По мере того, как печь разжигается и остывает, изменения температуры приводят к некоторым глубоким изменениям в глине. Глина переходит из этой мягкой, абсолютно хрупкой субстанции в твердую как камень, непроницаемую для воды, ветра и времени. Изменение почти мистическое в своей полной метаморфозе и могло бы считаться таковым, если бы не было столь распространенным.
-
Содержание
Атмосферная сушка
Когда керамика помещается в печь, она почти всегда абсолютно сухая . Однако в пространстве между частицами глины все еще остается вода.
По мере медленного нагрева глины эта вода испаряется из глины. Если глину нагревать слишком быстро, вода превратится в пар прямо внутри глиняного тела, расширяясь с взрывным эффектом на горшок.
К моменту достижения точки кипения воды (212 F и 100 C на уровне моря) вся атмосферная вода должна испариться из глиняного тела . Это приведет к уплотнению глины и некоторой минимальной усадке.
-
Сжигание углерода и серы
Все глиняные тела содержат некоторое количество углерода, органических материалов и серы. Они сгорают при температуре от 572 F до 1470 F (от 300 C до 800 C). Если по какой-то причине — например, из-за плохой вентиляции в печи — они не могут сгореть в глиняном теле, произойдет образование углеродных кернов . Это значительно ослабит глиняное тело.
-
Химически связанная вода отводится
Глину можно охарактеризовать как одну молекулу оксида алюминия и две молекулы кремния, связанные с двумя молекулами воды. Даже после того, как атмосферная вода ушла, глина все еще содержит около 14 процентов химически связанной воды по весу. Горшок будет значительно легче, но без физической усадки.
Эта химически связанная связь воды ослабевает при нагревании. Перекрывая выгорание углерода и серы, химически связанная вода выходит из глиняного тела между 660 F и 1470 F (350 C и 800 C). Если вода нагревается слишком быстро, это снова может вызвать взрывное образование пара внутри глиняного тела. Именно из-за всех этих изменений (и не только) график обжига должен обеспечивать медленное накопление тепла.
-
Происходит инверсия кварца
Гончары называют его кремнием, но оксид кремния также известен как кварц. Кварц имеет кристаллическую структуру, которая изменяется при определенных температурах. Эти изменения известны как инверсии. Одна такая инверсия происходит при 1060 F (573 C).
Изменение кристаллической структуры фактически приведет к увеличению размера керамики на 2 процента при нагревании и потере этих 2 процентов при охлаждении. Изделия становятся хрупкими во время этой кварцевой инверсии, и температуру в печи необходимо повышать (и затем охлаждать) медленно в ходе изменения.
Перейти к 5 из 8 ниже -
Спекание
Прежде чем оксиды, из которых изготавливается стекло, начнут плавиться, частицы глины уже будут прилипать друг к другу. Начиная примерно с 1650 F (900 C), частицы глины начинают сплавляться. Этот процесс цементирования называется спеканием. После того, как керамика спекается, она уже не является настоящей глиной, а становится керамическим материалом.
Обжиг бисквита обычно производится при температуре около 1730 F (945 C) после того, как керамика спекается, но все еще остается пористой и не остеклованной. Это позволяет влажным, сырым глазурям прилипать к керамике, не разрушаясь.
-
Витрификация и зрелость
Созревание глиняного тела представляет собой баланс между стеклованием тела, придающим ему твердость и долговечность, и настолько сильным стеклованием, что изделие начинает деформироваться, оседать или даже образовывать лужи на полке печи.
Стеклование — это постепенный процесс, в ходе которого наиболее легко плавятся материалы. Они растворяются и заполняют пространство между более тугоплавкими частицами. Расплавленные материалы способствуют дальнейшему плавлению, а также уплотнению и укреплению глиняного тела.
На этом этапе также образуется муллит (алюмосиликат). Это длинные игольчатые кристаллы, которые действуют как связующие, еще больше скрепляя и укрепляя глиняное тело.
-
Температуры созревания
Температура обжига глины имеет огромное значение. Глина, обожженная при одной температуре, может быть мягкой и пористой, в то время как та же глина, обожженная при более высокой температуре, может быть твердой и непроницаемой.
Также необходимо отметить, что разные глины созревают при разных температурах, в зависимости от их состава. Красный глиняный сосуд содержит большое количество железа, которое действует как флюс. Глиняное тело глиняного сосуда может обжигаться до созревания при температуре около 1830 F (1000 C) и плавиться при 2280 F (1250 C). С другой стороны, фарфоровое тело из чистого каолина может не созревать до температуры около 2500 F (1390 C) и не плавиться до температуры выше 3270 F (1800 C).
-
Во время охлаждения
Есть еще одно событие, которое проходит глина по мере охлаждения. Это внезапная усадка кристобалита — кристаллической формы кремния — при охлаждении выше 420 F (220 C). Кристобалит содержится во всех глинистых телах, поэтому необходимо соблюдать осторожность и медленно охлаждать печь по мере прохождения ею этой критической температуры. В противном случае в горшках появятся трещины.