tagphoto / Getty Images
По мере того, как печь разжигается и остывает, изменения температуры вызывают некоторые глубокие изменения в глине. Глина превращается из этого мягкого, абсолютно хрупкого вещества в твердое, как камень, непроницаемое для воды, ветра и времени. Это изменение почти мистично в своей полной метаморфозе и могло бы считаться таковым, если бы оно не было таким обычным.
-
Атмосферная сушка
Когда керамика помещается в печь, она почти всегда остается сухой. Однако в промежутках между частицами глины все еще остается вода.
Когда глина медленно нагревается, эта вода испаряется из глины. Если глина нагревается слишком быстро, вода превратится в пар прямо внутри глиняного тела, расширяясь, оказывая взрывное воздействие на горшок.
К тому времени, когда будет достигнута точка кипения воды (212 F и 100 C на уровне моря), вся атмосферная вода должна испариться из глиняного тела. Это приведет к уплотнению глины и минимальной усадке.
-
Выжигание углерода и серы
Все глиняные тела содержат некоторое количество углерода, органических материалов и серы. Они горят 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 выгореть из глиняного тела, произойдет образование углеродного керна. Это значительно ослабит глиняное тело.
-
Химически объединенная вода отводится
Глина может быть охарактеризована как одна молекула оксида алюминия и две молекулы диоксида кремния, связанные с двумя молекулами воды. Даже после того, как атмосферная вода исчезнет, глина по-прежнему содержит около 14 процентов химически связанной воды по весу. Горшок будет значительно легче, но без физической усадки.
Эта химически связанная вода ослабляется при нагревании. Перекрывая выгорание углерода и серы, химически связанная вода выходит из глиняного тела при температуре от 660 F до 1470 F (от 350 C до 800 C). Если вода нагревается слишком быстро, это снова может вызвать взрывное образование пара внутри глиняного тела. Именно из-за всех этих изменений (и других) график обжига должен учитывать медленное накопление тепла.
-
Происходит инверсия кварца
Гончары называют его 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 температуре 1060 F (573 ° C).
Изменение кристаллической структуры приведет к тому, что керамика увеличится в размере на 2 процента при нагревании и потеряет эти 2 процента при охлаждении. Посуда становится хрупкой во время этой инверсии кварца, и температура в печи должна повышаться (а позже охлаждаться) посредством изменения.
-
Спекание
Еще до того, как оксиды стекла 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 спекания керамика перестала быть глиной, а превратилась в керамический материал.
Бисквитный обжиг обычно проводят при температуре около 1730 F (945 C) после того, как посуда спечена, но все еще остается пористой и еще не остеклованной. Это позволяет влажной, сырой глазури прилипать к керамике, не разрушаясь.
-
Стеклование и зрелость
Созревание глиняного тела - это баланс между стеклованием тела для придания твердости и прочности, и таким большим стеклованием, что посуда начинает деформироваться, оседать или даже лужу на полке печи.
Стеклование - это постепенный процесс, в ходе которого плавятся наиболее легко плавящиеся материалы. Они растворяются и заполняют промежутки 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 больше связывая и укрепляя глиняное тело.
-
Температура созревания
Температура, при которой обжигается глина, имеет огромное значение. Глина, обожженная при одной температуре, может быть мягкой и пористой, в то время как та же самая глина, обожженная при более высокой температуре, может быть твердой и непроницаемой.
Также обязательно отметить, что разные глины созревают при разных температурах, в зависимости от их состава. В красной глиняной посуде содержится большое количество железа, которое действует как флюс. Тело глиняной посуды может гореть до зрелости при температуре около 1830 F (1000 C) и может плавиться при 2280 F (1250 C). С другой стороны, фарфоровое тело, сделанное из чистого каолина, может не созревать примерно до 2500 F (1390 C) и не плавиться до 3270 F (1800 C).
-
Во время охлаждения
Есть еще одно событие, через которое глина проходит, когда остывает. Это внезапная усадка кристобалита - кристаллической формы кремнезема - при его охлаждении выше 420 F (220 C). Кристобалит содержится во всех глиняных телах, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы печь медленно охлаждалась, когда она проходит через эту критическую температуру. В противном случае на горшках появятся трещины.