tagphoto / Getty Images
Gdy piec rozpala się i stygnie, zmiany temperatury powodują głębokie zmiany w glinie. Glina przechodzi z tej miękkiej, całkowicie kruchej substancji do twardej jak skała, nieprzepuszczalnej dla wody, wiatru i czasu. Zmiana jest niemal mistyczna w swojej całkowitej metamorfozie i można by ją uznać za taką, gdyby nie była tak powszechna.
-
Suszenie atmosferyczne
Ceramika umieszczona w piecu prawie zawsze wysycha jak kość. Jednak w przestrzeniach między cząstkami gliny nadal znajduje się woda.
Gdy glina jest powoli podgrzewana, ta woda wyparowuje z gliny. Jeśli glina zostanie podgrzana zbyt szybko, woda zamieni się w parę bezpośrednio wewnątrz gliny, rozszerzając się z efektem wybuchowym na garnku.
Zanim osiągnięta zostanie temperatura wrzenia wody (212 F i 100 C na poziomie morza), cała woda atmosferyczna powinna wyparować z gliny. Spowoduje to zbicie gliny i minimalny skurcz.
-
Wypalanie węgla i siarki
Wszystkie ciała gliniaste zawierają pewną ilość węgla, materiałów organicznych i siarki. Te spalają się między 572 F a 1470 F (300 C i 800 C). Jeśli z jakiegoś powodu - takiego jak słaba wentylacja w piecu - nie są one w stanie wypalić się z gliny, wystąpi rdzeń węglowy. To znacznie osłabi gliniane ciało.
-
Odpędzana jest woda połączona chemicznie
Glinę można scharakteryzować jako jedną cząsteczkę tlenku glinu i dwie cząsteczki krzemionki związane z dwiema cząsteczkami wody. Nawet po zniknięciu wody atmosferycznej glina nadal zawiera około 14 procent wody związanej chemicznie. Doniczka będzie znacznie lżejsza, ale bez fizycznego skurczu.
Ta chemicznie związana wiązanie wody rozluźnia się po podgrzaniu. Nakładając się na spalanie węgla i siarki, chemicznie związana woda uchodzi z gliny między 660 F a 1470 F (350 C a 800 C). Jeśli woda nagrzeje się zbyt szybko, może to ponownie spowodować wybuchową produkcję pary wewnątrz gliny. To z powodu tych wszystkich zmian (i nie tylko) harmonogram wypalania musi uwzględniać powolny wzrost temperatury.
-
Następuje odwrócenie kwarcu
Potters nazywają to krzemionką, ale tlenek krzemionki jest również znany jako kwarc. Kwarc ma strukturę krystaliczną, która zmienia się w określonych temperaturach. Te zmiany są znane jako inwersje. Jedna taka inwersja zachodzi w 1060 F (573 C).
Zmiana struktury krystalicznej w rzeczywistości spowoduje, że ceramika zwiększy rozmiar o 2 procent podczas ogrzewania i straci te 2 procent, gdy ostygnie. Wyroby są kruche podczas tego odwracania kwarcu, a temperaturę pieca należy powoli podnosić (a następnie schładzać) w trakcie zmiany.
-
Spiekanie
Zanim tlenki wytwarzające szkło zaczną się topić, cząsteczki gliny będą się już sklejać. Począwszy od około 1650 F (900 C), cząsteczki gliny zaczynają się topić. Ten proces cementowania nazywa się spiekaniem. Po spieczeniu ceramika nie jest już prawdziwą gliną, ale stała się materiałem ceramicznym.
Wypalanie biskwitowe jest zwykle wykonywane w temperaturze około 1730 F (945 C) po spieczeniu naczynia, ale nadal jest porowate i jeszcze nie zeszklone. Dzięki temu mokre, surowe glazury przylegają do ceramiki bez jej rozpadu.
-
Witryfikacja i dojrzałość
Dojrzewanie gliny jest równowagą między zeszkleniem bryły w celu uzyskania twardości i trwałości, a zeszkleniem do tego stopnia, że naczynia zaczynają się deformować, osiadać, a nawet tworzyć kałuże na półce pieca.
Witryfikacja to stopniowy proces, w trakcie którego topią się najłatwiej materiały. Rozpuszczają się i wypełniają przestrzenie między bardziej ogniotrwałymi cząstkami. Stopione materiały sprzyjają dalszemu topieniu, a także zagęszczaniu i wzmacnianiu gliny.
Również na tym etapie powstaje mulit (glinokrzemian). Są to długie, przypominające igły kryształy, które działają jak spoiwo, jeszcze bardziej dziergając i wzmacniając glinkę.
-
Temperatury dojrzewania
Temperatura, do jakiej wypalana jest glina, ma ogromne znaczenie. Glinka wypalana w jednej temperaturze może być miękka i porowata, podczas gdy ta sama glina wypalana w wyższej temperaturze może być twarda i nieprzepuszczalna.
Należy również pamiętać, że różne glinki dojrzewają w różnych temperaturach, w zależności od ich składu. Czerwona ceramika zawiera dużą ilość żelaza, które działa jak topnik. Ciało gliniane gliniane może zapalać się do dojrzałości w temperaturze około 1830 F (1000 C) i może topić się w 2280 F (1250 C). Z drugiej strony korpus porcelanowy wykonany z czystego kaolinu może nie dojrzeć do około 2500 F (1390 C) i nie stopić się do ponad 3270 F (1800 C).
-
Podczas chłodzenia
Jest jeszcze jedno wydarzenie, przez które przechodzi glina, gdy stygnie. To jest nagły skurcz krystobalitu - krystalicznej postaci krzemionki - gdy schładza się powyżej 420 F (220 C). Krystobalit znajduje się we wszystkich glinianych bryłach, dlatego należy uważać, aby powoli chłodzić piec, gdy przechodzi on przez tę krytyczną temperaturę. W przeciwnym razie w doniczkach pojawią się pęknięcia.