V nadaljevanju je prikazanih nekaj primerov, v katerih smo z uporabo elektronskega mikroskopa uspešno določili lastnosti keramične ploščice in našli vzrok za nekatere napake.
Pregled in analiza površine keramičnih ploščic
Madeži na površini keramičnih ploščic lahko nastanejo zaradi površinskih por, kamor lahko prodre umazanija, ali hrapavosti površine, zaradi katere se umazanija oprime površine in jo je težko odstraniti.
V opisanem primeru smo iskali vzroke za nastanek madežev na keramičnih ploščicah. Kmalu zatem, ko so bile položene, so se pokazali izraziti madeži samo na nekaterih ploščicah, čeprav naj bi bile vse enake. Opravili smo mikroskopski pregled (SEM) površine ploščice z madeži (slika št. 1) in površine ploščice brez madežev (slika št. 2). Naredili smo EDS-analizo madežev, ploščic in fugirne mase. Z mikroskopom smo pregledali tudi očiščeno površino ploščice, kjer so bili prej madeži.
Pregled in analiza površine keramičnih ploščic
Madeži na površini keramičnih ploščic lahko nastanejo zaradi površinskih por, kamor lahko prodre umazanija, ali hrapavosti površine, zaradi katere se umazanija oprime površine in jo je težko odstraniti.
V opisanem primeru smo iskali vzroke za nastanek madežev na keramičnih ploščicah. Kmalu zatem, ko so bile položene, so se pokazali izraziti madeži samo na nekaterih ploščicah, čeprav naj bi bile vse enake. Opravili smo mikroskopski pregled (SEM) površine ploščice z madeži (slika št. 1) in površine ploščice brez madežev (slika št. 2). Naredili smo EDS-analizo madežev, ploščic in fugirne mase. Z mikroskopom smo pregledali tudi očiščeno površino ploščice, kjer so bili prej madeži.
Slika št. 1: SEM-posnetek površine ploščice z madeži pri 100-kratni povečavi
Z EDS-analizo smo ugotovili veliko količino kalcija v madežih in tudi fugirni masi. Sklepali smo, da so madeži na površini ploščic verjetno ostanki slabo očiščene fugirne mase. V njih smo našli tudi klor, ki ga ni niti v ploščici niti v fugirni masi. Klor v madežih je verjetno ostanek čistilnih sredstev.
Obe ploščici smo temeljito očistili in analizirali njuno površino (prikaz posnetkov na slikah št. 2 in 3).
Z EDS-analizo smo ugotovili veliko količino kalcija v madežih in tudi fugirni masi. Sklepali smo, da so madeži na površini ploščic verjetno ostanki slabo očiščene fugirne mase. V njih smo našli tudi klor, ki ga ni niti v ploščici niti v fugirni masi. Klor v madežih je verjetno ostanek čistilnih sredstev.
Obe ploščici smo temeljito očistili in analizirali njuno površino (prikaz posnetkov na slikah št. 2 in 3).
Slika št. 2: SEM-posnetek očiščene površine ploščice brez madežev pri 200-kratni povečavi.
Slika št. 3: SEM-posnetek očiščene površine ploščice, kjer so bili madeži, pri 200-kratni povečavi.
Na podlagi primerjave očiščene ploščice z madeži in ploščice brez madežev ugotavljamo, da je površina ploščice brez madežev bolj gladka (na očiščeni ploščici, ki ni imela madežev, smo opazili tudi višji sijaj), medtem ko je ploščica, kjer so bili madeži, bolj hrapava. Zato smo predvidevali, da so ploščice sicer enake sestave in videza, vendar je morda manjša razlika v temperaturi žganja povzročila, da je površina ploščic, kjer niso nastali madeži, bolj zastekljena (manjša hrapavost, višji sijaj), medtem ko je površina ploščic, kjer so se pojavili madeži, bolj hrapava. Zaradi večje hrapavosti površine se med postopkom fugiranja oziroma čiščenja fugirne mase ta lahko oprime površine. Na te ostanke fugirne mase pa se pozneje še dodatno oprimejo umazanija s čevljev in čistilna sredstva. (Zaradi izredno nizkega vpijanja obeh ploščic je tako rekoč zanemarljiva možnost, da bi v tako kratkem času nastali madeži na spodnji plasti obloge.)
