Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 11
Raw Materials for Whiteware Industry
Part II
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 22
Function of raw materials
�� Kaolin (high quality)Kaolin (high quality)�� Very white firingVery white firing�� Promote translucencyPromote translucency�� Very pureVery pure�� Ball clayBall clay�� Plasticity Plasticity
�� Disadvantages: higher iron content and reduce whitenessDisadvantages: higher iron content and reduce whiteness�� CalcinedCalcined aluminaalumina�� Improves whitenessImproves whiteness�� Improves mechanical strengthImproves mechanical strength�� Reduces fired saggingReduces fired sagging
�� Disadvantages: reduces translucency and reduces plasticity Disadvantages: reduces translucency and reduces plasticity
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 33
Function of raw materials
�� Feldspar, Cornish stone, Feldspar, Cornish stone, NephelineNepheline syenitesyenite: primary : primary fluxflux
�� QuartzQuartz�� Provides body frameworkProvides body framework�� Reduces green deformationReduces green deformation�� Controls thermal expansionControls thermal expansion�� BentoniteBentonite�� Promotes green strength Promotes green strength �� Improves plasticity Improves plasticity
�� Disadvantages: May cause cracking, may deDisadvantages: May cause cracking, may de--stabiles casting slip and reduces whiteness stabiles casting slip and reduces whiteness
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 44
Function of raw materials
�� Bone ashBone ash�� Flux in low quantitiesFlux in low quantities�� Filler in high quantitiesFiller in high quantities�� Promotes translucencyPromotes translucency�� Disadvantages: increased fired saggingDisadvantages: increased fired sagging
�� Pottery stone/Pottery stone/sericitessericites�� Secondary fluxSecondary flux�� Provides plasticityProvides plasticity�� requires careful, control processingrequires careful, control processing
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 55
���������� ����������������������������ก
� ������ (kaolin, china clay)� ��������� (plastic clay, Ball clay)� �������� ��! (bentonite)
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 66
Kaolin (Al2O3.2SiO2.2H2O)• tiny flat plates, hexagonal• average size ≈ 0.7 µm in diameter and about 0.05µm in thickness• each sheet is composed of a tetrahedral Si-O layer and an octahedral Al-OH layer – TO sheets
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 77
Al2O3.2SiO2.2H2O (kaolin)39.5% 46.5% 14%
3/2Al2O3.2SiO2.2H2O (meta-kaolin)
450°C
3Al2O3.SiO2.SiO2 (spinel)
3Al2O3.2SiO2 (mullite)
890-900 °C
1150-1500 °C
���ก������ kaolin �� ��������������
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 88
�����������ก���������������
�� ������������������������ (particle size)(particle size) ก� ������ก��������������������ก� ������ก�������������������� (plasticity) (plasticity) ������������ ����������������� ����� (dry strength) (dry strength) �����������ก����ก��� ������ ������������ก����ก��� ������ � ((cationcation/base exchange capacity) /base exchange capacity) ก��������� �����ก��������� ����� (dry shrinkage)(dry shrinkage)
