Роберт Коус-Бейкер / Flickr
Когда печь нагревается и охлаждается, изменения температуры вызывают глубокие изменения в глине. Глина превращается из этого мягкого, абсолютно хрупкого вещества в твердое, непроницаемое для воды, ветра и времени. Изменение почти мистическое в своей полной метаморфозе и может считаться таковым, если бы оно не было таким распространенным.
-
Атмосферная сушка
Когда керамика помещается в печь, она почти всегда остается сухой. Однако в промежутках между частицами глины все еще остается вода.
Поскольку глина медленно нагревается, эта вода испаряется из глины. Если глина нагревается слишком быстро, вода превращается в пар прямо внутри глиняного тела, расширяясь с взрывным воздействием на горшок.
К тому времени, когда температура кипения воды (212 F и 100 C на уровне моря) будет достигнута, 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 между 572 F и 1470 F (300 C и 800 C). Если по какой-либо причине - например, из-за плохой вентиляции в печи - они не могут выгореть из глиняного тела, произойдет выброс углерода. Это значительно ослабит глиняное тело.
-
Химически комбинированная вода отгоняется
Глину можно охарактеризовать как одну молекулу оксида алюминия и две молекулы оксида кремния, связанные с двумя молекулами воды. Даже после того, как атмосферная вода исчезла, глина все еще содержит около 14 процентов химически связанной воды по весу. Горшок будет значительно легче, но без физической усадки.
Эта химически объединенная водная связь ослабляется при нагревании. Перекрывая сгорание углерода и серы, химически связанная вода выходит из глиняного тела между 660 и 1470 градусов (350 и 800 градусов). Если вода нагревается слишком быстро, это может снова привести к взрывному образованию пара внутри глиняного тела. Именно из-за всех этих изменений (и более) график обжига должен предусматривать медленное наращивание тепла.
-
Происходит кварцевая инверсия
Гончары называют это кремнеземом, 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. Посуда хрупкая во время этой кварцевой инверсии, и температура печи должна медленно подниматься (а затем и охлаждаться) во время изменения.
-
Спекание
Перед тем, как стекловидные оксиды начнут плавиться, частицы глины уже будут прилипать друг к другу. Начиная примерно с 1650 F (900 C), частицы глины начинают плавиться. Этот процесс цементирования называется спеканием. После того, как керамика спеклась, она перестала быть настоящей глиной, а стала керамическим материалом.
Бисквитный обжиг обычно проводится при температуре около 1730 F (945 C) после того, как посуда спеклась, но все еще пористая и еще не остеклована. Это позволяет влажной сырой глазури прилипать к керамике без ее разрушения.
-
Витрификация и зрелость
Созревание глиняного тела - это баланс между остекловыванием тела, чтобы обеспечить твердость и долговечность, и таким большим остекловыванием, что посуда начинает деформироваться, оседать или даже лужиться на полке печи.
Витрификация - это постепенный процесс, при котором материалы, которые плавятся наиболее легко, делают это. Они растворяются и заполняют пространства между более тугоплавкими частицами. Расплавленные материалы способствуют дальнейшему плавлению, а также уплотнению и укреплению глиняного тела.
Также на этой стадии образуется муллит (силикат алюминия). Это длинные игольчатые кристаллы, которые действуют как связующие, еще более укрепляя и укрепляя глиняное тело.
-
Температура созревания
Температура, до которой обжигают глину, имеет огромное значение. Глина, обожженная при одной температуре, может быть мягкой и пористой, тогда как эта 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. Красная глиняная посуда содержит большое количество железа, которое действует как флюс. Глиняное глиняное тело может выстрелить до зрелости при температуре около 1830 F (1000 C) и расплавиться при 2280 F (1250 C). С другой стороны, фарфоровый корпус, изготовленный из чистого каолина, может не созреть до температуры около 2500 F (1390 C) и не расплавиться до температуры более 3270 F (1800 C).
-
Во время охлаждения
Есть еще одно событие, через которое глина проходит по мере охлаждения. Это внезапная усадка кристобалита - кристаллической формы кремнезема - когда он остывает до 420 F (220 C). Кристобалит обнаружен во всех глиняных телах, поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы печь охлаждалась медленно, когда она движется через эту критическую температуру. В противном случае в горшках появятся трещины.
