Robert Couse-Baker / Flickr
Ahogy egy kemence éget és lehűl, a hőmérséklet változásai mély változásokat okoznak az agyagban. Az agyag ebből a lágy, teljesen törékeny anyagból egy olyan anyaggá alakul, amely sziklakemény, víz-, szél- és időhatálatlan. A változás teljes metamorfózisában szinte misztikus, és úgy tekinthetjük, ha nem lenne ilyen gyakori.
-
Légköri szárítás
Amikor a fazekasságot a kemencébe helyezik, szinte mindig csontszáraz. Az agyag részecskék közötti terekben azonban továbbra is víz van csapdában.
Ahogy az agyag lassan hevül, ez a víz elpárolog az agyagból. Ha az agyagot túl gyorsan hevítik, akkor a víz közvetlenül az agyagtest belsejében gőzzé válik, és robbanásszerűen megnő az edény.
Mire eléri a víz forráspontját (212 F és 100 ° C a tenger szintjén), az összes légköri víznek el kellett párolognia az agyagtestből. Ez az agyag tömörülését és minimális zsugorodást eredményez.
-
Leégett a szén és a kén
Az összes agyagtest tartalmaz bizonyos mértékű szént, szerves anyagokat és ként. Ezek 572 F és 1470 F (300 ° C és 800 ° C) között égnek. Ha ezek valamilyen okból - például a kemence rossz szellőztetése miatt - nem képesek kiégni az agyagtestből, akkor szénhullám lép fel. Ez jelentősen gyengíti az agyag testet.
-
A kémiailag kombinált vizet meghajtják
Az agy jellemezhető úgy, mint egy alumínium-oxid-molekula és két szilícium-dioxid-molekula, amelyek két vízmolekulával vannak kötve. Az agyag még a légköri víz eltűnése után is tartalmaz körülbelül 14 tömeg% kémiailag kötött vizet. A fazék lényegesen könnyebb lesz, de fizikai zsugorodás nélkül.
Ez a kémiailag kombinált vízkötés melegítéskor meglazul. A szén és a kén átfedésével a kémiailag kötött víz 660 F és 1470 F (350 ° C és 800 ° C) között távozik az agyagtestből. Ha a víz melegszik túl gyorsan, ez ismét robbanásveszélyes gőzképződést okozhat az agyagtestben. Mindezeknek a változásoknak (és többeknek) köszönhetően a tüzelési ütemtervnek lehetővé kell tennie a hő lassú felhalmozódását.
-
Kvarc-inverzió fordul elő
A fazekasok szilícium-dioxidnak hívják, de a szilícium-oxidot kvarcnak is nevezik. A kvarc kristályszerkezete megváltozik, meghatározott hőmérsékleten. Ezeket a változásokat inverziónak nevezik. Az egyik ilyen inverzió 1060 F (573 ° C) hőmérsékleten történik.
A kristályos szerkezet változása miatt a kerámia melegítés közben 2% -kal növekszik, és lehűléskor elveszíti ezt a 2% -ot. A ruházat törékeny ezen kvarc-inverzió alatt, és a kemence hőmérsékletét lassan kell emelni (és később lehűteni) a változás révén.
-
Szinterezés
Mielőtt az üveggyártó oxidok megolvadnának, az agyag részecskék már megtapadnak egymással. Körülbelül 1650 F (900 ° C) hőmérsékleten kezdve az agyag részecskék megolvadnak. Ezt a cementálási folyamatot szinterelésnek nevezik. A kerámia szinterezése után már nem valóban agyag, hanem kerámia anyaggé vált.
A kekszégetést általában körülbelül 1745 ° F (945 ° C) hőmérsékleten hajtják végre, miután az edények szintereződtek, de még mindig porózus és még nem üveges. Ez lehetővé teszi a nedves, nyers mázoknak a kerámia tapadását anélkül, hogy szétesne.
-
Szőrtelenítés és érettség
Az agyagtest érése egyensúlyt teremt a test üvegezése között, hogy keménységet és tartósságot érjünk el, és annyira olyan üvegesítéssel, hogy az edények deformálódni kezdnek, összeesnek, vagy akár pocsolya lesznek a kemencepolcon.
A vitrifikáció egy fokozatos folyamat, amelynek során az enyhén megolvadó anyagok ezt megteszik. Feloldódnak és kitöltik a tűzálló részecskék közötti tereket. Az olvasztott anyagok elősegítik a további olvadást, valamint az agyagtest tömörítését és megerősítését.
Ugyancsak ebben a szakaszban alakul ki a mullit (alumínium-szilikát). Ezek hosszú, tűszerű kristályok, amelyek kötőanyagként szolgálnak, kötődve és még tovább erősítve az agyagtestet.
-
Érési hőmérsékletek
Az agyag hőmérséklete óriási különbséget okoz. Az egyik hőmérsékleten égetett agyag lehet puha és porózus, míg a magasabb hőmérsékleten égetett agyag kemény és vízhatlan lehet.
Szükséges azt is megjegyezni, hogy a különböző agyagok különböző összetételüktől függően különböző hőmérsékleten érik magukat. A vörös kerámia nagy mennyiségű vasat tartalmaz, amely fluxusként működik. Egy fajanszos agyagtest kb. 1830 F (1000 ° C) hőmérsékleten égethető és 2280 F (1250 C) hőmérsékleten megolvadhat. Másrészről, a tiszta kaolinból készült porcelántest előfordulhat, hogy körülbelül 2500 F (1390 ° C) hőmérsékleten érlelődik, és csak 1800 C hőmérsékleten megolvad.
-
Hűtés közben
Van egy másik esemény, amelyen az agyag megy keresztül, miközben lehűl. Ez a krisztobalit - a szilícium-dioxid kristályos formája - hirtelen zsugorodása, miközben 420 F (220 ° C) hőmérsékleten lehűl. A krisztobalit megtalálható az összes agyagtestben, ezért ügyelni kell a kemence lassú lehűtésére, miközben ezen kritikus hőmérsékleten mozog. Ellenkező esetben a fazekakban repedések alakulnak ki.