�� � ��!��� ��!�� (particle shape)(particle shape)��!��!"���"���#�$%#�$%��� ��!���&��'!��ก��� ��������(�ก��� ��!���&��'!��ก��� ��������(�ก 0.050.05 �,��,� 1010 #����#���� "��.�� ������� !�/��!��"��.�� ������� !�/��!�� 0.50.5 #����#����
�� �����������ก����ก��� ������ ������������ก����ก��� ������ � ��!��!"���"���#�$%#�$%�������������0������ก�� ��(�ก��ก���$�$� ����������������0������ก�� ��(�ก��ก���$�$� ������� ���"�������������ก���� ���"�������������ก
�� ก��������� �����ก��������� ����� (drying shrinkage) (drying shrinkage) ������������/����ก�!�(/��ก���������กก�!�������������/����ก�!�(/��ก���������กก�!���������������
�� ������������ ����������������� ����� (green strength)(green strength) ����0�����12�$� #�!�����������&��!��'������0�����12�$� #�!�����������&��!��'�� (/�3�(/�3��������&����3!�����'�����45%����������������������&����3!�����'�����45%��������������� �������/�����������/���� ����$� ������$� ������%����%�������"�#�$%���"�#�$%(/���(/���������������ก$� ���������������ก$� ���
�� ก�����������'�ก�����������'� (firing shrinkage) (firing shrinkage) ��������ก���������ก����(�ก'���������ก���������ก����(�ก'� ��(�������ก��(�������ก�,��,� 2020%%
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 99
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1010
��� ���� ��!"ก��������#$%����� �����������&���ก'(ก���$"�������)���#��*���
���"�#�$%�&�����%'����������ก ��!��ก�� &(#�ก�� 5% �+�� �,������� �"�� -%'��'����������.� (����,�ก�"�ก�� ����/���� 1200°c /����������'��'�'���3����
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1111
!"������#$%����� �������+�ก�$"����, )���#��*���
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1212
ก�#���ก��"������-�������ก�"��
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1313
Flow sheet of Georgia kaolin processing
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1414
Flow sheet of English china-clay processing
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1515
������#ก������ �����""%��"�%�� ��ก���ก��������$"�� ����#����ก���ก��������$"�� ����#�� ������#ก�-����#���� ������#ก�-����#����
�� SiOSiO22 4040--60%60%
�� AlAl22OO33 ��#�����#��� 30%30%
�� HH22O O )�!".ก�"#���� �%���)�!".ก�"#���� �%��� 10%10%
�� TiOTiO22,Fe,Fe22OO33, , CaOCaO, , MgOMgO, K, K22O, NaO, Na22O O �"/ก����"/ก���
�� ������������ �"#������,�"#������,:: kaolinitekaolinite, , montmorillonitemontmorillonite, , illiteillite, ,
quartz and micaquartz and mica
�� ���� �%������� �%���:: linitelinite, waxed, resins, lignin , waxed, resins, lignin �"#�"# humus humus �ก" � ��ก" � �"#"���12����"#"���12���� �ก" �ก" 3�"�4�3�"�4��"#�ก" �"�"#�ก" �"���%���%�� Al, Fe, Ca, Mg, K, NaAl, Fe, Ca, Mg, K, Na
�� ���������5)�ก���"ก��" ������6"�6��#$������������5)�ก���"ก��" ������6"�6��#$��� 77--3030 milliequivalentsmilliequivalents ���� 100100 ก��������$�ก��������$�
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1616
��� /��#-�=�%�"#���� ����� Ball clay
