تعاریف لعاب و تاریخچۀ آن در هنر میناکاری

در مورد لعاب تعاریف مختلفی شده است. مهم‌ترین آنها عبارتند از: «لعاب به ماده‌ی شیشه‌ای شده‌ای گویند که به عنوان پوشش سطح بدنه‌های سرامیکی، فلزی و امثالهم به کار می‌روند».

- لعاب پوششی شیشه‌ای است که به منظور ایجاد ویژگی‌هایی از قبیل زیبایی و نفوذناپذیری در برابر رطوبت خورندگی عوامل شیمیایی مانند محیط‌های اسیدی یا قلیایی در سطح بدنه‌های فلزی و سرامیکی به وجود می‌آورند.

- لعاب لایه نازک شیشه گونه‌ی شفاف Transparent یا کدر Opace است که دارای ساختاری نامنظم بی‌شکل (آمورف) یا شیشه‌ای (بلوری) است و به وسیله‌ی فرآورده‌های فلزی یا سرامیکی روی سطح بدنه پس از گذراندن فرآیند پخت به وجود می‌آید.

- لعاب ساخته شده از مواد معدنی مختلف است که روی هر قطعه سرامیک یا فلز پوششی به ضخامت ۱۵/۰ تا ۴/۰ میلیمتر ایجاد می‌کند و به خوبی به سطح بدنه می‌چسبد.

- لعاب باعث افزایش زیبایی قطعات می‌شود.

- لعاب یک لایه پیوسته شیشه‌ای یا بلورین است که قبل یا بعد از پخت بدنه به صورت لایه‌ای نازک روی قطعات فلزی یا سرامیکی را می‌پوشاند.

لعاب به شکل ذراتی است که در اغلب موارد به صورت شناور در آب suspension آماده می‌شود و قطعات خام و یا تنه فلز یا سرامیک به آن آغشته می‌شود. سپس در کوره در مرحله پخت قرار گرفته، به صورت یک لایه نازک شیشه‌ای یا بلورین در می‌آید.

- لعاب آستر یا پوشش شیشه‌ای است که بر روی سطح فلز یا سرامیک اجرا شده، پایداری آن را بهبود می‌بخشد. لعاب باعث افزایش استحکام پایداری در برابر ترک خوردن و پایداری در برابر مواد شیمیایی شده، نفوذپذیری آنها را کاهش می‌دهد.

- لعاب قشر نازک شیشه مانندی است که بر سطوح اجسام تهیه شده پوشش داده می‌شود. ماده تشکیل دهنده‌ی لعاب که با پودر بسیار نرمی از ترکیبات سیلیس   (SiO2) و سیلیکات‌ها (SiO4-2)  است جسم مورد نظر را بعد از پخت کاملا به صورت یک پوشش نازک می‌پوشاند.

- لعاب کاری باعث صیقلی و رنگین شدن جسم می‌شود و آن را در مقابل بعضی از عوامل شیمیایی مستحکم و پایدار می‌سازد و از نفوذ مایعات و گازها به داخل بافت اجسام جلوگیری می‌کند و در نتیجه از تاثیر خوردگی و عوامل نامساعد دیگر بر اجسام می‌کاهد.

- لعاب در نتیجه ذوب کردن مخلوطی از سیلیکات‌ها (SiO4-2) در دماهای مختلف به وجود می‌آید.

انواع لعاب کاری

۱. ریختن لعاب بر روی بدنه اجسام.

۲. فرو بردن اجسام در دوغ آب لعاب.

٣. لعاب کاری با فشار هوا (پاشیدن دوغ آب لعاب توسط پیستوله).

۴. پراندن لعاب توسط نیروی گریز از مرکز و دستگاه سانتيرموژ که در این حالت به ذرات بسیار ریزی تبدیل شده، در فضا پخش می‌شود که به بدنه‌های سرامیکی و فلزی که در فضا قرار دارد می‌ریزد.

تاریخچه لعاب

در خصوص قدمت لعاب کاری با توجه به مدارک به خصوص کتیبه‌هایی که در شمال عراق به دست آمده، به حدود ۱۷۰۰ سال قبل از میلاد مسیح مربوط می‌شود.

در هزاره چهارم پیش از میلاد کهن‌ترین تمدن شناخته شده‌ی مصر به نام باداریان مهره‌هایی قهوه‌ای رنگ از سنگ صابون، که با لعاب آبی و فیروزه‌ای قلیایی پوشیده شده بود، می‌ساختند. سنگ صابون یک نوع شکل متبلور تالک یعنی سیلیکات منیزیم آبدار است که در معدن‌های قدیمی سنگ صابون در مصر پیدا شده است.

