Keramiikan käsikirja

Sulattajat RO

RO-ryhmä on kolmesta ryhmästä suurin. Tähän kuuluvat oksidit ovat emäksiä ja ne jaetaan kolmeen ryhmään, alkalit ja maa-alkalit sekä muut. Alkalit sisältävät alkalimetallien oksidit K₂O, Na₂O ja Li₂O, jotka ovat vahvoja emäksiä ja tehokkaita sulatusaineita. Maa-alkalit sisältävät maa-alkalimetallien oksidit CaO, MgO, BaO ja SrO, jotka ovat apu- ja pääsulattajia. Muut, ZnO ja PbO, toimivat apusulattajina.

Alkalit

Kalium- ja natriumoksidi K₂O ja Na₂O

Kalium- ja natriumoksidit ovat tärkeimmät sulattajat keramiikan valmistuksessa. Ne ovat vesiliukoisia, joten ne saadaan maasälpien tai sulatteiden muodossa lasitteisiin ja massoihin.

• sulattavat tehokkaasti
• alentavat sulamislämpötilaa
• kaventavat lasitteen sulamisaluetta
• lisäävät lasitteen juoksevuutta eli vähentää viskositeettia
• lisäävät lasitteiden lämpölaajenemista ja säröilyä
• lisäävät lasitteen kiiltoa
• heikentävät naarmuuntumisen ja mekaanisen kulutuksen kestoa
• heikentävät kemiallista kestävyyttä, erityisesti hapon kestoa
• vaikuttavat värimetallioksideista saataviin väreihin
• lisäävät lyijyoksidin liukenemista lasitteesta

Litiumoksidi Li₂O

Litiumoksidi on osittain vesiliukoinen, joten se saadaan spodumeenin, petaliitin, lepidoliitin tai sulatteen muodossa.

• sulattaa tehokkaasti
• lisää lasitteen juoksevuutta eli vähentää viskositeettia
• lisää lämpölaajenemista
• lisää lasitteen kiiltoa
• heikentää naarmuuntumisen ja mekaanisen kulutuksen kestoa
• voimistaa värimetallioksideista saatavia värejä

Maa-alkalit

Kalsiumoksidi CaO

Kalsiumoksidin oksidin sulattava vaikutus on hyvä yli 1180 °C lämpötiloissa ja sitä käytetään ainoastaan pieninä määrinä sulattajana alle 1100 °C lämpötiloissa. Kalsiumoksidia esiintyy kuitenkin lähes kaikissa raaka-aineiden analyyseissä. Sitä saadaan lasitteisiin kalkkimineraaleista, liidusta, dolomiitista ja wollastoniitista. 

• vähentää lasitteen juoksevuutta eli lisää viskositeettia korkeissa lämpötiloissa
• lisää lasitteen pintajännitystä
• lisää lasitteen lämpölaajenemista
• lisää pinnan kovuutta
• lisää naarmuuntumisen ja mekaanisen kulutuksen kestoa 
  
• lisää kemiallista kestävyyttä
• edistää mattapinnan muodostumista

Lisätietoa kalsiumoksin käytöstä punasavilasitteissa löytyy Lisämateriaalit-kansiosta dokumentista Suomalaisen punasaven ja kalsiumoksidin aiheuttamat värimuutokset kivitavaralasitteissa.

Magnesiumoksidi MgO

Magnesiumoksidi on korkeanpolton apusulattaja. Se säilyttää jäähtyvän lasitteen pitkään sulana. Lasitteisiin sitä saadaan magnesiumkarbonaatista, talkista ja dolomiitista.

• vähentää lasitteen juoksevuutta eli lisää viskositeettia
• lisää merkittävästi lasitteen pintajännitystä
• lisää pinnan kovuutta
• lisää naarmuuntumisen ja mekaanisen kulutuksen kestoa
• lisää kemiallista kestävyyttä
• muodostaa suurina pitoisuuksina mattapinnan
  
• vähentää lasitteen lämpölaajenemista
• edistää kiteiden kasvua kidelasitteissa erityisesti kidelasitteissa
• vaikuttaa värimetallioksideista saataviin väreihin

Lisätietoa kalsium- ja magnesiumoksidi -lasitteista vuolukivimassan päällä löytyy Lisämateriaalit-kansiosta dokumentista CaO-MgO -glaze for cordierite clay body.

Bariumoksidi BaO

Bariumoksidi on apusulattaja ja sitä saadaan lasitteisiin bariumkarbonaattina. Sitä on käytetty taidekeramiikan lasitteissa aikaansaamaan voimakkaita värejä. Ajan kuluessa lasitepinta rapautuu vähitellen eikä bariumoksidia käytetä elintarvikelasitteissa.

• muodostaa suurina pitoisuuksina mattapintaa
• lisää lasitteen juoksevuutta eli vähentää viskositeettia
• kaventaa lasitteen sulamisaluetta
• lisää lasitteen pintajännitystä
• on haitallinen elintarvikelasitteissa
• voimistaa värimetallioksideista saatavia värejä

Strontiumoksidi SrO

Strontiumoksidi on vähemmän käytetty sulattaja ja se on kalliimpi raaka-aine kuin vastaava kalsiumoksidi CaO. Sitä voidaan käyttää kaikissa lämpötiloissa. Strontiumoksidia saadaan lasitteeseen strontiumkarbonaattina.

• muodostaa matalassa poltossa puolikiiltävää lasitepintaa
• lisää naarmuuntumisen ja mekaanisen kulutuksen kestoa
• lisää kemiallista kestävyyttä
• voimistaa värimetallioksideista saatavia värejä

Muut

Sinkkioksidi ZnO

Sinkkioksidi on tärkeä sulattaja, kun sitä on vähän. Se muodostaa mattapintaa suurina määrinä. Sinkkioksidia saadaan lasitteeseen sellaisenaan ja vaikuttaa moniin lasitteen värisävyihin. Erityisesti rautaoksidia sisältävien lasitteiden värisävyihin se vaikuttaa haitallisesti. Käytettäessä pigmenttejä tulisi tarkistaa niiden valmistajien ohjeistus sinkkioksidin käytöstä lasitteessa.

• lisää lasitteen juoksevuutta eli vähentää viskositeettia
• lisää lasitteen pintajännitystä
• vähentää mekaanisen kulutuksen kestoa
• edistää suurten kiteiden muodostumista kidelasitteissa
• voimistaa värimetallioksideista saatavia värejä

Lyijyoksidi PbO

Lyijyoksidi on matalanpolton sulattaja. Lyijy höyrystyy lämpötilan noustessa ja siitä syystä lyijylasitteiden käytön tulisi rajoittua pääasiassa matalanpolton lämpötilaan. Sitä käytetään aina teollisesti valmistetun sulatteen muodossa. Lyijyoksidi, joka ei ole valmistettu sulatteeksi, liukenee lasitteesta eri raaka-aineiden vaikutuksesta. Lasitepinnasta liukeneva lyijy varastoituu elimistöön ja aiheuttaa pitkäaikaisvaikutteisesti kehittyvän myrkytyksen. 

• tekee lasitteesta korkeakiiltoisen
• alentaa pintajännitystä
• lisää lasitteen tasaantumista
• lisää lasitteen juoksevuutta eli vähentää viskositeettia
  
• laaja lasitteen sulamisalue
• vähentää säröilyä
• erittäin haitallinen