/media/files/article/main/Cobalt.jpg.png

Kobalt

Jana Matiščíková, 4.11.10

autor: Dave Finkelnburg

(preložené z rubriky Techno File časopisu CeramicMonthly)

 

Kobalt je extrémne silný oxid a kolorant, ktorý produkuje intenzívnu modrú, ale nemusí to tak byť vždy. Tento oxid je celkom prispôsobivý a môže zafarbiť glazúry v škále od zelenej po fialovú, od ružovej po modrofialovú, nerovnomerne modrú s červenou a ružovou a aj intenzívne čiernu. Sú štyri podstané fakty ktoré ovplyvňujú farbu glazúry: hlina a engoba pod glazúrou, atmosféra pri výpale, teplota výpalu a zloženie glazúry vrátane oxidov, ktoré obsahuje.


Ako kúsok z dúhy

Keď je vypálená glazúra vystavená svetlu, jej farba závisí od toho, ktoré z vlnových dĺžok svetla sú absorbované valenčnými elektrónmi vo farbiacom oxide glazúry. Energetický level valenčných elektrónov predurčuje, ktoré fotóny bude glazúra absorbovať (ak všetky – bude čierna) alebo emitovať (ak všetky – bude biela). Odrazením jedinej vlnovej dĺžky získame konkrétnu farbu, presne ako keby sme odkrojili kúsok dúhy.

Kobalt vo vypálenej glazúre obvykle absorbuje všetky vlnové dĺžky viditeľného svetla okrem modrej a z toho dôvodu sú kobaltové glazúry modré.

Avšak dva alebo viac farbiacich oxidov  v glazúre spolu interaguje tak, že absorbované vlnové dĺžky svetla sú iné pre ich kombináciu ako pre každý z nich zvlášť. Interakcie medzi atómami jedného oxidu, napr. kobaltu, a iného, napr. chrómu, mení energetický level valenčných elekrónov oboch prvkov. To je dôvod prečo pridávame do glazúry oba prvky – kobalt (modrá) a chróm (zelená), aby sme dosiahli tyrkysové zafarbenie.

Tavivá ako je sodík, stabilizátory ako hliník, a dokonca aj niektoré sklotvorné zložky tiež ovplyvňujú valenčné elektróny. Pretože až sklo, ktoré sa tvorí pri výpale ovplyvňuje interakcie medzi zložkami glazúry, to, čo vidíme v rozmiešanej glazúre nie je takmer nikdy farba, ktorú dostaneme po výpale.


Možnosti použitia kobaltu v konkrétnych glazúrach

REITZ GREEN GLAZE cone 9-10 (1300-1320°C)

Gerstely Borate ... 2

Whiting (krieda) ... 5

Nepheline Syenite ... 70

Petalite ... 15

Ball Clay ... 8

 

Rutile ... 2%

Cobalt Carbonate 1%

 

 

EMILY´S PURPLE cone 9-10 (1300-1320°C)

Dolomit ... 7

Gerstley Borate ... 12

Talc (mastenec) ... 41

Custer Feldspar ... 5

Silica (kremeň)... 20

 

Bentonite ... 2%

Black Cobalt Oxide ... 2%

Tin Oxide ... 2%


Prax

Ak použijeme príliš veľa mastenca (mastku), dolomitu alebo iného zdroja horčíka (Mg) v kobaltovej glazúre, výsledkom bude nádherná žuvačkovo ružová glazúra! Oxid horečnatý (MgO) posúva vlnové dĺžky svetla emitované kobaltovou glazúrou od modrej k purpurovej. Každý mol taviva by mal obsahovať viac ako 0,2 molu MgO, aby sme dosiahli purpurovú. Na otestovanie je dobré urobiť si sadu zmesí s rôznym obsahom MgO pre dosiahnutie konkrétneho odtieňa. Menšie množstvo MgO vyprodukuje levanduľovú, väčšie množstvo spolu s kalivom bude produkovať tmavú hroznovo-purpurovú.

Hliník a titán posunie farbu kobaltovej glazúry od modrej ku zelenej. Keďže značné množstvo hliníka môže byť „vytiahnuté“ z hliny pôsobením glazúry počas výpalu, množstvo nanesenej glazúry može spôsobiť to, že tá istá bude modrá v mieste, kde je silná vrstva a zelená na miestach v tenšej vrstve na tom istom výrobku. Prekrývanie glazúr môže mať rovanký efekt. Pokiaľ prekryjeme bielu glazúru kobaltovou, vypália sa na modro, zatiaľ čo samotná kobaltová glazúra by sa vypálila do zelena. Kobaltové zelené glazúry sú skôr saténové až matné ako vysoko lesklé. Tieto glazúry sú nasýtené tavivom a ich matnosť je výsledkom zrážajúcich sa kryštálov taviva v kombinácii s hliníkom a kremíkom.