��#-�=�%������#-�=�%�����""%��"�%�""%��"�% � �
�� =�������������$� ��=�������������$� �� �����5�.1��6����� �����5�.1��6�����
�� �2�)$�!"�����>%ก���!�� ������/����ก�.1��2�)$�!"�����>%ก���!�� ������/����ก�.1� 3.�+#"�ก����ก$�ก�!"�����>%� ����������!�)�3.�+#"�ก����ก$�ก�!"�����>%� ����������!�)���#� �� ก����" ��������#� �� ก����" ������
�� =����2�)$��12����� �)=�)�ก��$"����� ก���$"���� �.1�=����2�)$��12����� �)=�)�ก��$"����� ก���$"���� �.1�
�� �""%��"�%�""%��"�%��=���=����2�)$��ก����=���=����2�)$��ก���?�ก������?�ก������#$�����"���)��� 1����@A�)���#�2�ก���!��#$�����"���)��� 1����@A�)���#�2�ก���!� ��B�!"�2�)$���B�!"�2�)$�!"�����>%� �� 1������B��� 1�� ��ก��!"�����>%� �� 1������B��� 1�� ��ก��
���� ��������� ������""%��"�%�""%��"�%� �
�� ��ก� ����ก��ก�+ ����ก��ก� ����ก��ก�+ ����ก �=���=�� FeFe22OO33, TiO, TiO22 � �+#�2�)$����������� 1!"�����>%�� ���� �+#�2�)$����������� 1!"�����>%�� ���
�� �2�)$�����-������!"�����>%���"�2�)$�����-������!"�����>%���"
�� � ������#ก���������� ������#ก��������� �2�)$��ก�����������ก)�ก���������12�����2�$���$"�����2�)$��ก�����������ก)�ก���������12�����2�$���$"����
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1717
"�ก(�#�C��#��""%��"�%+�ก�$"����,%�"���%�"��� %4�5��%4�5�� &��67!8���&��67!8���
���5���!�5�����5���!�5�� %%SiOSiO22 60.460.4 55.055.0 56.556.5AlAl22OO33 25.425.4 30.330.3 28.428.4FeFe22OO33 1.21.2 1.51.5 1.881.88TiOTiO22 0.50.5 0.60.6 0.220.22CaOCaO 0.30.3 0.30.3 0.310.31MgOMgO 0.50.5 0.80.8 0.310.31KK22OO 2.42.4 3.03.0 2.282.28NaNa22OO 0.30.3 1.11.1 0.160.16LOILOI 9.09.0 7.47.4 9.909.90���5���!%"���5���!%" KaoliniteKaolinite KaoliniteKaolinite KaoliniteKaolinite
MicaMica MicaMica MicaMicaQuartzQuartz QuartzQuartz QuartzQuartzOrganicOrganic OrganicOrganic OrganicOrganic
5���'������5���'������--2020 �5�� �5�� 9494 9999 9393--1010 �5�� �5�� 9595 9898 8484--55 �5�� �5�� 9292 9797 7979--22 �5�� �5�� 7676 9494 7373--11 �5�� �5�� 5757 8383 6969--0.50.5 �5�� �5�� 4242 6969 6666MBIMBI 7.57.5 13.013.0 7.07.0
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1818
��������ก����������""%��"�%
�� ������������������ � ����"#� ��ก���������� ����"#� ��ก���������
�� �����$� �������$� �� � �����$� ��� ก���������� �����$� ��� ก��������� ก��!�����ก��!������""%�"�%�""%�"�%"��)��� 1����@A�+#=���)$��.1��6����� "��)��� 1����@A�+#=���)$��.1��6����� �"#�����������/���!"�����>%ก���!��"#�����������/���!"�����>%ก���!�
�� ก��$������ ��$�ก��$������ ��$� � ก��$������ก$� ����.1��6�ก���$"�$� =����� ก��$������ก$� ����.1��6�ก���$"�$� =�����""%��"�%�""%��"�%��1���1� �=���=�� 5��� 5��� SiOSiO22 �6+#� ก��$��������6+#� ก��$������� ���5�����5���""%��"�%�""%��"�%� ���� �%����6+#� ก��$������ก��#���� ���� �%����6+#� ก��$������ก��#��� 1515%%
�� ������/��ก���!�������/��ก���!� +#)$�������/��� ก���������+#)$�������/��� ก��������� �""%��"�%�""%��"�%� �� ������/���6�� ��2���!��� �� ������/���6�� ��2���!����B��� 1����@A�+#=����2�)$�!"�����>%� ������/���6�����������B��� 1����@A�+#=����2�)$�!"�����>%� ������/���6���������
�� ���������$"��!����������$"��!� -����ก+#��)+�� ��2�-����ก+#��)+�� ��2��""%��"�%�""%��"�%��1���!��")��� 1����@A���1���!��")��� 1����@A� �""%��"�%�""%��"�%������ ������ mica mica ���6����6� �� ��!��� ��!� mica mica +#�2�$���� ���B�������)$��ก��+#�2�$���� ���B�������)$��ก���?�ก������?�ก�����)��� 1����@A�)��� 1����@A� �2�)$��� 1�����2�)$��� 1�����"#�� ����ก�.1��"#�� ����ก�.1�
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 1919
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2020
��� ���� ��!"������#$%����� �����$� ���� 1"#� ���"#����2���������ก'(�"#���
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2121
!"������#$%����2�"��� �.������%��"�% -��!������2�+�ก 3-4 �$"�
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2222
�����#ก�� ���ก���6�)�������3�"�ก� �����("��(��'�ก���&� 4���/'�,����� '�5�����������#��������� '�ก���������"�#ก���%��#%'�ก��/�� ������ �5������:" 4��,�������������� - %�"������ �5�����';ก 4��"��'�
��.� (��ก�&�ก���
�'(���� (alumina) $���("��%"��� �-'�!&�! �ก� %'��'(������'��ก� %'�$���4��(�'(���"���&� ��/'�"���������5��•'�5�����������#��������•�,��������������5����� -��ก�+��
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2323
ก�������������������-�� irreversible thermal expansion
� Give information on their composition and behavior during firing
•At 600°C.. α-β quartz inversion at 540°C by quartz content in clay•At 700°C ถามปีริมาณแรดินมากจะทําใหการขยายตัวที่อุณหภูมนิี้ต่ําลง
•Group A- high silica clays: มีการขยายตัวประมาณ 1.0% ที่ 600°c ดังนั้นปริมาณซิลิกานาจะมากกวา 60% และมีอนุภาคใหญ (free quartz) ทําใหสามารถเทแบบหลอไดเร็ว•Group B- dark and light blue clays: มีการขยายตัวประมาณ 0.4% ที่ 600°c •Group C-white firing clays: มีการขยายตัวประมาณ 0.2% ที่ 600°C เปนดินที่มีความเหนียวสูงและใหความแข็งแรงกอนเผาแกเนื้อดินปน
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2424
Calcium compounds:
� ��"�3�% ��"�3 ��3�"��ก� ���3���
� =���"����6��ก���!� �� �������ก��#"6������"#3�"�ก�
� ��"�3�%�� ��!�� ���$�6�� 900°°°°c +#)$� CaO ����ก��
CaCO3 CaO + CO2 (g)
CaO +#�6�����= 1�)��ก�* �2�)$�!"�����>%��� �� ��6���$� �"�������B�!���
CaO + H2O (air) Ca(OH)2� ��"�3 ��3�"�4�����ก���!�� ���$�6���6 5�������"#� ���2�)$��ก�������)��� 1���$"��!� $�
������ก�������#ก��$"/ก �2�)$�� $"��!���"
� Barium compounds ����������"��� calcium compounds
� Magnesium compounds: ��ก�6�)��6���ก� �3�% ���-�-"���% ��ก� �3 ��3�"�4� �����#ก���ก� �3 ��+#=���"���$�6�� $� "��������4
� Iron compounds: �6�)��6��4�%��กก�3�% �4�%���ก�3�% �4�%��ก3�"��ก� �4�%��ก3�"�4�% �����#ก��$"/ก�2�)$�� $"��!�� � �$" $� ��B�+��� �12���"
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2525
&��ก��5�!���������! (Carbonaceous matter)
� 5�!������������� CaCO3, MgCO3 ���$�ก5�!�����%'�5�!���4�ก������!&�
� ��������������ก"���/���&���� 4��+#&��,� �+��ก�����.�������("����������� �,�����ก��ก��/�%���������# (reducing) �,�����ก�����"� 5�����/'�"�&�%'�ก�
4�ก�����#/'�� �.<!� ������/��;���4�,����/'�� �.<!�ก��($�������#4�กก=��5�!��� ����/��;���ก4��ก��ก�
��� �"#�����.� (�������&(#�+�� 4+#�,�����ก��ก��/��ก��4��&�ก��� (over vitrification) %'�/'�� �.<!�������ก��ก�����������&��(�#