همچنین قبل از سلاطین مصر (۴۰۰۰ تا ۳۴۰۰ پیش از میلاد) مصریان اشیایی چون مهره، طلسم زینتی و مذهبی و کاشی‌ها را از آمیخته پودر ماسه درّ کوهی، کوارتز و پنج درصد کربنات (NaCO3) و بیکربنات سدیم (NaHCO3) قالب‌گیری می‌کردند. لعاب مصری دارای ترکیبات اصلی از سیلیس (شن سفید)، قليا (از خاکستر چوب با کربنات سدیم) و اکسید فلزات (از ترکیب مس) بود. البته پاره‌ای از مورخین معتقدند که ریگ‌های درّ کوهی (کوارتز) در کوره‌ها به طور اتفاقی با این ترکیبات پوشیده شده‌اند.

در بین‌النهرین ساختن لعاب‌های آبی قلیایی حدود ۳۰۰ سال پیش از میلاد شناخته شده و از آنجا به دره سند گسترش یافته است. حدس زده می‌شود که در زمان حکومت ۶۰۰ ساله کاسی‌ها دانش لعاب‌سازی بابلی‌ها و فن ساخت آن به ایران آمده است. نفوذ هنر بابلی‌ها در بین‌النهرین در زمان امپراطوری‌شان (۱۱۷۱ تا ۵۵۰ قبل از میلاد) ادامه داشت و بسیاری از ظروف و کاشی‌های لعابی با روش بابلی و آشوری مربوط به این دوره در شوش به دست آمده است:

یونانیان لعاب حقیقی را نمی‌شناختند و لعابی که از اکسید سرب تشکیل شده بود، فقط در زمان بطلمیوس (سده دوم پس از میلاد) در پیرامون مدیترانه رایج بود. رومی‌ها این لعاب را به نام لعاب پارتی می‌شناختند که خود نشانه‌ی آن است که احتمالا رومی‌ها این شیوه را از دشمنان خاوری خود یعنی ایرانیان که با آنها جنگ‌هایی در سوریه و عراق داشته‌اند آموخته‌اند.

در زمان ساسانیان کاربرد لعاب سربی هنوز ادامه داشت (۲۲۴-۶۵۱ میلادی). گام دیگری که در گسترش لعاب پیدا شد، لعاب‌های قلیایی توسط کوره گران ایرانی در دوره‌ی اسلامی بود.

در زمان سلجوقیان (۴۲۸-۵۴۲ ه.ق) جهش چشمگیری در تمام هنرها و صنایع علوم پدید آمد. با آنکه سلجوقیان در اصل ترک بودند، ولی خود را با روش زندگی ایرانیان تطبيق دادند. در مورد لعاب کاری این دوره باید گفت که عصر طلایی چینی سازی است. در این دوره تمام روش‌های فنی شناخته شده به کار برده شده است. حکاکی، برجسته کاری، شبکه سازی، قلمزنی، لعاب، طلا کاری و مینا کاری از هنرهای شاخص آن روزگار است و به دلیل اینکه اصفهان، ری، طوس و کاشان دارای معادن کائولین فراوان بود، هنر میناسازی نیز رواج بسیار خوبی پیدا کرد. در کشورهای اروپایی نیز از زمان‌های گذشته لعاب کاری رواج داشته است به خصوص در کشور یونان (۳۷۱-۲۸۷ قبل از میلاد). اما از سال ۱۸۶۰ الی ۱۹۲۰ در کشورهای اروپایی آزمایش‌ها و تحقیقات وسیعی در خصوص لعاب انجام شد؛ به طوری که توسعه‌ی فناوری هنر لعاب در قرن بیستم آنقدر متنوع شد که حتی نمی‌توان فهرست آن را بیان کرد.

اما هر چه هست لعاب کاری بر روی ظروف و اشیا در زمان‌های اولیه بر روی سرامیک و در طول زمان به خصوص در زمان سلجوقیان بر روی فلزات انجام می‌گرفته است و امروزه یکی از مهم‌ترین مرحله‌ی میناسازی، لعاب کاری آن است که از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به همین دلیل ترکیبات رنگ‌های لعاب سرامیک و مینا تا حدی مشابه هستند.

