Während des Brennens und Abkühlens eines Ofens ändern sich die Temperaturen im Ton stark. Der Ton geht von dieser weichen, völlig fragilen Substanz zu einer steinharten, wasser- und windundurchlässigen Substanz über. Die Veränderung ist in ihrer vollständigen Metamorphose fast mystisch und könnte als so betrachtet werden, wenn sie nicht so häufig wäre.

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    Atmosphärische Trocknung

    Wenn die Keramik in den Ofen gestellt wird, ist sie fast immer knochentrocken. Es ist jedoch immer noch Wasser in den Räumen zwischen den Tonpartikeln eingeschlossen.

    Wenn der Ton langsam erhitzt wird, verdampft dieses Wasser aus dem Ton. Wenn der Ton zu schnell erhitzt wird, dampft das Wasser direkt im Tonkörper und dehnt sich mit einem explosiven Effekt auf den Topf aus.

    Wenn der Siedepunkt von Wasser (212 ° C und 100 ° C auf Meereshöhe) erreicht ist, sollte das gesamte atmosphärische Wasser aus dem Tonkörper verdampft sein. Dies führt zu einer Tonverfestigung und einer minimalen Schrumpfung.

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    Verbrennen von Kohlenstoff und Schwefel

    Alle Tonkörper enthalten ein gewisses Maß an Kohlenstoff, organischen Materialien und Schwefel. Diese brennen zwischen 572 F und 1470 F (300 ° C und 800 ° C) ab. Wenn aus irgendeinem Grund – beispielsweise durch schlechte Belüftung des Ofens – diese nicht aus dem Tonkörper herausbrennen können, kommt es zu einer Kernbohrung. Dadurch wird der Tonkörper erheblich geschwächt.

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    Chemisch gebundenes Wasser wird abgeführt

    Ton kann als ein Molekül Aluminiumoxid und zwei Moleküle Siliciumdioxid, die mit zwei Molekülen Wasser verbunden sind, charakterisiert werden. Selbst wenn das atmosphärische Wasser verbraucht ist, enthält der Ton noch etwa 14 Gewichtsprozent chemisch gebundenes Wasser. Der Topf ist wesentlich leichter, aber ohne physische Schrumpfung.

    Diese chemisch gebundene Wasserbindung lockert sich beim Erhitzen. Überlappung der Verbrennung von Kohlenstoff und Schwefel entweicht das chemisch gebundene Wasser zwischen 660 ° C und 1470 ° C (350 ° C und 800 ° C) aus dem Tonkörper. Wenn sich das Wasser zu schnell erwärmt, kann es erneut zu einer explosiven Dampfentwicklung im Tonkörper kommen. Aufgrund all dieser Änderungen (und mehr) muss der Brennzeitplan einen langsamen Wärmestau ermöglichen.

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    Quarzinversion tritt auf

    Töpfer nennen es Siliciumdioxid, aber Siliciumdioxid ist auch als Quarz bekannt. Quarz hat eine kristalline Struktur, die sich bei bestimmten Temperaturen ändert. Diese Änderungen werden als Inversionen bezeichnet. Eine solche Inversion tritt bei 1060 F (573 ° C) auf.

    Die Änderung der Kristallstruktur führt tatsächlich dazu, dass die Keramik beim Erwärmen um 2 Prozent an Größe zunimmt und diese beim Abkühlen um 2 Prozent verliert. Die Ware ist während dieser Quarzinversion zerbrechlich und die Ofentemperatur muss durch die Änderung langsam erhöht (und später abgekühlt) werden.

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    Sintern

    Bevor die Glasoxide schmelzen, haften die Tonpartikel bereits aneinander. Ab etwa 1650 F (900 ° C) beginnen die Tonpartikel zu verschmelzen. Dieser Zementiervorgang wird als Sintern bezeichnet. Nachdem die Keramik gesintert ist, ist sie kein Ton mehr, sondern ein keramisches Material.

    Bisque-Brennen wird normalerweise bei etwa 1730 F (945 ° C) nach dem Sintern der Ware durchgeführt, ist aber noch porös und noch nicht verglast. Dadurch können nasse, rohe Glasuren an der Töpferei haften, ohne dass sie zerfallen.

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    Verglasung und Reife

    Die Reifung eines Tonkörpers ist ein Gleichgewicht zwischen der Verglasung des Körpers, um Härte und Haltbarkeit zu erreichen, und einer so großen Verglasung, dass sich die Ware auf dem Ofenboden verformt, zusammenfällt oder sogar pfützt.

    Die Verglasung ist ein allmählicher Prozess, in dem die am leichtesten schmelzenden Materialien dies tun. Sie lösen sich auf und füllen die Räume zwischen den feuerfesten Partikeln. Die geschmolzenen Materialien fördern das weitere Schmelzen sowie das Verdichten und Verfestigen des Tonkörpers.

    In dieser Phase wird auch Mullit (Aluminiumsilikat) gebildet. Dies sind lange, nadelartige Kristalle, die als Bindemittel wirken und den Tonkörper noch stärker stricken und stärken.

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    Reifungstemperaturen

    Die Temperatur, mit der ein Ton gebrannt wird, bewirkt einen enormen Unterschied. Ein bei einer Temperatur gebrannter Ton kann weich und porös sein, während derselbe bei einer höheren Temperatur gebrannte Ton hart und undurchlässig sein kann.

    Es ist auch unbedingt zu beachten, dass unterschiedliche Tone je nach Zusammensetzung bei unterschiedlichen Temperaturen reifen. Ein rotes Steingut enthält eine große Menge Eisen, das als Flussmittel wirkt. Ein Tonkeramikkörper kann bei etwa 1830 ° C (1000 ° C) bis zur Reife abfeuern und bei 2280 ° C (1250 ° C) schmelzen. Andererseits kann ein aus reinem Kaolin gefertigter Porzellankörper erst bei 2500 F (1390 ° C) reifen und erst bei 3270 F (1800 ° C) schmelzen.

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    Während des Abkühlens

    Es gibt ein anderes Ereignis, das Lehm durchläuft, wenn es abkühlt. Das ist das plötzliche Schrumpfen von Cristobalit – einer kristallinen Form von Siliciumdioxid -, wenn es über 420 ° C (220 ° C) abkühlt. Cristobalit ist in allen Tonkörpern zu finden. Daher muss der Ofen langsam gekühlt werden, wenn er sich durch diese kritische Temperatur bewegt. Ansonsten entwickeln die Töpfe Risse.