À medida que um forno está queimando e esfriando, as mudanças de temperatura fazem algumas mudanças profundas na argila. A argila passa de uma substância macia e totalmente frágil para uma que é dura como uma rocha, impermeável à água, ao vento e ao tempo. A mudança é quase mística em sua metamorfose completa e poderia ser considerada assim se não fosse tão comum.
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Índice
Secagem atmosférica
Quando a cerâmica é colocada no forno, ela está quase sempre completamente seca . No entanto, ainda há água presa nos espaços entre as partículas de argila.
À medida que a argila é aquecida lentamente, essa água evapora para fora da argila. Se a argila for aquecida muito rapidamente, a água se transformará em vapor bem dentro do corpo da argila, expandindo com um efeito explosivo no pote.
Quando o ponto de ebulição da água (212 F e 100 C ao nível do mar) for atingido, toda a água atmosférica deverá ter evaporado do corpo de argila . Isso resultará na compactação da argila e em alguma contração mínima.
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Queima de carbono e enxofre
Todos os corpos de argila contêm alguma medida de carbono, materiais orgânicos e enxofre. Eles queimam entre 572 F e 1470 F (300 C e 800 C). Se por algum motivo — como ventilação ruim dentro do forno — eles não forem capazes de queimar para fora do corpo de argila, ocorrerá a formação de núcleo de carbono . Isso enfraquecerá consideravelmente o corpo de argila.
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Água quimicamente combinada é expulsa
A argila pode ser caracterizada como sendo uma molécula de alumina e duas moléculas de sílica ligadas a duas moléculas de água. Mesmo depois que a água atmosférica se foi, a argila ainda contém cerca de 14 por cento de água quimicamente ligada em peso. O pote ficará substancialmente mais leve, mas sem encolhimento físico.
A ligação dessa água quimicamente combinada se solta quando aquecida. Sobrepondo a queima de carbono e enxofre, a água quimicamente ligada escapa do corpo de argila entre 660 F e 1470 F (350 C e 800 C). Se a água esquentar muito rápido, ela pode causar novamente a produção explosiva de vapor dentro do corpo de argila. É devido a todas essas mudanças (e mais) que o cronograma de queima deve permitir um acúmulo lento de calor.
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Ocorre inversão de quartzo
Os ceramistas chamam isso de sílica, mas o óxido de sílica também é conhecido como quartzo. O quartzo tem uma estrutura cristalina que muda em temperaturas específicas. Essas mudanças são conhecidas como inversões. Uma dessas inversões ocorre a 1060 F (573 C).
A mudança na estrutura cristalina fará com que a cerâmica aumente de tamanho em 2% durante o aquecimento e perca esses 2% ao esfriar. A louça fica frágil durante essa inversão de quartzo e a temperatura do forno deve ser elevada (e depois resfriada) lentamente durante a mudança.
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Sinterização
Antes que os óxidos de fabricação de vidro comecem a derreter, as partículas de argila já estarão grudadas umas nas outras. Começando em cerca de 1650 F (900 C), as partículas de argila começam a se fundir. Esse processo de cimentação é chamado de sinterização. Depois que a cerâmica é sinterizada, ela não é mais verdadeiramente argila, mas se torna um material cerâmico.
A queima de biscoito é geralmente feita a cerca de 1730 F (945 C) depois que a peça foi sinterizada, mas ainda é porosa e não vitrificada. Isso permite que esmaltes úmidos e crus adiram à cerâmica sem que ela se desintegre.
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Vitrificação e Maturidade
A maturação de um corpo de argila é um equilíbrio entre a vitrificação do corpo para conferir dureza e durabilidade, e tanta vitrificação que a cerâmica começa a deformar, afundar ou até mesmo formar poças na prateleira do forno.
A vitrificação é um processo gradual durante o qual os materiais que derretem mais facilmente o fazem. Eles se dissolvem e preenchem os espaços entre as partículas mais refratárias. Os materiais derretidos promovem mais derretimento, bem como compactam e fortalecem o corpo de argila.
É também durante esse estágio que a mulita (silicato de alumínio) é formada. Esses são cristais longos, semelhantes a agulhas, que agem como ligantes, unindo e fortalecendo ainda mais o corpo de argila.
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Temperaturas de Maturação
A temperatura em que uma argila é queimada faz uma tremenda diferença. Uma argila queimada em uma temperatura pode ser macia e porosa, enquanto essa mesma argila queimada em uma temperatura mais alta pode ser dura e impermeável.
Também é imperativo notar que diferentes argilas amadurecem em diferentes temperaturas, dependendo de sua composição. Uma cerâmica vermelha contém uma grande quantidade de ferro que atua como um fundente. Um corpo de argila de cerâmica pode queimar até a maturidade em cerca de 1830 F (1000 C) e pode derreter a 2280 F (1250 C). Por outro lado, um corpo de porcelana feito de caulim puro pode não amadurecer até cerca de 2500 F (1390 C) e não derreter até mais de 3270 F (1800 C).
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Durante o resfriamento
Há outro evento pelo qual a argila passa ao esfriar. É o encolhimento repentino da cristobalita — uma forma cristalina de sílica — ao esfriar além de 420 F (220 C). A cristobalita é encontrada em todos os corpos de argila, então deve-se tomar cuidado para resfriar o forno lentamente à medida que ele passa por essa temperatura crítica. Caso contrário, os potes desenvolverão rachaduras.