Ôxít sắt (III)

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Sắt (III) oxit (công thức Fe₂O₃) là một ôxít của sắt. Nó có phân tử gam 160 g/mol, hệ số giãn nở nhiệt 12,5.10 ^-6 /°C, nhiệt độ nóng chảy 1565°C.

Về mặt hoá học, ôxít sắt cũng thuộc nhóm ôxít lưỡng tính như nhôm ôxít. Fe₂O₃ không phải là một ôxít dễ chảy, nó là một ôxít khó chảy. Fe₂O₃ là dạng phổ biến nhất của ôxít sắt tự nhiên. ngoài ra có thể lấy chất này từ đất sét màu đỏ.

[sửa] Trong vật liệu gốm

Các hợp chất sắt là các chất tạo màu phổ biến nhất trong nghành ceramic. Sắt có thể biểu hiện khác biệt tùy thuộc môi trường lò, nhiệt độ nung, thời gian nung và tùy theo thành phần hoá học của men. Do đó có thể nói nó là một trong những nguyên liệu lý thú nhất.

Trong môi trường nung khử, Fe₂O₃ dễ dàng bị khử (do cacbon hay các hợp chất lưu huỳnh trong nguyên liệu, trong môi trường lò) thành FeO và trở thành chất chảy. Nếu muốn giữ được ôxít sắt ba, từ 700–900°C, môi trường nung phải là ôxy hoá. Trong môi trường nung ôxy hoá, nó vẫn là Fe₂O₃ và cho màu men từ hổ phách (amber) đến vàng nếu hàm lượng tối đa trong men là 4% (rõ rệt hơn nếu men có ôxít chì và calcia), cho men màu da rám nắng (tan) nếu hàm lượng khoảng 6% và cho màu nâu nếu hàm lượng Fe₂O₃ cao hơn.

Màu đỏ của ôxít sắt ba có thể biến đổi trên một khoảng rộng trong khoảng nhiệt độ nung thấp dưới 1050⁰C. Nếu nung thấp thì có màu cam sáng. Nhiệt độ tăng màu sẽ chuyển sang đỏ sáng rồi đỏ sậm và cuối cùng là nâu. Chuyển biến từ đỏ sang nâu xảy ra đột ngột trên một khoảng nhiệt độ hẹp, cần lưu ý.

Hầu hết các loại men sẽ có độ hoà tan ôxít sắt ba khi nung chảy cao hơn khi ở trạng thái rắn do đó sẽ có ôxít sắt kết tinh trong men khi làm nguội, môi trường ôxy hoá hay khử. Men có hàm lượng chất chảy cao, điểm nóng chảy thấp sẽ hoà tan được nhiều sắt hơn.

Kẽm làm xấu màu của sắt. Titan và rutile với sắt có thể tạo hiệu quả đốm hay vệt màu rất đẹp. Trong men khử (reduction glaze) có Fe₂O₃, men sẽ có màu từ turquoise đến apple green (khi men có hàm lượng soda cao, có ôxít bo). Trong men canxia, Fe₂O₃ có khuynh hướng cho màu vàng. Trong men kiềm cho màu từ vàng rơm (straw yellow) đến vàng nâu (yellow brown). Men chì nung thấp, men kali và natri có màu đỏ khi thêm Fe₂O₃ (không có sự hiện diện của bari).

Fe₃O₄ (ôxít sắt từ) là hỗn hợp của Fe₂O₃ và FeO, kết quả của phản ứng chuyển đổi không hoàn toàn hay có thể là dạng khoáng vật kết tinh tự nhiên, cho màu nâu. Dạng sau dùng để tạo đốm nâu li ti (specking) trong men.

Ngoài chức năng tạo màu, thêm Fe₂O₃ vào men giúp giảm rạn men (nếu hàm lượng sử dụng dưới 2%).