در گذشته هنرمندان میناکار قلع، سرب، سنگ چخماق (سیلیس) و بلور(شیشه) را مخلوط می‌کردند و آنها را در درون یک ظرف چدنی در ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد می‌پختند. پس از پختن، آنها را به صورت کلوخه‌ای در می‌آوردند و هر تکه را درون غلطکی قرار می‌دادند و می‌کوفتند تا به صورت پودر شود. پودر حاصل را به عنوان لعاب استفاده می‌کردند. ولی امروزه لعاب‌های میناسازی توسط کارخانه‌های داخلی و خارجی تهیه می‌شود و در اختیار میناکار قرار می‌گیرد. در گذشته بیشتر میناکاران به لحاظ تجربه، میزان مواد لازم را برای تهیه لعاب آماده می‌کردند. ولی امروزه با توجه به شکل و حجم مختلف ظروف مینا لعاب‌های موجود باید از طریق علمی و دارای فرمول مخصوص به خود باشد که بیشتر مربوط به علم شیمی است.

ترکیبات لعاب

١. بررسی مواد اولیه مورد استفاده در ساخت لعاب اولویت اول را دارد زیرا هر ماده اولیه تأثیر ویژه‌ای در ویژگی و کیفیت لعاب دارد. مهم‌ترین مواد اولیه در تهیه لعاب مواد اولیه اصلی می‌باشند که در شبکه سازها (SiO2- B2O3- GeO2- P2O5) و شبکه واسط‌ها AL2O3 و در دگرگون سازهای شبکه PbO-CaO- K2O- Na2O می‌باشد که علاوه بر آنها مواد اولیه مات کننده و مواد اولیه رنگی که باعث ایجاد رنگ در لعاب می‌شود نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مواد اولیه دگرگون‌ساز شبکه

این نوع مواد اولیه در داخل فضاهای شبکه قرار گرفته، آن را کم و بیش پر می‌کنند و باعث تغییر و گسستگی در ساختار لعاب یا شیشه می‌شوند. دگرگون‌سازهای شبکه نسبت به شبکه سازها شدت میدان ضعیف‌تری دارند. ضمنا یون‌ها قدرت اتصال کمتری با یکدیگر دارند و انرژی پیوند مابین اکسیژن و کاتیون‌های دگرگون‌ساز شبکه حدودkj/mol ۲۵۰– ۴۰ است. این کاتیون‌های دگرگون‌ساز شبکه ظرفیت یک و دو دارند که به تنهایی حالت شیشه‌ای ایجاد نمی‌کنند و در حالت مطلوب با اکسیدهای اسیدی در هنگام ذوب ترکیب می‌شوند.

این مواد اولیه در تکنیک لعاب به عنوان اکسیدهای قلیایی نامیده می‌شوند و فرمول عمومی آنها عبارتند از: R2O)٫(RO این مواد اولیه دارای الكتروپوزيتيو کم هستند.

مواد اولیه شبکه واسطه‌ها

این نوع مواد اولیه مابین دو گروه اصلی بالا قرار دارند و به نام گروه میانی‌اند و نسبت به شرایط موجود تغییر حالت می‌دهند. این آمفوترها یا اکسیدهای خنثی به مقدار کم به عنوان دگرگون‌ساز و به مقدار زیادتر به عنوان شبکه ساز در تشكيل لعاب اثر دارند و فرمول آنها ( (R2O3بوده، انرژی پیوند آنها مابين kj

kj/mol ۳۳۰- ۲۵۰ است.

اساس پیوند آنها بر (P. H) محیط اسیدی یا بازی است. اکسیدهای آمفوتر گروه سوم جدول مندلیف هستند. در موقعی که در مقابل اسیدها قرار گیرند نقش یک باز را ایفا می‌کنند و اگر در مقابل باز قرار گیرند نقش اسید را بازی می‌کنند؛ بنابراین تنظیم کننده‌ی اصلی محیط هستند.

همچنین در PH برخی از ترکیبات باعث می‌شوند H30 به (H+ و OH-) تجزیه شود که تراکم آنها در محیط خاصیت اسیدی یا قلیایی ایجاد می‌کند. بنابراین انتگرال عکس آن بین ۱ تا ۱۴ است که از ۱ تا ۷ خاصیت اسیدی و از ۷ تا ۱۴ خاصیت قلیایی را نشان می‌دهد و عدد ۷ خاصیت خنثی دارد.

