Roberts Kūss-Beikers / Flikrs
Kamēr ceplis deg un atdziest, temperatūras izmaiņas mājā rada pamatīgas izmaiņas. Māls no šīs mīkstā, pilnīgi trauslās vielas nonāk līdz cietam akmenim, ūdens, vēja un laika necaurlaidīgam. Izmaiņas ir gandrīz mistiskas pilnīgas metamorfozes gadījumā, un tās varētu uzskatīt par tādām, ja tās nebūtu tik izplatītas.
-
Žāvēšana atmosfērā
Kad keramika tiek ievietota krāsnī, gandrīz vienmēr kauli ir sausi. Tomēr telpās starp māla daļiņām joprojām ir ieslodzīts ūdens.
Tā kā māls lēnām silda, šis ūdens iztvaiko no māla. Ja mālu uzkarsē pārāk ātri, ūdens mainīsies tvaikos tieši māla korpusa iekšpusē, paplašinoties ar poda sprādzienbīstamu iedarbību.
Ar laiku, kad ūdens viršanas temperatūra (212 F un 100 C jūras līmenī) ir sasniegta, visam atmosfēras ūdenim vajadzēja iztvaikot no māla korpusa. Tā rezultātā māli sablīvējas un nedaudz saraujas.
-
Nodedzināt oglekli un sēru
Visi māla ķermeņi satur zināmu daudzumu oglekļa, organisko materiālu un sēra. Tās izdeg no 572 F līdz 1470 F (300 C līdz 800 C). Ja kāda iemesla dēļ, piemēram, slikta ventilācija krāsnī, tie nespēj izdegties no māla korpusa, rodas oglekļa kords. Tas ievērojami vājinās māla ķermeni.
-
Ķīmiski kombinētais ūdens tiek izslēgts
Mālu var raksturot kā vienu alumīnija oksīda molekulu un divas silīcija dioksīda molekulas, kas savienotas ar divām ūdens molekulām. Pat pēc atmosfēras ūdens aizplūšanas māls joprojām satur apmēram 14 procentus no ķīmiski saistītā ūdens pēc svara. Katls būs ievērojami vieglāks, bet bez fiziskas saraušanās.
Šī ķīmiski kombinētā ūdens saite karsējot atslābina. Pārklājoties oglekļa un sēra degšanai, no māla korpusa no 660 F līdz 1470 F (350 ° C līdz 800 ° C) izplūst ķīmiski saistīts ūdens. Ja ūdens uzsilst pārāk ātri, tas atkal var izraisīt sprādzienbīstamu tvaika veidošanos māla korpusa iekšpusē. Visu šo izmaiņu (un vairāk) dēļ šaušanas grafikam jāļauj lēnām uzkrāties siltumam.
-
Notiek kvarca inversija
Podi to sauc par silīcija dioksīdu, bet silīcija oksīdu sauc arī par kvarcu. Kvarcam ir kristāliska struktūra, kas mainās noteiktā temperatūrā. Šīs izmaiņas sauc par apgrieztām. Viena šāda inversija notiek pie 1060 F (573 C).
Kristāliskās struktūras maiņas rezultātā keramika karsēšanas laikā palielinās par 2 procentiem un atdziestot zaudē šos 2 procentus. Šīs kvarca inversijas laikā trauki ir trausli, un, mainoties maiņai, lēnām jāpaaugstina (un vēlāk jāatdzesē) krāsns temperatūra.
-
Kausēšana
Pirms stiklu veidojošie oksīdi sāk izkausēt, māla daļiņas jau pieturēsies viens pie otra. Sākot no aptuveni 1650 F (900 C), māla daļiņas sāk saplūst. Šo cementēšanas procesu sauc par saķepināšanu. Pēc keramikas saķepināšanas tā vairs nav īsti māla, bet gan kļuvusi par keramikas materiālu.
Apdedzināšanu biskvītā parasti veic apmēram 1730 F (945 C) temperatūrā pēc tam, kad izstrādājumi ir saķepināti, bet joprojām ir poraini un vēl nav stikloti. Tas ļauj mitrai, neapstrādātajai glazūrai pielipt pie keramikas, tā nesadaloties.
-
Vitrifikācija un briedums
Māla korpusa nogatavināšana ir līdzsvars starp ķermeņa stiklināšanu, lai panāktu cietību un izturību, un tik lielu stiklināšanu, ka trauki cepļa plauktā sāk deformēties, nokrist vai pat peļķēties.
Vitrifikācija ir pakāpenisks process, kura laikā to viegli izkausē materiāli. Viņi izšķīst un aizpilda atstarpes starp ugunsizturīgākajām daļiņām. Izkausētie materiāli veicina tālāku kausēšanu, kā arī māla korpusa sablīvēšanu un nostiprināšanu.
Tieši šajā posmā veidojas mullīts (alumīnija silikāts). Tie ir gari, adatai līdzīgi kristāli, kas darbojas kā saistviela, adot un nostiprinot māla ķermeni vēl vairāk.
-
Nogatavināšanas temperatūra
Temperatūra, kurā māla tiek kurināta, rada milzīgas atšķirības. Māls, kas kurināts vienā temperatūrā, var būt mīksts un porains, savukārt tas pats māls, kas kurināms augstākā temperatūrā, var būt ciets un necaurlaidīgs.
Obligāti arī jāņem vērā, ka dažādi māli nogatavojas dažādās temperatūrās, atkarībā no to sastāva. Sarkans fajanss satur lielu daudzumu dzelzs, kas darbojas kā plūsma. Keramikas māla korpuss var izšaut līdz gatavībai aptuveni 1830 F (1000 C) un var izkausēt pie 2280 F (1250 C). No otras puses, porcelāna korpuss, kas izgatavots no tīras kaolīna, varētu nogatavoties tikai aptuveni 2500 F (1390 C) un neizkausēt līdz vairāk nekā 3270 F (1800 C).
-
Dzesēšanas laikā
Ir vēl viens notikums, kuram māls iet cauri, jo tas atdziest. Tas ir pēkšņs kristālbalīta - silīcija dioksīda kristāliskās formas - saraušanās, atdziestot par 420 F (220 C). Cristobalite ir atrodams visos māla ķermeņos, tāpēc ir jāuzmanās, lai cepļa lēnām atdziest, kad tā pārvietojas pa šo kritisko temperatūru. Pretējā gadījumā podi veidos plaisas.
