Zinnverglasung - Tin-glazing

Französische Fayence , aus Lunéville

Zinn-Verglasung ist der Prozess des Gebens Zinn-glasierte Keramik Artikel eine Keramikglasur , die weiß, glänzend und opak, die normalerweise auf rot oder Schwabbelscheibe angewendet wird Steingut . Zinnglasur ist eine einfache Bleiglasur mit einer kleinen Menge Zinnoxid. Die Opazität und Weißheit der Zinnglasur fördern ihre häufige Dekoration. Historisch gesehen geschieht dies meist vor dem Einzelbrand, wenn die Farben in die Glasur übergehen , aber seit dem 17 . Majolika , Maiolika , Delfter und Fayence gehören zu den Begriffen, die für gebräuchliche Arten von zinnglasierter Keramik verwendet werden .

Eine Alternative ist die Bleiglasur , bei der die Grundglasur transparent ist; einige Arten von Keramik verwenden beide. Wenn die Teile jedoch nur mit Blei glasiert werden, wird die Glasur beim Brennen flüssig und kann verlaufen oder sich sammeln. Auf die Glasur gemalte Farben können auch verlaufen oder verschwimmen. Zinnverglasung vermeidet diese Probleme.

Die Technik stammt aus dem Nahen Osten und erreichte Europa im späten Mittelalter , mit einem Höhepunkt in der italienischen Renaissance- Maiolica . Es wurde nie in ostasiatischer Keramik verwendet. Zinnoxid wird in Glasuren sowohl als Trübungsmittel als auch als weißer Farbstoff noch immer geschätzt . Zinnoxid wird seit langem verwendet, um eine weiße, opake und glänzende Glasur herzustellen. Neben einem Trübungsmittel findet Zinnoxid auch als Farbstabilisator in einigen Pigmenten und Glasuren Verwendung. Geringe Mengen werden auch in den leitenden Phasen in einigen elektrischen Porzellanglasuren verwendet.

Geschichte

Chinesische weiße Porzellanschale , nicht zinnglasiert (links), im Iran gefunden , und irakische, zinnglasierte Steingutschale (rechts), die im Irak gefunden wurde , beide vom 9. bis 10. Jahrhundert, ein Beispiel für chinesische Einflüsse auf die islamische Keramik . Britisches Museum .

Die früheste Zinn-glasierte Keramik erscheint in gemacht worden Abbasiden Irak (750-1258 AD) / Mesopotamien im 8.en Jahrhundert, Fragmente während des Ersten Weltkrieges aus dem Palast von ausgegraben worden Samarra etwa 50 Meilen nördlich von Bagdad . Von Mesopotamien, Glasuren Zinn Ausbreitung der islamischen Ägypten (868-905 AD) im 10. Jahrhundert, und dann auf andalusische Spanien (711-1492 AD), was zur maximalen Entwicklung der islamischen Lüsterfarbe .

Die Geschichte der Zinnglasuren in der islamischen Welt ist umstritten. Ein möglicher Grund für die frühere Produktion von Zinn-glasierte Ware könnte zwischen dem für den Handel zurückzuführen Abbasidenreich ab und alten China vom 8. bis 9. Jahrhundert, die sich in Nachahmung der weißen chinesischen Steingut von lokalen islamischen Keramiker. Ein anderer könnte eher die lokale Glasurherstellung als ein ausländischer Einfluss sein, unterstützt durch die Ähnlichkeit zwischen den chemischen und mikrostrukturellen Merkmalen der vorislamischen weißen undurchsichtigen Glasuren und denen der ersten zinngedeckten Waren

Niederländische Delfter Zinnglasierte Fliese

Aus dem Nahen Osten verbreitete sich Zinnglasur über die islamische Welt bis nach Spanien . Im 13. Jahrhundert erreichten Zinnglasuren Italien , wo der früheste Hinweis auf ihre Verwendung in den 1330er Jahren erfolgt, was zur Entstehung der italienischen Maiolica führte . Unter anderem verwendete Luca della Robbia , um 1400 in Florenz geboren, Zinnoxid als Trübungsmittel in Glasuren. Töpfer begannen mit Metalloxiden wie Kobaltoxid polychrome Malereien auf die weiße opake Oberfläche zu zeichnen und Lüster herzustellen . Der cremefarbene gebrannte Körper von Delfter und englischer Majolika wurde durch Auftragen einer Glasur, die durch Zugabe von Zinnoxid getrübt und weiß gefärbt wurde, weiß erscheinen und damit das Aussehen von chinesischem Porzellan nachahmen.