Množstvo oxidu titánu, či už ako rutilu či oxiu titaničitého, má vplyv na zelenú farbu. Zatiaľ čo v predpisoch glazúr na teplotu okolo 1300°C býva uvedené, že kobaltové zelené obsahujú takmer 7,5% rutilu, obsah okolo 2% je bežnejší. Menej rutilu tiež pomáha vyhnúť sa vpichom. Tu uvedené glazúry sú na teploty 1300-1320°C, ale spektrum kobaltu je možné pozorovať pri všetkých teplotách.

Čierne glazúry sa typicky dosahujú použitím oxidu kobaltu alebo karbonátu kobaltu so zmesou železa a iných oxidov kovov. Typický obsah kobaltu sa pohybuje niekde medzi 1-3% a obsah železa do 9%. Množstvo všetkých farbiacich oxidov by nemalo byť vyššie ako 10-11%. Kobalt by sa mal používať opatrne – je drahý a príliš veľa kobaltu môže spôsobiť že celá glazúra z výrobku stečie. Železo sa neodporúča na vytvorenie čiernych glazúr, ale ako lacnejšia alternatíva je použiteľné a netoxické. Do čiernych glazúr sa tiež pridáva jeden alebo viac oxidov medi, mangánu a chrómu. Glazúry s vysokým obsahom železnej černe majú tendenciu blednúť do hneda a glazúry s vysokým obsahom kobaltu majú tendencie blednúť do modra, keď ich nanášame na biele glazúry. Jednoduchú čiernu glazúru vytvoríme z 9% červeného oxiu železa a 2% kobaltu. Ak chceme, použijeme iný oxid, dobrým štartovacím bodom je 4% železa, 2% kobaltu, 2% oxidu manganičitého (burelu) a 2% oxidu medi.

 

BLACK MATTE GLAZE cone 6 (1220°C) oxidácia

Whiting (krieda) ... 17,9

Zinc Oxide (oxid zinočnatý) ... 8

Potash Feldspar (draselno-sodný živec) ... 49,2

Kaolin ... 19,9

Silica (kremeň) ... 5

 

Red Iron Oxide (červený oxid železa) ... 6,7%

Cobalt Oxide ... 1,3%

 

 

Slovník

Oxid – chcemická zlúčenina obsahujúca aspoň jeden atóm kyslíka a aspoň jeden ďalší prvok; oxid je výsledkom reakcie kyslíka s iným prvkom; niektoré surové materiály sa používajú vo forme oxidov (ako napr. čierny oxid kobaltu), zatiaľ čo ostatné formujú oxidy v priebehu výpalu; pri výpale glazúry kyslík obvykle pochádza zo vzduchu, hoci pri výpale palivom môže tiež pochádzať z CO alebo CO2

Karbonát (uhličitan) – zlúčenina uhlíka a kyslíka v pomere 1:3, ktorá dáva záporne nabitý ión; je bežne nerozpustný; pri výpale sa uhličitan rozkladá a CO2 uniká, zanechávajúc za sebou oxid

Valenčné elektróny – voľné zdieľané elektróny ktoré sa pohybujú skôr medzi atómami ako vrámci jedného atómu

Mol – merná jednotka množstva substancie, atómov či molekúl; táto jednotka sa používa v zjednotených molekulárnych predpisoch glazúr

 

 

Fakty o kobalte

-         oxid kobaltu CoO je 1,4x silnejší ako uhličitan kobaltu

-         uhličitan kobaltu Co3O4 (mix CoO a Co2O3)

-         CoO a Co3O4 hoci sa používajú najmä ako koloranty, sú tiež silnými tavivami

-         teplota topenia oxidu – 1805°C; pri 1400°C stále nevyprcháva

-       najsilnejší farbiaci oxid: 0,25% rozpoznateľne zafarbí základnú transparentnú glazúru; používa sa v širokej skupine odtlačkových atramentov, podglazúrnych farieb, farbív do hlín a farbných glazúr

-        rozpustný v roztavenej glazúre, ale aj napriek tomu nemá alebo má len malý zmatňovací efekt

-         veľmi jemné častice, jednotná farba glazúry

-         atmosféra ani teplota výpalu nemení farbu

-        veľmi spoľahlivý výsledok farby je aj v redukcii aj oxidácii a tiež pri pomalom aj rýchlom výpale

-         toxický (na vdýchnutie aj požitie)