tagphoto / Getty Images
Kad krāsns dedzināšana un atdzišana, temperatūras izmaiņas rada dažas pamatīgas māla izmaiņas. Māls no šīs mīkstās, pilnīgi trauslās vielas nonāk akmens cietā, ūdens, vēja un laika necaurlaidīgajā vielā. Izmaiņas ir gandrīz mistiskas pēc pilnīgas metamorfozes, un tās varētu uzskatīt par tādām, ja tās nebūtu tik izplatītas.
-
Žāvēšana atmosfērā
Kad keramika tiek ievietota krāsnī, tā gandrīz vienmēr ir sausa. Tomēr atstarpēs starp māla daļiņām joprojām ir ieslodzīts ūdens.
Kad māls tiek lēnām uzkarsēts, šis ūdens no māla iztvaiko. Ja māls tiek uzkarsēts pārāk ātri, ūdens kļūs tvaiks tieši māla korpusa iekšpusē, paplašinoties ar sprādzienbīstamu iedarbību uz podu.
Kad ūdens vārīšanās temperatūra (212 F un 100 C jūras līmenī) ir sasniegta, visam atmosfēras ūdenim vajadzētu iztvaikot no māla ķermeņa. Tā rezultātā māls sablīvēsies un nedaudz samazināsies.
-
Sadedzināt oglekli un sēru
Visi māla ķermeņi satur zināmu daudzumu oglekļa, organisko materiālu un sēra. Tie izdeg no 572 F līdz 1470 F (300 C un 800 C). Ja kāda iemesla dēļ, piemēram, slikta ventilācija krāsnī, tās nespēj izdegt no māla korpusa, rodas oglekļa serdeņi. Tas ievērojami vājinās māla ķermeni.
-
Ķīmiski apvienots ūdens tiek padzīts
Mālu var raksturot kā vienu alumīnija oksīda molekulu un divas silīcija dioksīda molekulas, kas saistītas ar divām ūdens molekulām. Pat pēc atmosfēras ūdens pazušanas māls joprojām satur apmēram 14 procentus ķīmiski savienota ūdens pēc svara. Katls būs ievērojami vieglāks, bet bez fiziskas saraušanās.
Šī ķīmiski apvienotā ūdens saite karsē. Oglekļa un sēra pārklāšanās izdeg, ķīmiski saistīts ūdens izplūst no māla ķermeņa starp 660 F un 1470 F (350 C un 800 C). Ja ūdens uzsilst pārāk ātri, tas atkal var izraisīt eksplozīvu tvaika veidošanos māla korpusā. Tieši visu šo izmaiņu (un ne tikai) dēļ šaušanas grafikam jāļauj lēnām uzkrāties siltums.
-
Notiek kvarca inversija
Keramiķi to sauc par silīcija dioksīdu, bet silīcija dioksīda oksīdu sauc arī par kvarcu. Kvarcam ir kristāliska struktūra, kas mainās noteiktās temperatūrās. Šīs izmaiņas ir pazīstamas kā inversijas. Viena šāda inversija notiek pie 1060 F (573 C).
Kristāliskās struktūras izmaiņas faktiski izraisīs keramikas izmēru palielināšanos par 2 procentiem sildīšanas laikā un atdziestot zaudēs šos 2 procentus. Šīs kvarca inversijas laikā trauki ir trausli, un krāsns temperatūra, veicot izmaiņas, lēnām jāpaaugstina (un vēlāk jāatdzesē).
-
Saķepināšana
Pirms stikla ražošanas oksīdi sāk kust, māla daļiņas jau pielīp viens otram. Sākot ar aptuveni 1650 F (900 C) temperatūru, māla daļiņas sāk saplūst. Šo cementēšanas procesu sauc par saķepināšanu. Pēc keramikas saķepināšanas tā vairs nav īsti māla, bet ir kļuvusi par keramikas materiālu.
Biskveida apdedzināšana parasti tiek veikta apmēram 1730 F (945 C) temperatūrā pēc tam, kad izstrādājumi ir saķepušies, bet joprojām ir poraini un vēl nav stikloti. Tas ļauj mitrai, neapstrādātai glazūrai pieķerties keramikai, tai nesadaloties.
-
Vitrifikācija un briedums
Māla ķermeņa nobriešana ir līdzsvars starp ķermeņa stiklošanu, lai panāktu cietību un izturību, un tik daudz stiklošanās, ka izstrādājumi sāk deformēties, slīgt vai pat peļķe uz krāsns plaukta.
Vitrifikācija ir pakāpenisks process, kura laikā to visvieglāk izkausē materiāli. Tie izšķīst un aizpilda atstarpes starp ugunsizturīgākajām daļiņām. Izkusušie materiāli veicina turpmāku kušanu, kā arī māla korpusa saspiešanu un nostiprināšanu.
Šajā posmā veidojas arī mullīts (alumīnija silikāts). Tie ir gari adatas veida kristāli, kas darbojas kā saistvielas, adot un vēl vairāk nostiprinot māla ķermeni.
-
Nogatavināšanas temperatūra
Temperatūra, līdz kurai māls tiek izšauts, rada milzīgas atšķirības. Vienā temperatūrā apdedzināts māls var būt mīksts un porains, savukārt tas pats māls, kas apdedzināts augstākā temperatūrā, var būt ciets un necaurlaidīgs.
Ir arī svarīgi atzīmēt, ka dažādi māli nobriest dažādās temperatūrās, atkarībā no to sastāva. Sarkanie fajansa izstrādājumi satur lielu daudzumu dzelzs, kas darbojas kā plūsma. Fajansa māla korpuss var izšaut līdz briedumam aptuveni 1830 F (1000 C) temperatūrā un var izkausēt pie 2280 F (1250 C). No otras puses, porcelāna korpuss, kas izgatavots no tīra kaolīna, var nenobriest līdz apmēram 2500 F (1390 C) un neizkusīs līdz 3270 F (1800 C).
-
Dzesēšanas laikā
Ir vēl viens notikums, kuru māls dzesējot piedzīvo. Tas ir pēkšņs kristobalīta - kristāliska silīcija dioksīda - saraušanās, kad tas atdziest pāri 420 F (220 C). Kristobalīts ir atrodams visos māla ķermeņos, tāpēc, rūpējoties par šo kritisko temperatūru, jārūpējas, lai krāsni lēni atdzesētu. Pretējā gadījumā podos veidosies plaisas.