křemenné frity“. „Frity“ v obou případech „jsou neobvyklé v tom, že obsahují oxid olovnatý a sodu “; oxid olovnatý by pomohl snížit koeficient tepelné roztažnosti keramiky. Mikroskopická analýza odhalila, že materiál, který byl označen jako „frita“, je „intersticiální sklo“, které slouží ke spojení křemenných částic. Tite tvrdí, že toto sklo bylo přidáno jako frita a že intersticiální sklo se vytvořilo při vypalování.

Frit byl také významnou součástí některých raných evropských porcelánů. Mezi slavné výrobce 18. století patřily francouzské Sèvres a anglické Chelsea, Derby, Bow, Worcester a Longton Hall. Nejméně jeden fritový porcelán zůstává ve výrobě v Belleeku v hrabství Fermanagh v Severním Irsku . Tato továrna, založená v roce 1857, vyrábí nádobí, které se vyznačuje svou tenkostí, mírně duhovým povrchem a tělem je formulováno se značným podílem frity.

Moderní využití

Zrcadlová fasáda budovy je viděna na štítku z nerezové oceli s nápisem Anchorage Museum.
Fasáda Anchorage Museum v Anchorage na Aljašce obsahuje velké množství na míru izolovaného fritovaného skla.

Frity jsou nepostradatelnou složkou většiny průmyslových keramických glazur, které zrají při teplotách pod 1150 ° C. Frits jsou obvykle meziprodukty při výrobě surového skla, na rozdíl od pigmentů a tvarovaných předmětů, ale mohou být použity jako laboratorní vybavení v řadě technologicky vyspělých kontextů. Frity vyrobené převážně z oxidu křemičitého, oxidu diboritého (B 2 O 3 ) a sody se používají jako smalty na ocelové trubky . Další typ frity lze použít jako biomateriál , což je materiál vyrobený k tomu, aby se stal součástí jednoho nebo více živých organismů nebo aby s nimi přišel do blízkého kontaktu. Roztavené sodnovápenatokřemičité sklo lze „nalít do vody, aby se získala frita“, které se poté rozemele na prášek. Tyto prášky mohou být použity jako „lešení pro kostní náhrady“. Do vysoce kvalitní keramiky lze také přidat určité frity: takové frity se vyrábějí mletím oxidu zinečnatého (ZnO) a kyseliny borité (H 3 BO 3 ) s kuličkami zirkonia (Zr), poté zahříváním této směsi na 1100 ° C, kalením a broušení. Tato frita se poté přidá k keramickému prášku lithium titaničitanu (Li 2 TiO 3 ), který umožňuje slinování keramiky při nižší teplotě při zachování „mikrovlnných dielektrických vlastností.“ Slinování je vysoká teplota tavení prášku za vzniku pevný, obvykle porézní materiál. V laboratorních a průmyslových zařízeních pro chemické procesy označuje termín frita filtr vyrobený slinováním skleněných částic za vzniku kousku známé pórovitosti, který se označuje jako fritované sklo . Toto slovo se také používá v volnější smysl označuje filtr jakéhokoli složení (například nerezové oceli, polyethylenu), který je nahrazen tam, kde by jinak mohla být použita frita ze skla. Frita se také používá jako hlavní složka při výrobě keramické engoby výrobci keramických dlaždic. A v důsledku širokého používání frit v průmyslu keramických dlaždic bylo nedávno založeno mnoho továren na fritu v mnoha zemích, jako je Egypt.

Moderní frity mají několik typů podle jejich použití v keramické glazuře, jako jsou transparentní frity, matné frity a neprůhledné frity.

Automobilová čelní skla obsahují kolem okrajů tmavý pás keramických teček, který se nazývá frita .

Viz také

Reference

externí odkazy