Gegen Ende des 18. Jahrhunderts wurde die Senkung der Preise von Porzellan , und die neue englische creamwares und verwandte Arten, stärker, leichter und oft billiger als traditionelle Tonwaren, schlagen die Produktion von Zinn-glasierte Waren sehr hart, und die Produktion von „nützlichen“ eher als dekorative Waren fast aufgehört, so dass "um 1850 die Industrie in Frankreich fast ausgestorben war". 1947 schrieb Arthur Lane, es sei „nur noch an wenigen Orten [made in Europe], um Touristen mit Souvenirs zu versorgen“.

Herstellungsverfahren und Farben

Obwohl sich die Rezeptur von Zinnglasuren an verschiedenen Orten und Epochen unterscheiden kann, ist der Herstellungsprozess von Zinnglasuren ähnlich. In der Regel werden bei der Herstellung von Zinnglasuren im ersten Schritt Zinn und Blei zu Oxiden vermischt, die dann einer Glasurmatrix (z. B. Alkali-Silikat-Glasur) zugesetzt und erhitzt werden. Nach dem Abkühlen der Mischung kristallisiert das Zinnoxid wie oben erwähnt aus und erzeugt daher die sogenannten weißen zinnopazifizierten Glasuren. Außerdem besteht der Körper von mit Zinn getrübten Waren im Allgemeinen aus kalkhaltigen Tonen mit 15-25% CaO, deren Wärmeausdehnungskoeffizient dem von Zinnglasuren nahekommt , wodurch eine Rissbildung während des Brennvorgangs vermieden wird. Auf der anderen Seite führt der in einer oxidierenden Atmosphäre gebrannte kalkhaltige Ton zu einer bräunlichen Farbe, wodurch die Konzentration des verwendeten Zinnoxids verringert wird

Die weiße opake Oberfläche macht Zinnglasur zu einer guten Basis für gemalte Dekorationen. Das Dekor wird in Form von Metalloxiden aufgebracht, am häufigsten Kobaltoxid für Blau, Kupferoxid für Grün, Eisenoxid für Braun, Mangandioxid für Purpurbraun und Antimon für Gelb. Späte italienische Maiolika vermischten Oxide, um detaillierte und realistische polychrome Gemälde zu erzeugen, die als istoriato bezeichnet werden . Diesen Oxiden können moderne Töpfer pulverförmige Keramikfarben hinzufügen, die aus Kombinationen von Oxiden bestehen, manchmal frittiert . Im sechzehnten Jahrhundert ermöglichte die Verwendung von subtilen und gemischten Farben, die nicht stark genug waren, um die opake Glasur zu durchdringen, eine feine Kontrolle der Tonwerte, und das Malen musste daher auf der Glasuroberfläche erfolgen, was dann zu einer üblichen Vorgehensweise wurde der Malerei auf zinnglasierten Waren.

Diese Methode wurde bis ins 18. Jahrhundert angewendet und wird im Englischen oft mit dem französischen Namen grand feu bezeichnet . Die Ware wurde zweimal gebrannt, zuerst nur der Tonkörper, dann noch einmal, nachdem die Glasur und die bemalten Farben hinzugefügt wurden. Die auf die Glasur aufgetragenen Farben vermischen sich beim Brennen (die Technik unterscheidet sich dadurch von der Unterglasurmalerei bei transparenten Glasuren). Der Nachteil war, dass nur eine schmale Gruppe von Pigmenten nach dem Brennen bei den relativ hohen Temperaturen von bis zu 1000 ℃ gute Farben lieferte. Dazu gehörten Kobaltblau , Mangan- Dunkelviolett, Kupfergrün, Antimongelb und die sehr kniffligen Eisenrot- und Brauntöne, die nur einige Töpfer als gutes Rot herstellen konnten.

Im 18. Jahrhundert wurden Aufglasur-Emails wie auf Porzellan verwendet ; diese Technik wird im Englischen oft als petit feu bezeichnet, wenn man von Fayence spricht (der italienische Name ist piccolo fuoco ). Eine viel breitere Farbpalette war möglich, aber nachdem die gebrannten und glasierten Waren bemalt waren, war ein dritter Brand bei einer niedrigeren Temperatur von vielleicht 750 und 850 erforderlich.

