Steuerung der Oxidations- und Reduktionsatmosphäre beim Brennen von Keramik
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Beim Brennen von Keramik im Ofen sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Die Begriffe Oxidation und Reduktion beziehen sich auf den Sauerstoffgehalt der Ofenatmosphäre während des Brennens. Eine Oxidationsatmosphäre bietet ausreichend Sauerstoff für die Verbrennung des Brennstoffs.
Eine Reduktionsatmosphäre entsteht, wenn die Menge des verfügbaren Sauerstoffs reduziert wird. Das klingt vielleicht nicht nach Dingen, die Ihre Keramik beeinträchtigen, kann es aber. Der Oxidationsprozess kann beispielsweise die Farbe der von Ihnen gewählten Glasuren oder Farben verändern. Der Reduktionsprozess, bei dem Sauerstoff aus der Ofenatmosphäre und der Keramik entzogen wird, kann die Textur des Tons verändern. Informieren Sie sich über die Vorgänge in Ihrem Ofen, bevor Sie Ihr nächstes Projekt brennen.
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Grundlagen der Oxidation
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Bei ausreichender Erhitzung oxidieren viele Stoffe, sofern freier Sauerstoff vorhanden ist. Flüchtige Bestandteile von Verbindungen und Molekülen lösen sich, und der freie Sauerstoff lagert sich an die verbleibenden Stoffe an, wodurch Oxide entstehen. Dieser Prozess wird Oxidation genannt.
Beim Brennen eines Töpferofens wandeln sich die Materialien normalerweise in ihre Oxidformen um. Beispielsweise löst sich beim Brennen von Kupfercarbonat der Kohlenstoff und verbrennt. Sobald die Kupfer-Kohlenstoff-Bindung aufgebrochen ist, strömt verfügbarer Sauerstoff ein und bindet sich an das Kupfer, wodurch Kupferoxid entsteht.
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Neutrale Atmosphären
Wenn sich ein Ofen nicht im Reduktionsbetrieb befindet und ausreichend Sauerstoff für einen effizienten Brennstoffverbrauch, aber nicht im Überfluss vorhanden ist, gilt die Atmosphäre des Ofens als neutral. Bei Elektroöfen herrscht im Allgemeinen entweder eine neutrale oder leicht oxidierende Atmosphäre.
Viele Töpfer fragen sich, ob es überhaupt eine wirklich neutrale Atmosphäre gibt. Ihr Hauptargument ist, dass im Ofen genügend Sauerstoff vorhanden ist, damit die Glasur und die Tonmasse oxidieren.
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Grundlagen der Reduktion
Feuer benötigt Sauerstoff zum Brennen. Bei Sauerstoffmangel verbrennt der Brennstoff nicht vollständig und die Ofenatmosphäre füllt sich mit freiem Kohlenstoff. Die freien Kohlenstoffatome greifen aggressiv nach allen Sauerstoffatomen, die sie finden können.
Kohlenstoffatome sind so sauerstoffhungrig, dass sie Molekülbindungen aufbrechen können. Der Kohlenstoff raubt dem Ton und den Glasurmaterialien buchstäblich den Sauerstoff.
Wenn der Kohlenstoff den Sauerstoffgehalt in den Ton- und Glasurmolekülen reduziert, können sich die Farben und Texturen der Tone und Glasuren verändern. Diese Veränderungen können manchmal ziemlich drastisch sein.
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Oxidation und Reduktion im Hinblick auf Brennpläne
Elektroöfen befinden sich naturgemäß in einer oxidativen oder neutralen Atmosphäre. Bei Brennstofföfen muss jedoch darauf geachtet werden, dass der Ofen erst im letzten Teil des Brennvorgangs, üblicherweise in der letzten halben bis anderthalb Stunden, in die Reduktionsphase übergeht.
Wenn die Reduktionstemperatur in einem Ofen zu niedrig ist, kann es zu Ton- und Glasurfehlern kommen, darunter Aufblähungen und Kohlenstoffriefen .