Določitev sestave in debeline glazure ter reakcijskega sloja med glazuro in črepinjo
Glazura se nanaša na ploščice iz več razlogov, med katerimi je najpomembnejši zaščita črepinje. Črepinja je namreč porozna in tako lahko vpija vlago in/ali umazanijo. Z nanosom glazure, to je steklenega nanosa, pa površino zasteklimo in preprečimo vnos nečistoč. Eden izmed razlogov za množično uporabo glazur je tudi raznolikost barv, ki omogoča izredne oblikovalske možnosti.
Da bi glazura uspešno opravljala svojo nalogo, je treba biti pri njeni izbiri pozoren na sestavo in raztezek. Prav tako je pomembno, kako debel je nanos glazure in kolikšna je temperatura žganja, s katero zagotovimo zataljevanje glazure ter ustrezno reakcijo med črepinjo in glazuro, ki omogoči dober oprijem.
Pri kontroli proizvodnje oziroma vpeljavi novih izdelkov je mogoče z vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM) učinkovito spremljati razvoj glazure med procesom. Tako je mogoče:
– preverjati debelino glazure (slika št. 4);
– določiti širino reakcijskega sloja med glazuro in črepinjo;
– določiti sestavo glazure, spremljati, koliko je že zataljena, in ugotoviti, ali vsebuje plinske ali trdne vključke (slika št. 5).
Na podlagi primerjave očiščene ploščice z madeži in ploščice brez madežev ugotavljamo, da je površina ploščice brez madežev bolj gladka (na očiščeni ploščici, ki ni imela madežev, smo opazili tudi višji sijaj), medtem ko je ploščica, kjer so bili madeži, bolj hrapava. Zato smo predvidevali, da so ploščice sicer enake sestave in videza, vendar je morda manjša razlika v temperaturi žganja povzročila, da je površina ploščic, kjer niso nastali madeži, bolj zastekljena (manjša hrapavost, višji sijaj), medtem ko je površina ploščic, kjer so se pojavili madeži, bolj hrapava. Zaradi večje hrapavosti površine se med postopkom fugiranja oziroma čiščenja fugirne mase ta lahko oprime površine. Na te ostanke fugirne mase pa se pozneje še dodatno oprimejo umazanija s čevljev in čistilna sredstva. (Zaradi izredno nizkega vpijanja obeh ploščic je tako rekoč zanemarljiva možnost, da bi v tako kratkem času nastali madeži na spodnji plasti obloge.)
Določitev sestave in debeline glazure ter reakcijskega sloja med glazuro in črepinjo
Glazura se nanaša na ploščice iz več razlogov, med katerimi je najpomembnejši zaščita črepinje. Črepinja je namreč porozna in tako lahko vpija vlago in/ali umazanijo. Z nanosom glazure, to je steklenega nanosa, pa površino zasteklimo in preprečimo vnos nečistoč. Eden izmed razlogov za množično uporabo glazur je tudi raznolikost barv, ki omogoča izredne oblikovalske možnosti.
Da bi glazura uspešno opravljala svojo nalogo, je treba biti pri njeni izbiri pozoren na sestavo in raztezek. Prav tako je pomembno, kako debel je nanos glazure in kolikšna je temperatura žganja, s katero zagotovimo zataljevanje glazure ter ustrezno reakcijo med črepinjo in glazuro, ki omogoči dober oprijem.
Pri kontroli proizvodnje oziroma vpeljavi novih izdelkov je mogoče z vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM) učinkovito spremljati razvoj glazure med procesom. Tako je mogoče:
– preverjati debelino glazure (slika št. 4);
– določiti širino reakcijskega sloja med glazuro in črepinjo;
– določiti sestavo glazure, spremljati, koliko je že zataljena, in ugotoviti, ali vsebuje plinske ali trdne vključke (slika št. 5).
Slika št. 4: SEM-posnetek prelomov različnih ploščic z določitvijo debeline glazure pri 60-kratni povečavi
Slika št. 5: SEM-posnetek glazure z vidnimi porami pri 200-kratni povečavi
mag. Vilma Ducman
ZAG Ljubljana
vilma.ducman@zag.si
mag. Vilma Ducman
ZAG Ljubljana
vilma.ducman@zag.si