In modernen Versionen werden die Töpfergefäße im Keks gebrannt, normalerweise zwischen 900 ℃ und 1000 ℃. Das gebrannte Gefäß in einer Flüssigkeit eingetaucht Glasur - Suspension , die es klebt, wenn sie trocken ist eine glatte und saugfähige Oberfläche. Auf diese Oberfläche werden Farben mit Pinsel aufgetragen, die Farben aus Pulveroxiden, die mit Wasser gemischt werden, bis eine Konsistenz von Aquarellfarbe erreicht wird, manchmal unter Zusatz eines Bindemittels wie Gummi arabicum . Die ungebrannte Glasur absorbiert das Pigment wie ein Fresko , wodurch Fehler schwer korrigiert werden können, aber die brillanten Farben der Oxide beim Brennen erhalten bleiben. Die glasierten und dekorierten Gefäße werden für einen zweiten Brand in den Ofen zurückgebracht, normalerweise zwischen 1000 und 1120 ° C (die höheren Temperaturen, die von modernen Töpfern verwendet werden). Bei glänzender Ware erfolgt ein dritter Brennvorgang bei niedrigerer Temperatur, was eine sorgfältige Kontrolle des Sauerstoffgehalts in der Ofenatmosphäre und daher einen Flammofen erfordert.

Traditionelle Brennöfen waren Holzfeuerungen, bei denen die Töpfe beim Glasur- und Glanzbrand durch Sagars geschützt oder in einem Muffelofen gebrannt werden mussten. Mit Ausnahme derjenigen, die Lusterwaren herstellen, verwenden moderne Zinnglasur-Töpfer elektrische Öfen.

Die Rekristallisation von Zinnoxid während des Brennens belegt die leicht unterschiedlichen Verfahren der verschiedenen Produktionsstätten, da die Kristallgröße, die Verteilung und die Konzentration beeinflusst werden können. Zum Beispiel zeigt die Analyse islamischer Zinnglasuren aus dem 14.

Auch das Zusammenspiel von Glasur und Masse gibt Hinweise auf unterschiedliche Handhabungs- und Brennverfahren. Wie oben erwähnt, wird Zinnglasursuspension auf Biskuit- oder Biskuitkörper aus kalkhaltigem Ton mit hohem Calciumoxidgehalt aufgetragen . Dies könnte aus dem Fehlen von eingeschlossenen Glasurblasen abgeleitet werden. Wenn es auf einen ungebrannten Körper aufgetragen wird, zersetzt sich das Calciumcarbonat und erzeugt Kohlendioxid , dessen Freisetzung aus dem Körper an die Glasur zu eingeschlossenen Blasen in den Glasurschichten führt.

Aktuelle Nutzung und Alternativen

Zinnoxid ist als Trübungsmittel in Sanitärglasuren weit verbreitet. In dieser Anmeldung werden Zusätze von bis zu 6% im gegenwärtigen Gebrauch angegeben. Die Kosten für Zinnoxid stiegen während des Krieges 1914-1918 erheblich und führten zu einer Suche nach billigeren Alternativen. Der erste erfolgreiche Ersatz war Zirkonoxid und später Zirkon . Während Zirkoniumverbindungen nicht so effektiv sind, führte ihr niedriger Preis zu einer allmählichen Zunahme der Popularität mit einer damit verbundenen Reduzierung des Einsatzes von Zinnoxid. Heute findet die Verwendung von Zinnoxid in Glasuren in Verbindung mit Zirkonverbindungen begrenzte Anwendung, obwohl sie im Allgemeinen auf spezielle Niedertemperaturanwendungen und die Verwendung durch Studiotöpfer beschränkt ist. Der Weißgrad, der sich aus der Verwendung von Zirkonoxid ergibt, wurde als klinischer beschrieben als der von Zinnoxid und wird daher in einigen Anwendungen bevorzugt. Die Fabrik Koninklijke Tichelaar Makkum, oder Royal Tichelaar Makkum, mit Sitz in Makkum , Friesland, setzt die Produktion von Delfterware aus zinnglasiertem Steingut fort .

Die Natur der Zinnglasur

Zinndioxid , der Rohstoff für die Zinnglasur.

Für Glasuren wird nur eine Zinnverbindung, Zinn(IV)-oxid Zinndioxid (SnO 2 ), auch Zinnsäure genannt, kommerziell genutzt. Opazität wird in Glasuren durch die Zugabe einer Substanz erzeugt, um einen Teil des einfallenden Lichts zu streuen und zu reflektieren.