� ���&��ก��5�!��� �"&'����� 4��,�����ก��%��&��,��+���������������� (black core) 5��/����>���"�# 24-900°c %'���������'���"�#��,� 5-6 �.�. ��/'�� �.<!���������,�/&�
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2626
&��ก����#��'�-�! (sulfur):� ��4�ก��';ก��'�-���� - �! FeS2 %5'�������'�-�� �"5����ก�� 500 mg/g �$��4��,���������/'�� �.<!�������������'�#�/�
��������5�' ��!�5'�! (calcined clay)� ����� (Chamotte, grog) ������/"��ก��/�%'�� ���/&������������$���
�C��������� �$���5���$��������"�#ก���%��# �&���5#&��#���������� '�ก�%�ก��� �$���5����� - �"�������'�#�/�
� ���������/�����.� (����,�ก�"�������������,� �/� ��"����������/���� 1180-1200°c ��-"��%'���,� /&�ก�����������EF� �"���3��5#&��#���#"���"�ก��+��( %'��,� �/���ก5��#��� 1250°c
� ���������/������.� (��&(# 1300-1500°c 4+# �"�ก��ก��������ก�'�#4�ก����,� /&�����������EF�%'��/������.� (����,�ก�"� 4+# �"�ก��ก�����������'�#�/���ก
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2727
�����#ก��"���"�% (Alkali bearing minerals)
� $���(��#%"���-E���� �ก�� ��4��("��(��#�ก'�����'�'����,� �� ��"��$%�&�������'�-� ���������'�-�
�������5'� �!� '�4��&�ก������5����� - (vitrification temp.)� �����ก�� Al2O3 %'� SiO2 4��'����������.� (����,� &��ก����'
5� '�!������'�������4�ก'���3������%ก��� �"��5��������� 4+#'�5������������������� %'�'�5���%�;#%#�'�#%��# (dry strength) ��#��������
� '�'����,� �� �"����/&�����������%'���,��5'���
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2828
���=��� ��,
Fireclays: kaolinitesecondary clays with fine impurity
Stoneware clay: highly plastic buff or brown it contains natural fluxes as impurity
Bentonite: smectite group or montmorillonite,��5�����������ก 4+#��ก����'#����������EF���� �"��5��������� �"�ก�� 1% %'��,�������EF���5���%�;#%#ก"���/�&(#
Pyrophyllite : 5'��� talc %�" �"��5��������� 5"�����#5'���������%�"����&"��ก��������,���ก �ก������ Al2O3 28.3%, SiO2 66.7% %'� H2O 5.0% ���/&��������ก������#�$���'�ก������ ����,�H��� --I����%/# --I� �3���&���� -
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 2929
Feldspar and other fluxs� Flux: low fusion temp. (alkali or alkaline earth)� Fine (55% of materials is less than 10µm)
Feldspars:• Potash feldspar (orthoclase) : K2O.Al2O3.6SiO2•Soda feldspar (Albite): Na2O.Al2O3.6SiO2 �low vitrification temp. อาจทําใหผลิตภณัฑเสยีรุปขณะเผา•Lime feldspar (Anorthite): CaO.Al2O3.2SiO2•Barium feldspar (Celsian): BaO.Al2O3.2SiO2
Cornish Stone: ไมเปน flux ที่รุนแรงเนื่องจากมีปริมาณอัลคาไลนนอย มักประกอบดวย kaolin กับ feldspar มักมีสิง่เจือปนมาก เชน CaF2 และอาจจะทําใหเกิดสหีลังเผา
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3030
Bone ash : ใชสําหรบัผสมในเนื้อ bone china ทําใหเนื้อมีความโปรงแสง เนื่องจากเปน calcium phosphate เมื่อหลอมรวมกับ china clay เกิดเปน CaO.Al2O3.2SiO2 ทําใหโปรงแสง โดยการเผากระดกูวัวควายที่ 900°c ปริมาณของอินทรียสารทีเ่หลืออยูหลังจากเผาไปจะมีผลตอความเหนยีว ถามีปริมาณอินทรียสารเหลืออยูมากจะทําใหเกิดการบวม ดงันั้นจึงควรเชค็ปรมิาณของอินทรียสารที่มีอยูประมาณ 1.8-2.0%
Talc: magnesium silicate and a member of the smectite or montmorillonite group.
3MgO.4SiO2.H2O
Cordierite (2MgO.2Al2O3.5SiO2)
High temp.
