Chất trợ chảy Vật liệu gốm

BeO

  • Phân tử lượng: 25,011
  • Điểm nóng chảy: 2.650 °C
  • Tên gọi: Ôxít beryli
  • Nguồn: beryl

Ôxít beryli là một ôxít đặc biệt, do nó tồn tại ở dạng hầu như nguyên chất trong tự nhiên. Dùng để chế tạo vật liệu gốm có độ dẫn nhiệt cao, đặc biệt với môi trường nhiệt độ thấp.

Bi2O3

  • Phân tử lượng: 466
  • Điểm nóng chảy: 820 °C
  • Tên gọi: Ôxít bitmut
  • Nguồn: Nitrat bitmut

Ôxít bitmut được giải phóng từ sự đốt nóng của nitrat bitmut. Bitmut có thể thay thế hiệu quả cho chì, nó cũng tạo được độ bóng, độ chảy lỏng, hệ số khúc xạ, sức căng bề mặt, độ nhớt tương tự cho men. Bitmut nóng chảy thấp hơn chì do đó men còn có thể chảy lỏng hơn. Tuy nhiên, bitmut đắt hơn chì và trong một vài trường hợp men sẽ không có độ bóng như dùng ôxít chì, ví dụ trường hợp in màu xanh côban hay màu đỏ sắt lên trên men. Bitmut cũng được sử dụng trong các men frit nung thấp và màu.

CdO

  • Phân tử lượng: 128,41
  • Điểm nóng chảy: 1.426 °C
  • Tên gọi: Ô xít cadmi
  • Nguồn: Sulfua cadmi, silicat cadmi

Ôxít cadmi không hòa tan trong nước và dung dịch kiềm nhưng hòa tan trong môi trường axít và môi trường có muối amôni. Tự bản thân nó không tạo được màu cho men, tuy nhiên sử dụng cùng với ôxít sêlen sẽ tạo ra màu đỏ; cùng với lưu huỳnh cho màu vàng.

K2O

  • Phân tử lượng: 94,2
  • Hệ số giãn nở: 0,331
  • Điểm nóng chảy: 750 °C
  • Tên gọi: Ôxít kali
  • Nguồn: fenspat kali, đá cornwall, nephelin syenit, frit

K2O cùng với Na2O và Li2O tạo thành nhóm ôxít kiềm. K2O thường đi chung với Na2O trong nguyên liệu, chúng có tính chất hầu như giống nhau. Khi đi cùng, người ta gọi là KNaO. Là một ôxít rất bền, ôxít kali là một chất trợ chảy bổ trợ quan trọng trong các loại men nung cao. Độ giãn nở nhiệt cao góp phần làm cho men rạn nhưng không tệ như ôxít natri. Men kiềm hầu như là men rạn. Nếu màu mong muốn của men phụ thuộc vào hàm lượng kiềm, để tránh rạn men chỉ còn cách điều chỉnh thân gạch.

Na2O

  • Phân tử lượng: 62
  • Hệ số giãn nở: 0,387
  • Điểm nóng chảy: 800 °C
  • Tên gọi: Ôxít natri, sôđa
  • Nguồn: Fenspat, nephelin syenit, frit natri

Sôđa là một chất trợ chảy mạnh hơn kali một ít. Độ giãn nở nhiệt cao dễ gây rạn men. Natri có thể bắt đầu hoá hơi ở nhiệt độ cao. Tạo màu mạnh với đồng, côban, sắt, tuy nhiên khả năng rạn men cao và men chảy quá loãng do sử dụng hàm lượng sôđa cao. Men kiềm cao và alumina thấp giúp cho màu đẹp nhất. Kiềm làm tăng khả năng hòa tan chì trong men.

KNaO

  • Phân tử lượng: 78,1
  • Hệ số giãn nở: 0,359
  • Tên gọi: Ôxít kali/natri
  • Nguồn: Fenspat

Phân tử lượng và hệ số giãn nở là giá trị trung bình của hai ôxít thành phần.

Li2O

  • Phân tử lượng: 29,8
  • Hệ số giãn nở: 0,068
  • Điểm nóng chảy: 1.000 °C
  • Tên gọi: Ôxít liti, litia
  • Nguồn: Cacbonat liti, fenspat liti hay spodumen

Li2O là ôxít trợ chảy mạnh nhất. Cùng với ôxít bo và ôxít natri, nó đóng vai trò của chất gây chảy. Chỉ cần sử dụng 1% sẽ cải thiện đáng kể độ bóng mặt men, 3% làm giảm nhiều điểm nóng chảy của men và giảm sức căng bề mặt của men nung chảy. Độ giãn nở nhiệt của nó thấp hơn của natri và kali nhiều do đó nó được dùng cho men cần độ giãn nở rất thấp. Ảnh hưởng đến các hiệu ứng kết cấu của mặt men.Li2O làm tăng độ mờ của men. Li2O với ôxít đồng có thể cho màu xanh lam. Li2O với ôxít côban có thể cho màu hồng.