Die Opazität der Glasur könnte durch die Partikel bestimmt werden, die sich durch die Glasur ausbreiten, daher wird das Licht von den Partikeln absorbiert und zurückgestreut, bevor es den Keramikkörper erreicht, was zu der undurchsichtigen Glasur führt. Dadurch könnte die Konzentration der absorbierenden oder streuenden Partikel in der Glasur den Grad der Trübung bestimmen. Generell gilt: Je unterschiedlicher der Brechungsindex zwischen den Partikeln und der Glasurmatrix ist, desto größer ist die Opazität. Je näher die Partikelgröße an der Lichtwellenlänge (100-1000 nm für sichtbares Licht ) liegt und je unregelmäßiger die Oberfläche ist, desto größer ist der Grad der Trübung.

Zinnoxid bleibt in der glasartigen Matrix der gebrannten Glasuren in Suspension, und da sich sein hoher Brechungsindex ausreichend von der Matrix unterscheidet, wird das Licht gestreut und erhöht somit die Opazität der Glasur. Der Auflösungsgrad nimmt mit der Brenntemperatur zu und damit die Opazität ab. Obwohl von den anderen Bestandteilen abhängig, ist die Löslichkeit von Zinnoxid in Glasurschmelzen im Allgemeinen gering. Seine Löslichkeit wird durch Na 2 O, K 2 O und B 2 O 3 erhöht und durch CaO, BaO, ZnO, Al 2 O 3 und in begrenztem Maße PbO verringert .

Einige Forschungen zu mittelalterlicher Zinnglasur haben gezeigt, dass die Partikelgröße von Zinnoxid, das als Kassiterit erscheint, etwa mehrere hundert Nanometer beträgt, was dem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts entspricht. In einigen Fällen liegt das Zinnoxid nicht nur als kleine Kristalle vor, sondern auch als Aggregate von Partikeln. Diese Faktoren – der hohe Brechungsindex, die geringe Löslichkeit in Glasuren und die Partikelgröße machen Zinnoxid zu einem hervorragenden Trübungsmittel.

Zu Beginn der Verwendung von Zinnoxid wird es hauptsächlich als Gleitschicht zwischen Glasur und Keramikkörper betrachtet. Dies war aus den SEM- Mikrophotographien einiger früherer islamischer glasierter Keramiken ersichtlich , bei denen die Zinnoxidpartikel an der Grenzfläche konzentriert sind, zusammen mit dem Vorhandensein von Wollastonit , Diopsid und Luftblasen als anderen Trübungsmitteln. Die Mikroanalyse späterer Zinnglasuren zeigt die Verteilung von Zinnoxid durch die Glasuren und nicht nur an der Grenzfläche, was darauf hindeutet, dass Zinnoxid tatsächlich als Trübungsmittel und nicht nur als Oberflächenbeschichtung wirkt .

Blei wird in der Regel mit Zinnoxid in die Glasuren eingebracht. Die Reaktion zwischen Blei und Zinnoxid führt zur Rekristallisation von Zinnoxid und erhöht somit den Trübungsgrad bei zinntrüben Glasuren als bei zinntrübendem Glas. In antiken Glasuren findet man häufig ein hohes PbO/SnO 2 -Verhältnis. Während des Brennprozesses reagiert Bleioxid mit Quarz bei ungefähr 550 °C zu PbSiO 3 , das dann mit Zinnoxid reagiert, um bei einer Temperatur von mehr als 600 °C Blei-Zinn-Oxid (PbSnO 3 ) zu erzeugen. Nach der Bildung von Blei-Zinn-Oxid erfolgt das Schmelzen von PbSiO 3 , PbO und PbSnO 3 bei einer Temperatur im Bereich von 700 bis 750 , was zur Auflösung von PbSnO 3 zu SnO 2 führt . Der Kristallisationsgrad von SnO 2 nimmt mit steigender Temperatur zu. Entweder beim Erhitzen oder beim Abkühlen findet die Rekristallisation statt, bis der Zinnvorrat erschöpft ist. Beim zweiten Aufheizen reagiert Blei in Form von Bleioxid nicht mehr mit Zinnoxid zu Bleisilikat, daher bleibt der rekristallisierte Kassiterit (SnO2) ungelöst und fällt in den Glasuren aus. Die Keimbildungs- und Wachstumsraten der Fällung hängen von Temperatur und Zeit ab. Die Partikelgröße des entstandenen Kassiterits ist auch temperaturabhängig und kleiner als die am Anfang verwendete. Es ist die kleinere Partikelgröße des rekristallisierten SnO 2 in Glasuren, die die Opazität in zinngedeckten Glasuren erhöht. Neben der Erhöhung der Opazität senkt das hohe Bleioxid-Zinnoxid-Verhältnis auch den Schmelzpunkt von Glasuren, was zu einer niedrigeren Brenntemperatur bei der Herstellung führt.

