Historické způsoby výroby a zpracování skla a keramiky

Martin MíkaÚstav skla a keramikyA14, A1522044 4102

Vývoj nových materiálů

• Iontově vodivé materiályIontově vodivé materiály

• Optická skla pro fotoniku (optoelekroniku)Optická skla pro fotoniku (optoelekroniku)

• Tavení kopií historických skelTavení kopií historických skel

• Vliv složení na strukturu a vlastnosti materiálůVliv složení na strukturu a vlastnosti materiálů

Příprava optických skel

Sklářský kmenSklářský kmen Odlévání sklovinyOdlévání skloviny Vytemperované skloVytemperované sklo

Optické vlnovody

Protonově vodivé membrány

2H2H2 2 4H4H++ + 4e + 4e-- 4H4H++ + 4e + 4e--+ O+ O2 2 2H2H22OO

AnodAnodaa KKatodatodaa

Sylabus předmětu

1. Základy tavení, tvarování a zušlechťování skla. Sklářské suroviny používané v minulosti.2. Počátky výroby a zušlechťování skla. Historický přehled významných sklářských oblastí.3. Historické tavicí pece a sklářské dílny.Vývoj ruční a strojní výroby skla. 4. Historický vývoj sklářského designu.5. Výroba čirého a barevného skla, vitráží a mosaik.6. Zdobení skla malováním, zlacením a lazurováním. Dekorace skla smalty.7. Výroba hutního, opálového a přejímaného skla.8. Výroba křišťálových skel. Zušlechťování skla broušením, leštěním, rytím, pískováním, leptáním a matováním.9. Výroba zrcadel, obalového, plochého, optického a dalšího technického skla.10. Základy výroby a dekorace keramiky. Počátky zhotovování a zdobení keramických předmětů v období př.n.l., keramické suroviny používané v minulosti.11. Vývoj ruční výroby a dekorace keramiky, příprava surovin, způsoby vytváření, historické pece, významné keramické oblasti.12. Výroba kameniny, změny v technologii zavedením strojní výroby keramiky, vývoj povrchových úprav keramiky- glazury, engoby.13. Technologie výroby historické stavební keramiky – kachle, dlaždice, obkladačky,krytina atd.. 14. Vývoj výroby a dekorace porcelánu, historický přehled významných porcelánek.

Doporučená literatura

1. Hlaváč J.: Základy technologie silikátů, SNTL, Praha 1981.2. Kirsch R. a kol.: Historie sklářské výroby v českých zemích, Academia 2003.3. Procházka Z.: Sklářství v Českém lese, Nakladatelství Českého lesa, Domažlice 1999.4. Lamiová M.: Keramika dvoch tisícročí, Tatran, Bratislava 1982.5. Braunová A.: Kouzlo keramiky a porcelánu, Práce, Praha 1985.6. Orton C., Tyers P., Vince A.: Pottery in Archeology, Cambridge UP, Cambridge 1993. 7. Hanykýř V., Kutzendorfer J.: Technologie keramiky, Vega s.r.o., Hradec Králové 2000.8. Kybalová J. : Evropská kamenina, Aventinum, Praha 1991.9. Henderson J.: The science and archeology of materials, Routledge, London 2000.

Co je vlastně sklo ?

• Sklo je pevná amorfní látkaSklo je pevná amorfní látka

• Postrádá pravidelné uspořádání atomů na Postrádá pravidelné uspořádání atomů na větší vzdálenost větší vzdálenost

• Vzniká obvykle ztuhnutím taveniny bez krystalizaceVzniká obvykle ztuhnutím taveniny bez krystalizace

F. Kupka: AmorphaF. Kupka: Amorpha

Modely amorfní struktury

Amorfní struktura skla

Křemen SiOKřemen SiO22 SiO SiO22 sklo Na sklo Na22O-SiOO-SiO22 sklo sklo

Složení historických skel

• oxidová skla – obsahují vždy atomy Ooxidová skla – obsahují vždy atomy O• směs oxidů - hmot.% nebo mol.% oxidůsměs oxidů - hmot.% nebo mol.% oxidů

• sklotvorné oxidy: SiOsklotvorné oxidy: SiO22, P, P22OO55

• podmíněně sklotvorné: Alpodmíněně sklotvorné: Al22OO33

• modifikátory: Namodifikátory: Na22O, KO, K22O, MgO, CaO, PbOO, MgO, CaO, PbO

• barvbarvicí oxidy: FeO, CoO, MnO, Cricí oxidy: FeO, CoO, MnO, Cr22OO3, 3, CuO, SeOCuO, SeO22

• barvicí prvky: Aubarvicí prvky: Au

Vznik skla z taveniny

• Sklotvorná tavenina –Sklotvorná tavenina – sklovinasklovina

• Dostatečně rychléDostatečně rychlé zchlazenízchlazení

• Zabránění krystalizaciZabránění krystalizaci

• Skelná transformaceSkelná transformace

Viskozita je klíč k získání skla

Výrobní postup

• Předpis složení skla nebo kmenePředpis složení skla nebo kmene

• Vážení či odměřování surovin, mícháníVážení či odměřování surovin, míchání

• Tavení, čeření a homogenizace (nad 1200°C)Tavení, čeření a homogenizace (nad 1200°C)

• Tvarování (700 – 1000°C)Tvarování (700 – 1000°C)

• Temperování (450 – 550°C)Temperování (450 – 550°C)

• Zušlechťování sklaZušlechťování skla-brou-broušení, rytí, malování, pískováníšení, rytí, malování, pískování

Základní typy historických skel

• Sodná: NaSodná: Na22O – CaO – SiOO – CaO – SiO22

• Draselná: KDraselná: K22O – CaO – SiOO – CaO – SiO22

• Smíšená: NaSmíšená: Na22O – KO – K22O – CaO – SiOO – CaO – SiO22

• Olovnatá: KOlovnatá: K22O – CaO – PbO – SiOO – CaO – PbO – SiO22

Historické suroviny

• křemen, písek -křemen, písek -> SiO> SiO22

• přírodní sodapřírodní soda (trona) (trona) – Na – Na22COCO3 3 --> Na> Na22OO

• vápenec – CaCOvápenec – CaCO3 3 --> CaO> CaO

• popel – popel – momořské rostliny, buk, dub, smrk, kapradířské rostliny, buk, dub, smrk, kapradí NaNa22COCO33, K, K22COCO33, CaCO, CaCO33

• potaš - Kpotaš - K22COCO3 3 --> > KK22OO

• olovo -olovo -> PbO, Pb> PbO, Pb33OO44

Složení popelu z mořských rostlin

Složení popelu ze stromů a kapradí

Příklad složení popela a výluhu

Popel-L Výluh

Na2O 0 0

K2O 1 59

MgO 9 1

CaO 32 2

MnO 8 0

Al2O3 2 0

Fe2O3 1 0

SiO2 9 1

P2O5 3 0

Suma 65 64

hmot.%hmot.%

Příklad složení historických skel

Na2O 0.06

K2O 16.95

MgO 3.98

CaO 14.56

MnO 3.58

Al2O3 1.50

Fe2O3 0.41

SiO2 57.52

P2O5 1.42

Výluh 22

Popel-L 35

Písek 43

Suma 100

Sklárna Moldava, Krušné horySklárna Moldava, Krušné hory (hmot.%) (hmot.%)

RecepturaReceptura

Tavení skla v pánvích

Tavení skla v pánvích