Low thermal expansion� excellent thermal shock resistance
BUT a narrow firing range and easily distort on firingReduce moisture expansion of the body� delayed crazing
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3131
Limestone: almost used for wall tile Low moisture expansion
Lime used at about 10-12% � reduces the amount of glassy phase during firing
Lithium-containing minerals: Lepidolite, Spodumene or petalite�low thermal expansion.
Micas and illites: เชน Potash mica (K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O) ลดความทนไฟและ illites (or hydrous micas)
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3232
Silica� ����0� earthenware ��SiO2 � ��,� 72-76% ;, �(/�!��'���&� free silica (flint
or sand) 35%� ��'��!��4������ thermal expansion 3!� ��0�����12�����ก����������� ��(�ก���
����� �ก�!�����<� ��=��ก��ก����ก���������� � ������������/����������ก!��'������0�����12�� ��ก�������ก!��'�� ��������$� ��� silica ��(�� !��� � flint (water+interstitial amorphous
silica) �� �'�(/#�� cristobalite ��>���3��� flint (/<��/��ก�����!� chalk ก!���?����3����� calcinationก!��$� 1100°c <� �#�! organic ��/$?�������!���,0�
� ��������$� �� !��� ���� sand (/��SiO2 > 99% ��(/�� Fe2O3, TiO2 � ?� ��/�������������ก
� Non-crystalline form of silica: fused silica (cooled the molten mass) ��ก����������� ��(�ก�������� ?� ��/<� ����$�#@
� Silica $� �� !�� body (/$?����ก���������� ��,0� (crystalline form)��! silica $� �� !������(/�� !��� ���� amorphous $?����ก�������������
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3333
Inversion and conversion of silica
�� Quartz (stable form up to 870Quartz (stable form up to 870°°c)c)�� TridymiteTridymite�� CristobaliteCristobalite
Atoms are less closely packed than in quartz� Lower specific gravity, form at high temp.
Quartz s.g. 2.65Tridymite s.g. 2.32Cristobalite s.g. 2.28
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3434
α-quartz β-quartz β2-Tridymite
β1-Tridymite
α-Tridymite
β-Cristobalite
α-Cristobalite
573°C 870°C 1470°C
163°C
117°C
220-280°C
α� β Quartz Vol. expansion 1.0%α� β Cristobalite Vol. expansion 3%α� β1 Tridymite Vol. expansion 0.3%
Size change : ทําใหเกิดการแตกราวขณะเผา ถาเผาผานอุณหภูมิที่มีการเปลี่ยน phase เร็วเกินไป
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3535
Cristobalite squeeze�� αα--ββ cristobalitecristobalite inversioninversion I�#ก�ก�%�ก����#�5'���I�#ก�ก�%�ก����#�5'���
bisque
Unfired glaze
bisque
Body expands at 220°C(α-β cristobalite inversion)
bisque
Glaze melts and flows to cover body
bisque
Glaze solidified on cooling
bisque
Glaze in compression
Body contractsDue to β-α cristobalite
inversion
heat
heat
coolcool
<220°C
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3636
Alumina
�� As a filler instead of silicaAs a filler instead of silica�� Lower thermal expansion than crystalline Lower thermal expansion than crystalline
silica silica �� �.��/��,�7�ก����ก���.��/��,�7�ก����ก�� silica silica 4� ��4� �� silicatesilicate--aluminatealuminate
glass (high thermal expansion) glass (high thermal expansion) ��44��,�����ก����44��,�����ก��5���%�ก�"�#�����#4�กก����������� �"��"�ก�����"�#%ก��%'�5���%�ก�"�#�����#4�กก����������� �"��"�ก�����"�#%ก��%'�silica silica �,�����ก��ก�%�ก��� ���,�����ก��ก�%�ก��� ��
�� Alumina Alumina �����("��(�����("��( bauxite bauxite 4���&��#�4�����ก4���&��#�4�����ก