Die Technologie der Zinnverglasung

Analysen und Rezepte

Der früheste Naher Osten tin Glasuren Calcium , Blei und Natriumverbindungen als Flussmittel in Kombination mit dem Siliciumdioxid in Siliciumdioxid. Eine islamische opake weiße Glasur wurde analysiert und wird im Folgenden als Seger-Formel zitiert:

  • PbO=0,32
  • CaO=0,32
  • K 2 O = 0,03
  • Na 2 O = 0,29
  • MgO=0,04
  • Al 2 O 3 = 0,03
  • SiO 2 = 1,73
  • SnO 2 = 0,07

In dieser Rezeptur hilft die Zugabe von Alkali , die Härte der Oberfläche zu erhöhen und auch die Farbe der Glasur zu klären. Bei der Entwicklung von Zinnglasuren weist der signifikante Anteil an Zinnoxid auf seinen bewussten Zusatz als Trübungsmittel hin. Ein Rezept die Verwendung von drei Zutaten Beteiligung wurde in Abul-Qasim Abhandlung aus gegebenen Persien im 14. Jahrhundert: ein glas- Fritte aus Quarz und Kali , ein Blei-Zinn - calx und Brennen von Kalkstein und Quarz. Später, mit der Verbreitung der Zinnglasuren, wurde Blei nach und nach zum Haupthintergrund der Zinnglasuren, obwohl noch ein geringer Anteil Alkali zur Erhöhung der Schmelzbarkeit eingeführt wurde . In alten Archiven wurden keine spezifischen Rezepte gefunden, die auf Zinnglasuren in Spanien anspielen . Neuere Forschungen haben jedoch gezeigt, dass die meisten islamischen weißen Glasuren in Spanien mindestens seit dem 10. Jahrhundert n. Chr. Blei-Silikat-Glasuren mit Zinnoxid als Trübungsmittel waren. Das heißt, es wurden keine alkalischen Glasuren oder bleialkalische Glasuren gefunden. Piccolpasso zeichnete mehrere Glasuren auf, die in den 1550er Jahren in Italien verwendet wurden, alle Variationen von Blei-, Zinn-, Kalk-, Soda- und Kaliglasuren. Es wird angenommen, dass frühe spanische Glasuren ähnlich waren.

Eine Seger-Analyse einer Zinnglasur aus dem frühen 20. Jahrhundert lautet:

  • PbO=0,52
  • CaO=0,16
  • K 2 O = 0,03
  • Na 2 O = 0,29
  • Al 2 O 3 =0,15
  • SiO 2 =2,77
  • SnO 2 =0,23

Ein neueres Rezept ist:

Und ein anderer ist:

Als Glasurfarbe

In Kombination mit Chromverbindungen führt die Zugabe von 0,5 - 1,5% Zinnoxid zu einer Glasur zu einer rosa Farbe, solche Glasuren werden als Chrom-Zinn-Rosa bezeichnet. In Verbindung mit geringen Zugaben von Zinkoxid und Titanoxid kann durch Zugaben von Zinnoxid bis zu 18% zu Bleiglasuren eine seidenmatte oder velinartige Oberfläche erzeugt werden. Die Brenntemperaturen solcher Glasuren sind aufgrund der unterschiedlichen Lösungsgrade der einzelnen Oxide niedrig, im Bereich von 950 – 1000 ℃. Die Menge an Zinnoxid, die für farbige Glasuren verwendet wird, hängt von der Deckkraft des gewählten Chromophors und der Intensität der gewünschten Farbe ab; Wenn eine tiefe Farbe benötigt wird, wird weniger Trübungsmittel benötigt als bei Pastelltönen.

Verweise

Literaturverzeichnis

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Weiterlesen

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Externe Links