Robert Couse-Baker / Flickr
Jak se pec vypaluje a ochlazuje, změny teploty způsobují některé hluboké změny v jílu. Hlína přechází z této měkké, naprosto křehké látky na látku, která je tvrdá jako skála, nepropustná pro vodu, vítr a čas. Tato změna je téměř mystická v její úplné proměně a mohla by být považována za takovou, kdyby nebyla tak běžná.
-
Atmosférické sušení
Když se do pece vloží keramika, je téměř vždy suchá. V prostorech mezi jílovými částicemi je však stále zachycena voda.
Když se jíl pomalu zahřívá, tato voda se z jílu vypařuje. Pokud je jíl příliš zahřátý, voda se v těle hlíny změní na páru, která se s výbušným účinkem na hrnec rozšíří.
Než se dosáhne bodu varu vody (212 ° F a 100 ° C na hladině moře), měla se veškerá atmosférická voda z tělu jílu odpařit. Výsledkem bude zhutnění jílu a minimální smrštění.
-
Spalování uhlíku a síry
Všechna hliněná tělesa obsahují určité množství uhlíku, organických materiálů a síry. Tyto spálí mezi 572 F a 1470 F (300 ° C a 800 ° C). Pokud z nějakého důvodu - například špatná ventilace v peci - nebudou schopny vyhořet z hlíny, dojde k uhlíkovému jádru. To podstatně oslabí tělo hlinky.
-
Chemicky kombinovaná voda je vypnutá
Jíl může být charakterizován jako jedna molekula aluminy a dvě molekuly siliky spojené se dvěma molekulami vody. I když je atmosférická voda pryč, jíl stále obsahuje asi 14 procent hmotnostně chemicky vázané vody. Pot bude podstatně lehčí, ale bez fyzického smrštění.
Tato chemicky kombinovaná vazba vody se při zahřátí uvolní. Chemicky vázaná voda, která se překrývá, spálí uhlík a síru, uniká z jílovitého tělesa mezi 660 F a 1470 F (350 ° C a 800 ° C). Pokud se voda ohřeje příliš rychle, může opět způsobit explozivní tvorbu páry uvnitř jílového tělesa. Je to kvůli všem těmto změnám (a více), že plán vypalování musí umožňovat pomalé hromadění tepla.
-
Dochází k inverzi křemene
Hrnčíři to nazývají oxid křemičitý, ale oxid křemičitý je také známý jako křemen. Křemen má krystalickou strukturu, která se mění při specifických teplotách. Tyto změny se nazývají inverze. K takovéto inverzi dochází při 1060 ° F (573 ° C).
Změna v krystalické struktuře způsobí, že se keramika zvětšuje při zahřívání o 2 procenta a při ochlazování ztrácí tato 2 procenta. Během této křemenné inverze je křehká hmota a teplota pece musí být změnou pomalu zvyšována (a později ochlazována).
-
Spékání
Než se skleněné oxidy začnou tát, částice jílu se již k sobě přilnou. Začíná na asi 1650 F (900 C), částice jílu začnou se roztavit. Tento cementovací proces se nazývá slinování. Po slinování hrnčířské hlíny již není hlína, ale stala se keramickým materiálem.
Vypálení biskupů se obvykle provádí při teplotě přibližně 1745 ° F (945 ° C) po sintrování produktu, ale je stále porézní a ještě není vitrifikováno. To umožňuje, aby mokré surové glazury ulpívaly na keramice, aniž by se rozpadaly.
-
Vitrifikace a zralost
Zrání hliněného těla je rovnováhou mezi vitrifikací těla, která způsobuje tvrdost a trvanlivost, a tolik vitrifikací, že se zboží začne deformovat, sesouvat nebo dokonce loužit na peci.
Vitrifikace je postupný proces, během kterého materiály, které se taví nejsnadněji, tak činí. Rozpouštějí se a vyplňují mezery mezi více žáruvzdornými částicemi. Roztavené materiály podporují další tavení, jakož i zhutňování a posilování tělesa jílu.
To je také během této fáze to mullite (křemičitan hlinitý) je tvořen. Jedná se o dlouhé jehličkovité krystaly, které působí jako pojiva, pletou a zpevňují tělu jílu ještě více.
-
Teploty zrání
Teplota, kterou je vypálena hlína, má obrovský rozdíl. Hlína vypálená při jedné teplotě může být měkká a porézní, zatímco stejná hlína vypálená při vyšší teplotě může být tvrdá a nepropustná.
Je také nutné poznamenat, že různé jíly zrají při různých teplotách, v závislosti na jejich složení. Červené kameniny obsahují velké množství železa, které působí jako tok. Hliněné těleso z hlíny může vystřelit do zralosti při asi 1 000 ° C a může se roztavit při teplotě 1250 ° C. Na druhé straně porcelánové těleso vyrobené z čistého kaolinu nemusí vyzrát až do asi 1 500 ° C (1390 ° C) a roztavit se až při teplotě nad 1800 ° C.
-
Během chlazení
Je další událost, kterou jíl prochází, když se ochladí. To je náhlé smrštění cristobalitu - krystalické formy oxidu křemičitého - když se ochladí kolem 420 ° C (220 ° C). Cristobalit se nachází ve všech jílovitých tělech, takže je třeba opatrně vychladnout pec, když se pohybuje touto kritickou teplotou. Jinak se v květináčích vytvoří trhliny.