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3737
���5���� ��,
� Plaster of Paris (calcium sulphate hemihydrate) CaSO4.1/2H2O
� CaSO4.2H2O = CaSO4.1/2H2O + 1 ½ H2O gypsum 160°C plaster water
� “Dead-burned” = anhydrous calcium sulphate (CaSO4)� Forms: β-form �����4�ก dry (no stream)
α-form �����4�ก steam treatment� Plaster + water � interlocking mass of gypsum crystals� ���.��,���ก 4��,���� plaster ��5���$�������ก 4+#�,����5���&������ก��(���,���#%����ก ��"� casting
moulds ��&��&"�� 100 plaster/80 water %'� flatware moulds ��&��&"�� 100 plaster/70 water
� 5�.&�������# plaster 4���ก��'����%'# �� �+����("ก��ก��ก;��ก6� ก�/&�%'�ก���;������# plaster
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3838
Glaze raw materials
Basic oxides:� K2O: pearl ash (K2CO3)
Potassium nitrate (KNO3)Potash feldspar (K2O.Al2O3.6SiO2)
� Na2O: Soda ash (Na2CO3)Borax (Na2B4O7.10H2O)Soda feldspar (Na2O.Al2O3.6SiO2)
� CaO:Whiting (CaCO3)Fluorspar (CaF2)Colemanite (2CaO.3B2O3.5H2O)
� BaO:Witherite (BaCO3) or barytes (BaSO4)� PbO:White lead (2PbCO3.Pb(OH)2)
Red lead (Pb3O4)
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 3939
Glaze raw materials
Amphoteric oxide� Al2O3: China clay (Al2O3.2SiO2.2H2O)
Bauxite (Al2O3.2H2O)FeldsparNepheline syenite (K2O/Na2O &(#)
Acidic oxides� SiO2: quartz, sand, flint, clay, feldspar� B2O3: Borax (Na2B4O7.10H2O)
H3BO3 boric oxideColemanite (2CaO.3B2O3.5H2O)
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 4040
Colours: colouring agents and stains
�� Colored bodiesColored bodies�� Colored slips (Colored slips (engobesengobes))�� UnderUnder--glazeglaze�� InIn--glazeglaze�� OnOn--glazeglaze
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 4141
Colouring agents and stains
Example� Cobalt: blue� Chrome: Cr2O3 dark green
K2Cr2O7 bright orange� Cadmium and Selenium colours:Yellow orange and red
colours� Gold: AuCl3� Zirconium-based stains:green
ZrO2 + V = blueZrO2 + Mn2O = greyZrO2+chromium fluoride = greenZrO2 + terbium fluoride = yellow
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 4242
���5����� ���B����=�����#���)��� 1��� (organic binder)
� &�������!���5��������� &�����/�%'��&'�������������.� (�����. 400-500°c ������# �"�,�7�ก����ก���������� ���'�#ก��/�
� &�������!�������'�'����,� �� ���ก�������������/&���,� $���5���������("���#���/&������������������,��5'����,����'����� �"�ก��ก����"� Dextrin, gum arabic, lignin extract, methyl cellulose, starch
� &�������!������� �"'�'����,� /&�ก��������������+��(������8����/#%��#����%#���&(# ���������������� �"��5��������� ��"� cellulose acetate, methyl ethyl cellulose, tannic acid, ceresin wax
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 4343
���� ���B����$"�" ��)��� 1����"#�������%
� ���# �"�,�'����������� �"��7�ก�����3�����'��'�'���'�#�/�� �"�����"�#����3�(��ก�J�'�#�/� ��%ก"� Oil� Paraffin emulsion, wax emulsion� Cellulose acetate &,�����+��(�����8����5������%'�%#���&(#� Badilla �3�ก����,�4�ก%�ก���������'��ก��4' /&������������ ก'�"�&������ ���/&�������������(��������/# �"'�'����,� ��"� magnesium
stearate, zinc stearate, barium stearate, aluminiumstearate
Whitewares Whitewares S.T.RattanachanS.T.Rattanachan Raw MaterialsRaw Materials 4444
�2�5��������
� &"���ก��������"� ��� ��/'��"�# �"�5�.&�������#ก�� �$��#��� : Al2O3,SiO2, Na2O and K2O, CaO, Fe2O3