Robert Couse-Baker / Flickr
Khi một lò nung đang cháy và hạ nhiệt, những thay đổi về nhiệt độ tạo ra một số thay đổi sâu sắc trong đất sét. Đất sét đi từ chất mềm, hoàn toàn dễ vỡ này đến một loại đá cứng, không thấm nước, gió và thời gian. Sự thay đổi gần như thần bí trong sự biến thái hoàn toàn của nó và có thể được coi là như vậy nếu nó không quá phổ biến.
-
Sấy khí quyển
Khi gốm được đặt vào lò nung, nó hầu như luôn luôn khô xương. Tuy nhiên, vẫn còn nước bị mắc kẹt trong khoảng trống giữa các hạt đất sét.
Khi đất sét được làm nóng từ từ, nước này bay hơi ra khỏi đất sét. Nếu đất sét được làm nóng quá nhanh, nước sẽ chuyển thành hơi ngay bên trong thân đất sét, mở rộng với hiệu ứng nổ trên nồi.
Vào thời điểm nhiệt độ sôi của nước (212 F và 100 C ở mực nước biển) đạt được, tất cả nước trong khí quyển đã bốc hơi ra khỏi cơ thể đất sét. Điều này sẽ dẫn đến việc nén đất sét và một số co rút tối thiểu.
-
Đốt cháy Carbon và Lưu huỳnh
Tất cả các cơ thể đất sét có chứa một số biện pháp của carbon, vật liệu hữu cơ và lưu huỳnh. Chúng bị đốt cháy trong khoảng từ 572 F đến 1470 F (300 C và 800 C). Nếu vì một lý do nào đó, chẳng hạn như thông gió kém trong lò thì những thứ này không thể đốt cháy khỏi thân đất sét, việc lấy carbon sẽ xảy ra. Điều này sẽ làm suy yếu đáng kể cơ thể đất sét.
-
Nước kết hợp hóa học được cung cấp
Đất sét có thể được đặc trưng là một phân tử alumina và hai phân tử silica liên kết với hai phân tử nước. Ngay cả sau khi nước trong khí quyển biến mất, đất sét vẫn chứa khoảng 14% nước liên kết hóa học tính theo trọng lượng. Nồi sẽ nhẹ hơn đáng kể, nhưng không co rút vật lý.
Liên kết nước này kết hợp hóa học lỏng ra khi đun nóng. Chồng chéo carbon và lưu huỳnh đốt cháy, nước liên kết hóa học thoát ra khỏi thân đất sét giữa 660 F và 1470 F (350 C và 800 C). Nếu nước nóng quá nhanh, một lần nữa nó có thể gây ra sự bùng nổ hơi nước bên trong thân đất sét. Đó là do tất cả những thay đổi này (và hơn thế nữa) mà lịch bắn phải cho phép tích tụ nhiệt chậm.
-
Sự đảo ngược thạch anh xảy ra
Thợ gốm gọi nó là silica, nhưng silica oxit còn được gọi là thạch anh. Thạch anh có cấu trúc tinh thể thay đổi ở nhiệt độ cụ thể. Những thay đổi này được gọi là đảo ngược. Một sự đảo ngược như vậy xảy ra ở 1060 F (573 C).
Sự thay đổi cấu trúc tinh thể thực sự sẽ khiến đồ gốm tăng kích thước thêm 2% trong khi nung nóng, và mất 2% khi nó nguội đi. Ware rất dễ vỡ trong quá trình đảo ngược thạch anh này và nhiệt độ lò phải được tăng lên (và sau đó được làm mát) từ từ thông qua sự thay đổi.
-
Thiêu kết
Trước khi các oxit làm thủy tinh bắt đầu tan chảy, các hạt đất sét sẽ dính vào nhau. Bắt đầu từ khoảng 1650 F (900 C), các hạt đất sét bắt đầu hợp nhất. Quá trình xi măng này được gọi là thiêu kết. Sau khi gốm đã thiêu kết, nó không còn là đất sét thực sự mà đã trở thành một vật liệu gốm.
Việc bắn Bisque thường được thực hiện vào khoảng 1730 F (945 C) sau khi kho đã thiêu kết nhưng vẫn còn xốp và chưa được thủy tinh hóa. Điều này cho phép các men thô, ướt bám vào đồ gốm mà không bị tan rã.
-
Sức sống và trưởng thành
Sự trưởng thành của một cơ thể đất sét là một sự cân bằng giữa quá trình thủy tinh hóa của cơ thể để mang lại độ cứng và độ bền, và quá nhiều thủy tinh hóa mà các sản phẩm bắt đầu biến dạng, sụt, hoặc thậm chí vũng trên kệ lò.
Thủy tinh hóa là một quá trình dần dần trong đó các vật liệu tan chảy dễ dàng nhất làm như vậy. Chúng hòa tan và lấp đầy khoảng trống giữa các hạt vật liệu chịu lửa hơn. Các vật liệu nóng chảy thúc đẩy sự tan chảy hơn nữa, cũng như nén và tăng cường cơ thể đất sét.
Cũng trong giai đoạn này, mullite (nhôm silicat) được hình thành. Đây là những tinh thể dài, giống như kim, đóng vai trò là chất kết dính, đan và củng cố cơ thể đất sét hơn nữa.
-
Nhiệt độ trưởng thành
Nhiệt độ đất sét được nung để tạo ra một sự khác biệt to lớn. Một đất sét nung ở một nhiệt độ có thể mềm và xốp, trong khi đó đất sét nung ở nhiệt độ cao hơn có thể cứng và không thấm nước.
Cũng cần phải lưu ý rằng các loại đất sét khác nhau trưởng thành ở nhiệt độ khác nhau, tùy thuộc vào thành phần của chúng. Một đồ đất nung màu đỏ chứa một lượng lớn sắt hoạt động như một từ thông. Một cơ thể đất sét nung có thể bắn đến khi trưởng thành vào khoảng 1830 F (1000 C) và có thể tan chảy ở 2280 F (1250 C). Mặt khác, một cơ thể bằng sứ làm bằng cao lanh nguyên chất có thể không trưởng thành cho đến khoảng 2500 F (1390 C) và không tan chảy cho đến hơn 3270 F (1800 C).
-
Trong quá trình làm mát
Có một sự kiện khác mà đất sét đi qua khi nó nguội đi. Đó là sự co lại đột ngột của cristobalite, một dạng tinh thể silica silica khi nó nguội đi qua 420 F (220 C). Cristobalite được tìm thấy trong tất cả các thân đất sét, vì vậy phải cẩn thận để làm nguội lò từ từ khi nó di chuyển qua nhiệt độ tới hạn này. Nếu không, chậu sẽ phát triển các vết nứt.