MgO

  • Phân tử lượng: 40,3
  • Hệ số giãn nở: 0,026
  • Điểm nóng chảy: 2.800 °C
  • Tên gọi: Ôxít magiê, Magiêsia
  • Nguồn: bột tan, đôlômit, cacbonat magiê

Cùng với SrO, BaO và CaO tạo thành nhóm ôxít kiềm thổ. Ôxít ziricon và ôxít magiê là hai ôxít có nhiệt độ nóng chảy cao nhất. Tuy nhiên, MgO dễ dàng tạo pha eutecti với các ôxít khác và nóng chảy ở nhiệt độ rất thấp. Độ giãn nở nhiệt thấp và khả năng chống rạn men là hai đặc tính quan trọng của ôxít magiê. Trong men nung nhiệt độ cao, nó là một ôxít trợ chảy (bắt đầu hoạt động từ 1.170 °C) tạo ra men chảy lỏng có độ sệt cao, sức căng bề mặt lớn, mờ đục và xỉn. Cũng như CaO, tác động làm chảy men của nó gia tăng rất nhanh khi nhiệt độ càng cao. MgO không nên dùng cho men có màu sáng. Nó cũng có thể tác hại đến một số màu của men lót. MgO dùng làm chất bổ trợ bề mặt để tạo mặt men xỉn.

MoO3

  • Phân tử lượng: 143,94
  • Hệ số giãn nở: 0,094
  • Điểm nóng chảy: 795 °C
  • Tên gọi: Ôxít môlipđen

PO4

  • Phân tử lượng: 94,969
  • Tên gọi: Ôxít phốtpho
  • Nguồn: tro xương

PbO

  • Phân tử lượng: 223,2
  • Hệ số giãn nở: 0,083
  • Điểm nóng chảy: 888 °C
  • Tên gọi: Ôxít chì (II)
  • Nguồn: frit chì, ôxít chì

Phản ứng dễ dàng với silica để tạo thành silicat chì nóng chảy ở nhiệt độ thấp, độ bóng cao. Ôxít chì (II) có thể cho các đặc trưng bề mặt và màu sắc lạ thường. Men chì còn có khả năng chống mẻ cạnh cao. Cacbonat chì, nguồn cung cấp ôxít chì tốt nhất, tồn tại hầu như ở dạng nguyên chất và độ hạt rất mịn. Nó giúp hình thành và duy trì tốt thể huyền phù ở men chưa nung cũng như giúp men nóng chảy ở nhiệt độ thấp. Độ giãn nở nhiệt thấp, dùng kết hợp với ôxít bo để cải thiện hiện tượng rạn men và khả năng bị ăn mòn hóa học. Ôxít chì (II) cũng làm loãng men nung chảy. Vấn đề của chì là tính độc hại, mất độ bóng khi nung ở nhiệt độ cao, mờ sau một thời gian dài sử dụng và độ chống mài mòn kém. Nếu cho nhiều chì quá mức cho phép thì người sử dụng lâu ngày sẽ bị ảnh hướng đến trí não...

ZnO

  • Phân tử lượng: 81,4
  • Hệ số giãn nở: 0,094
  • Điểm nóng chảy: 1.800 °C
  • Tên gọi: Ôxít kẽm
  • Nguồn: Ôxít kẽm

ZnO bắt đầu chức năng trợ chảy ở khoảng 1.000 °C. Tuy nhiên, ZnO dễ dàng bị khử thành kẽm kim loại do khí CO và H2 trong môi trường nung khử của lò ga (hay lò điện có độ thông hơi kém). Kẽm kim loại nguyên chất lại nóng chảy ở 419 °C, sôi và hoá hơi ở 907 °C. ZnO có độ giãn nở nhiệt thấp có thể dùng thay cho các chất trợ chảy có độ giãn nở nhiệt cao để ngăn chặn rạn men. Hàm lượng sử dụng trung bình và cao, ZnO cho mặt men xỉn và bị kết tinh. Phản ứng của ôxít kẽm trên các màu khá phức tạp. Nó có thể có các hiệu ứng có ích hoặc có hại với các màu xanh lam, nâu, xanh lục, hồng và được khuyên không nên dùng với đồng, sắt hay crôm. Với hàm lượng cao, ZnO có thể là chất làm mờ (trắng đục).

FeO

  • Phân tử lượng: 71,85
  • Điểm nóng chảy: 1.370 °C
  • Tên gọi: Ôxít sắt (II), ôxít sắt đen
  • Nguồn: Ôxít sắt đen

Trong môi trường khử, Fe2O3 dễ dàng bị khử thành FeO theo phản ứng sau ở 900 °C:

Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2

Phản ứng trên xảy ra dễ dàng nếu đất sét chứa nhiều các tạp chất hữu cơ. Khi sắt ba đã bị khử thành sắt hai trong men thì rất khó ôxi hóa trở lại.

FeO là một ôxít trợ chảy mạnh, có thể thay thế cho ôxít chì hay ôxít canxi. Hầu hết các loại men sẽ có độ hoà tan sắt hai khi nung chảy cao hơn khi ở trạng thái rắn, do đó sẽ có ôxít sắt kết tinh trong men khi làm nguội, môi trường ôxi hóa hay khử.