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Mentre un forno si accende e si raffredda, i cambiamenti di temperatura apportano profondi cambiamenti nell'argilla. L'argilla passa da questa sostanza morbida e totalmente fragile a una sostanza dura come la roccia, impermeabile all'acqua, al vento e al tempo. Il cambiamento è quasi mistico nella sua completa metamorfosi e potrebbe essere considerato così se non fosse così comune.
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Essiccazione atmosferica
Quando la ceramica viene messa nel forno, è quasi sempre asciutta. Tuttavia, c'è ancora acqua intrappolata negli spazi tra le particelle di argilla.
Mentre l'argilla viene lentamente riscaldata, quest'acqua evapora dall'argilla. Se l'argilla viene riscaldata troppo rapidamente, l'acqua si trasforma in vapore proprio all'interno del corpo di argilla, espandendosi con un effetto esplosivo sulla pentola.
Quando viene raggiunto il punto di ebollizione dell'acqua (212 F e 100 C a livello del mare), tutta l'acqua atmosferica dovrebbe essere evaporata dal corpo di argilla. Ciò comporterà la compattazione dell'argilla e una riduzione minima.
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Bruciare di carbonio e zolfo
Tutti i corpi di argilla contengono una certa quantità di carbonio, materiali organici e zolfo. Questi bruciano tra 572 F e 1470 F (300 C e 800 C). Se per qualche motivo - come una scarsa ventilazione all'interno del forno - questi non sono in grado di bruciare dal corpo di argilla, si verificherà il carotaggio del carbonio. Ciò indebolirà notevolmente il corpo di argilla.
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L'acqua combinata chimicamente viene eliminata
L'argilla può essere caratterizzata come una molecola di allumina e due molecole di silice legate con due molecole di acqua. Anche dopo che l'acqua atmosferica è scomparsa, l'argilla contiene ancora circa il 14% di acqua legata chimicamente in peso. Il piatto sarà sostanzialmente più leggero, ma senza restringimento fisico.
Questo legame dell'acqua combinato chimicamente si scioglie quando riscaldato. Sovrapponendo il carbonio e lo zolfo bruciano, l'acqua legata chimicamente fuoriesce dal corpo in argilla tra 660 F e 1470 F (350 C e 800 C). Se l'acqua si riscalda troppo rapidamente, può provocare di nuovo la produzione esplosiva di vapore all'interno del corpo argilloso. È a causa di tutti questi cambiamenti (e altro) che il programma di cottura deve consentire un lento accumulo di calore.
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Si verifica l'inversione del quarzo
I vasai lo chiamano silice, ma l'ossido di silice è anche noto come quarzo. Il quarzo ha una struttura cristallina che cambia a temperature specifiche. Questi cambiamenti sono noti come inversioni. Una di queste inversioni si verifica a 1060 F (573 C).
Il cambiamento nella struttura cristallina in realtà farà aumentare le dimensioni della ceramica del 2 percento durante il riscaldamento e perderà questo 2 percento mentre si raffredda. La merce è fragile durante questa inversione di quarzo e la temperatura del forno deve essere aumentata (e successivamente raffreddata) lentamente attraverso il cambiamento.
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sinterizzazione
Prima che gli ossidi per la fabbricazione del vetro inizino a sciogliersi, le particelle di argilla si attaccheranno già tra loro. A partire da circa 900 ° C, le particelle di argilla iniziano a fondersi. Questo processo di cementazione si chiama sinterizzazione. Dopo che la ceramica è sinterizzata, non è più veramente argilla ma è diventata un materiale ceramico.
La cottura della bisque viene solitamente eseguita a circa 945 ° C (945 ° C) dopo che la merce è stata sinterizzata ma è ancora porosa e non ancora vetrificata. Ciò consente agli smalti umidi e grezzi di aderire alla ceramica senza che si disintegri.
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Vitrificazione e maturità
La maturazione di un corpo in argilla è un equilibrio tra la vetrificazione del corpo per determinare la durezza e la durata, e tanta vetrificazione che le stoviglie iniziano a deformarsi, crollare o addirittura riempirsi di pozzanghere sullo scaffale del forno.
La vetrificazione è un processo graduale durante il quale i materiali che si sciolgono più facilmente lo fanno. Si dissolvono e riempiono gli spazi tra le particelle più refrattarie. I materiali fusi favoriscono un'ulteriore fusione, oltre a compattare e rafforzare il corpo in argilla.
È anche durante questa fase che si forma la mullite (silicato di alluminio). Questi sono lunghi cristalli aghiformi che agiscono come leganti, lavorando a maglia e rafforzando ulteriormente il corpo di argilla.
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Temperature di maturazione
La temperatura a cui viene sparata l'argilla fa una differenza enorme. Un'argilla cotta a una temperatura può essere morbida e porosa, mentre quella stessa argilla cotta a una temperatura più elevata può essere dura e impermeabile.
È anche imperativo notare che argille diverse maturano a temperature diverse, a seconda della loro composizione. Una terracotta rossa contiene una grande quantità di ferro che funge da flusso. Un corpo in argilla di terracotta può sparare fino a maturità a circa 1830 F (1000 C) e può fondere a 2280 F (1250 C). D'altra parte, un corpo di porcellana fatto di caolino puro potrebbe non maturare fino a circa 1300 ° C e non fondersi fino a oltre 1800 ° C.
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Durante il raffreddamento
C'è un altro evento che l'argilla attraversa mentre si raffredda. Questo è l'improvviso restringimento della cristobalite - una forma cristallina di silice - mentre si raffredda oltre i 420 ° F (220 ° C). La cristobalite si trova in tutti i corpi di argilla, quindi bisogna fare attenzione a raffreddare lentamente il forno mentre si muove attraverso questa temperatura critica. Altrimenti, i vasi svilupperanno crepe.