ساختار لعاب

هر ماده در شرایط تعادل ترمودینامیکی می‌تواند یکی از حالت‌های فیزیکی یعنی جامد، مایع یا گاز را داشته باشد. در حالت جامد بلوری، مولكول‌ها و یون‌ها با آرایش منظم در نقاط شبکه فضایی سه بعدی قرار دارند و در دمای بالای صفر مطلقco ۱۵/۲۷۳ - = OK حول وضع تعادل‌شان ارتعاش می‌کنند. با افزایش دما، دامنه ارتعاشات آنها نیز بزرگتر می‌شود تا جایی که پیوندها در شبکه بلوری از هم گسست شده، ماده نیز از حالت جامد به مایع تبدیل می‌شود و ساختار تناوبی منظم خود را از دست می‌دهد. در این حالت ارتعاشات اتمی هنوز چنان بزرگ نیستند که تمام نیروهای پیوندی بی‌اثر شود. در حالت گاز (بالای دمای تبخیر) تمام پیوندهای ملکولی کامل از بین می‌روند و اتم‌ها به طور آزاد حرکت می‌کنند.

برای لعاب‌ها و شیشه‌ها به علت ساختار و خواص ویژه‌ای که دارند نمی‌توان یکی از حالت‌های فیزیکی (جامد، مایع، گاز) را در نظر گرفت. حالت شیشه‌ای مذاب یک حالت میانی مایع و جامد است.

شیشه‌ها عموما از مذابی که بسیار سریع سرد می‌شود، ساخته می‌شوند. این امر باعث می‌شود که توزیع نامنظم و تصادفی اتم‌های تشکیل دهنده مذاب (اتم‌ها گروه‌های اتمی – یون‌های عناصر مختلف) همانطور باقی بمانند؛ زیرا در این حالت، اتم‌ها زمان کافی برای لعاب شدن دارند و بلورهای سیلیکاتی شناخته شده به این شیوه به صورت شیشه شکل می‌گیرند. چون مذاب آنها به دلیل داشتن (SiO2) رقیق نبوده و بسیار پسکوز است، در هنگام سرد شدن بسیار سریع مذاب شده بدون اینکه متبلور شود منجمد می‌شود. البته در این مورد اختلاف شیشه با بلور به واسطه انرژی داخلی زیاد و انتروپی Entroppy زیاد آن است.

پایداری شیمیایی لعاب

منظور از شرایط پایداری شیمیایی، مقاومت و پایداری لعاب در مقابل عواملی چون محیط و همچنین اسیدهای رقیق و قلیایی‌هاست.

لعاب با ترکیب شیمیایی معین در مقابل عواملی مانند آب، اسید، قلیایی‌ها و گازها به طور مختلف پایداری و عکس‌العمل نشان می‌دهد. برای پایداری لعاب در مقابل عوامل شیمیایی قانون عمومی نمی‌توان بیان کرد، بلکه بیشتر تجربیاتی در این باره وجود دارد که از آن نتایجی کلی و مفید حاصل می‌شود.

لعاب‌های قلیایی خالص پایداری کمی نسبت به مواد شیمیایی دارند و حتی در مقابل رطوبت نیز مقاومت کافی نشان نمی‌دهند. همچنین اکسید سرب و اکسید باریم در لعاب استقامت و پایداری کافی شیمیایی ندارد. لذا با جانشین کردن (Sro) به جای (pbo) در لعاب پایداری شیمیایی به وجود می‌آید. به طور کلی می‌توان گفت که هر اندازه که مقدار (SiO2) در لعاب بیشتر باشد پایداری شیمیایی آن نیز مناسب‌تر و بهتر خواهد شد.

اکسید آلومینیم، پایداری شیمیایی را افزایش می‌دهد و در صورتی که مقدار آن از ۱۸ درصد تجاوز کند مجددا پایداری در مقابل عوامل شیمیایی این لعاب نزول پیدا می‌کند. اکسید تیتانیوم، اکسید قلع و اکسید زیرکونیوم به ترتیب اثراتی بر پایداری شیمیایی دارند و آن را مقاوم‌تر می‌کنند. مقدار کمی از اکسید منیزیم و کلسیم در موارد لعاب پایداری در مقابل اکسید را به طور محسوسی افزایش می‌دهد و به محض پیدایش مقاومت در مقابل اکسید کاهش می‌یابد.

به طور کلی می‌توان بیان کرد که مقاومت مواد شیمیایی لعاب با افزایش مقداری مواد شبکه ساز به جز فسفر بیشتر می‌شود و بر خلاف آن با افزایش مقداری مواد مبدل شبکه پایداری شیمیایی کاسته می‌شود. جانشین کردن اکسیدهای یک ظرفیتی به جای اکسیدهای دو و سه و چهار ظرفیتی به لعاب، پایداری شیمیایی را بهتر می‌کند.