tagphoto / Getty Images
När en ugn skjuter upp och svalnar gör temperaturförändringarna några djupgående förändringar i leran. Lera går från denna mjuka, helt ömtåliga substans till en som är stenhård, ogenomtränglig för vatten, vind och tid. Förändringen är nästan mystisk i sin fullständiga metamorfos och kan anses vara så om den inte var så vanlig.
-
Atmosfärisk torkning
När keramik placeras i ugnen är det nästan alltid bentorrt. Det finns emellertid fortfarande vatten fastnat i utrymmet mellan lerpartiklarna.
När leran långsamt värms upp, avdunstar detta vatten ut ur leran. Om leran värms upp för snabbt kommer vattnet att ånga direkt inuti lerkroppen och expanderar med en explosiv effekt på potten.
När kokpunkten för vatten (212 F och 100 C vid havsnivå) har uppnåtts, bör allt atmosfäriskt vatten ha avdunstat ur lerakroppen. Detta kommer att resultera i att lera komprimeras och en viss minimal krympning.
-
Förbränning av kol och svavel
Alla lerkroppar innehåller ett visst mått av kol, organiska material och svavel. Dessa brinner mellan 572 F och 1470 F (300 C och 800 C). Om det av någon anledning, som dålig ventilation i ugnen, inte kan brinna ut ur lerkroppen, kommer kolhärdning att inträffa. Detta kommer att försvaga lerkroppen avsevärt.
-
Kemiskt kombinerat vatten drivs av
Lera kan karakteriseras som en molekyl aluminiumoxid och två kiseldioxidmolekyler bundna med två vattenmolekyler. Även efter att det atmosfäriska vattnet är borta innehåller leran fortfarande cirka 14 viktprocent kemiskt bunden vatten. Krukan blir väsentligt lättare men utan fysisk krympning.
Denna kemiskt kombinerade vattenbindning lossnar vid uppvärmning. Överlappande kol- och svavelförbränning flyter det kemiskt bundna vattnet från lerkroppen mellan 660 F och 1470 F (350 C och 800 C). Om vattnet värms upp för snabbt kan det åter orsaka explosiv ånga i lerkroppen. Det beror på alla dessa förändringar (och mer) att skjutschemat måste möjliggöra en långsam värmeuppbyggnad.
-
Kvartsinversion förekommer
Potters kallar det kiseldioxid, men kiseldioxidoxid kallas också kvarts. Kvarts har en kristallstruktur som förändras vid specifika temperaturer. Dessa förändringar kallas inversioner. En sådan inversion sker vid 1060 F (573 C).
Förändringen i kristallstruktur kommer faktiskt att göra att keramiken ökar i storlek med 2 procent under uppvärmningen och förlorar dessa 2 procent när det svalnar. Varan är ömtålig under denna kvartsinversion och ugnstemperaturen måste höjas (och senare kylas) långsamt genom förändringen.
-
Sintring
Innan glasframställningsoxiderna börjar smälta fastnar lerpartiklarna redan vid varandra. Med början vid cirka 1650 F (900 C) börjar lerpartiklarna smälta samman. Denna cementeringsprocess kallas sintring. Efter att keramiken har sintrats är det inte längre riktigt lera utan har blivit ett keramiskt material.
Bisque-avfyrning sker vanligtvis vid cirka 1730 F (945 C) efter att varan har sintrats men är fortfarande porös och ännu inte förglasad. Detta gör att våta, råa glasyrer kan fästa vid keramiken utan att det sönderfaller.
-
Förglasning och mognad
Mognandet av en lerkropp är en balans mellan förglasningen av kroppen för att åstadkomma hårdhet och hållbarhet och så mycket förglasning att varan börjar deformeras, sjunka eller till och med pöl på ugnshyllan.
Förglasning är en gradvis process under vilken de material som smälter lättast gör det. De löses upp och fyller i mellanrummen mellan de mer eldfasta partiklarna. De smälta materialen främjar ytterligare smältning samt komprimering och förstärkning av lerkroppen.
Det är också under detta steg som mullit (aluminiumsilikat) bildas. Dessa är långa, nålliknande kristaller som fungerar som bindemedel, stickar och förstärker lerkroppen ytterligare.
-
Mognadstemperaturer
Temperaturen som en lera eldas till gör en enorm skillnad. En lera som eldas vid en temperatur kan vara mjuk och porös, medan samma lera som eldas vid en högre temperatur kan vara hård och ogenomtränglig.
Det är också absolut nödvändigt att notera att olika leror mognar vid olika temperaturer, beroende på deras sammansättning. En röd lergods innehåller en stor mängd järn som fungerar som ett flöde. En lerkropp av lergod kan elda till mognad vid cirka 1830 F (1000 C) och kan smälta vid 2280 F (1250 C). Å andra sidan kanske en porslinskropp gjord av ren kaolin inte mognar förrän cirka 2500 F (1390 C) och inte smälter förrän över 3270 F (1800 C).
-
Under kylning
Det finns en annan händelse som lera går igenom när den svalnar. Det är den plötsliga krympningen av kristobalit - en kristallin form av kiseldioxid - när den svalnar förbi 220 C (420 F). Cristobalite finns i alla lerkroppar, så försiktighet måste iakttas för att kyla ugnen långsamt när den rör sig genom denna kritiska temperatur. Annars kommer krukor att utveckla sprickor.