Agyag-, szárítási és égetési folyamat

Zsugorodás és fogyás
Az agyag száradásban és égetésben is zsugorodik. A különböző agyag testek különböző ütemben zsugorodnak, ami akár 4%, vagy egyes agyag testeknél akár 15% is lehet. Még egy százalékpont is változást hozhat a végtermékben, a precizitás igényétől függően. A tervezésénél ezért figyelembe kell venni a tűz csökkenésének hőmérsékletét. Például a Lakeside Pottery-nél alkalmazott agyagok a Standard Baldwin 192-esei, és a 6-os kúp égési hőmérséklete szerint 11% -kal csökken. Vizsgálatunk azt mutatta, hogy körülbelül 5% zsugorodik a szárítási folyamat során, 1/2% a biszque égetés során (06-os kúp) és 5,5% a mázégetés során (6-os kúp). Az összes 11% -ot az alábbi lámpás kép mutatja (előtte és utána).

Éveken át tartó tüzelés után azt is megállapítottuk, hogy még ugyanazon agyagtest esetén is a zsugorodás 1-2% -onként változhat tételenként. Ahol a pontosság fontos, lefuttatunk egy kötegelt tesztet, mielőtt folytatnánk a projektet, vagy azt mondjuk az ügyfeleknek, hogy számítsanak +/- 3% szórásra.

Az átlagos agyag körülbelül 20% vizet és 9% szerves anyagot tartalmaz, így a kész edények (bisque vagy mázas) súlya majdnem 30% -kal kisebb, mint a kezdeti agyagtömeg.

Zsugorodási mennyiség csökkentése - Ha az agyag teljes zsugorodását 11% -nak adják meg, akkor ez 30% -os térfogatcsökkenést eredményez (köbcentiméter), amelyet fontos figyelembe venni, ha bármilyen tálat vagy edényt készítenek.

Levegőszárítás
A nedves agyag nagy mennyiségű vizet tartalmaz, minimum 25% vizet. Amikor az agyag száradni kezd, a víz elpárolog belőle. Amint ez megtörténik, az agyag részecskéi közelebb húzódnak egymáshoz, ami zsugorodást eredményez. Az agyag sok problémáját az egyenetlen száradási arány okozza, amely feszültségeket okoz az agyagban. Néha ezek a stresszek azonnal repedésekként vagy deformálódásként jelentkeznek, máskor csak a lövés alatt vagy után is. Ezért fontos, hogy a szárítás egyenletes legyen. Ez úgy történik, hogy az egész darabon egyenletes vastagságot biztosítanak, lassan száradnak, sőt egyes részek száradását is lelassítják.

A nagyon finom szemcseméretű agyagok jobban zsugorodnak, mint a nagyobb szemcseméretű agyagok. A porcelán agyag szemcsemérete nagyon finom, emiatt nagyon műanyag és a legjobban zsugorodik. Ezeknek a testeknek van a legtöbb erejük száraz állapotban. A piszkos agyagok, például a szobortestek, a legkevésbé zsugorodnak. (A Grog agyag, amelyet már égettek, majd különböző szemcseméretekre őröltek.) Ezek a testek kevésbé zsugorodnak, mivel kezdetben alacsonyabb a víztartalmuk, és csatornákat is biztosítanak, amelyeken keresztül a nedvesség a felszín felé távozhat. Ezeket "nyitott testeknek" nevezzük.

Amikor az agyag részecskék között a víz elpárolog, és az összes megmaradt agyag részecske érintkezik, a szárítással történő zsugorodás befejeződött. Ezt hívják bőrkemény színpadnak. Maguk a részecskék még nedvesek, de száradásuk nem okoz további zsugorodást.

A szárítás gyorsítása

Ha az edények * nedvesek vagy enyhén nedvesek, néha rendben van a szárítás felgyorsítása ventilátor, meleg kemence helyiség vagy gyertya segítségével. Általában, amikor számítógépes kemencében gyertyáznak a szobahőmérséklettől 180 ° F-ig, a hőmérséklet-emelkedés lassú, és hozzávetőlegesen 2 óra kell, hogy odaérjen, lehetővé téve a maradék víz utolsó minimális zsugorodását és párologtatását.

Ha * nedves edényeket helyeznek a kemence helyiségébe, amikor a helyiség nem túl meleg és a kemence szobahőmérsékletének emelkedése lassú, akkor hasonló jótékony hatása lesz, mint a gyertyának. Ha azonban nedves edényeket tesz a kemence helyiségébe, amikor a helyiség már forró, a gyors hőmérsékletváltozás gyors száradást és zsugorodást okoz, ami az edényeket megrepedés veszélyének teszi ki.

Ventilátor használata levegő mozgatására a szárító területen, ahol * nedves edények vannak, akkor működhet, ha a levegő mozgása nem túl erős, és nem közvetlenül az edényekre irányul. Előnyös, ha az edényeket olyan gyakran helyezzük el, hogy minden oldal egyenletesen száradjon.

* "Nyirkos"akkor utalunk rá, amikor az agyag majdnem száraz, de enyhe nedvesség jelei vannak. Ebben a szakaszban a száradás zsugorodásának nagy része bekövetkezett, és az agyagnak nincs sok hátralévő mozgása. Így viszonylag biztonságossá teszi az agyag befejezésének gyorsítását. Az egyetlen kivétel a nagy formák, különösen a lapos formák, és a 1/2 "vastagabb falú edények.

Kezdeti kemenceszárítás
A teljes szárítás addig nem történik meg, amíg a darab nincs a kemencében. Ez akkor történik, amikor a víz forráspontját elérték (100 ° C, vagy 212 ° F.). Ennek lassan kell megtörténnie, különben a gőz képződése az agyag testében felrobbanhat. Emiatt a tüzelés korai szakaszát lassan hajtják végre, és a kemence szellőzőjének működtetésével a gőz távozásához nyílik a kukucskáló vagy a fedél. Számítógépes kemencevezérlő használata esetén gyújtsa a kemencét 180 ° F-ra több órán keresztül.

Kiszáradás
A következő változás körülbelül 350 ° C-on (662 ° F) történik, azon a ponton, ahol az agyag kémiailag egyesített vize elűzik. Ez az a víz, amely az agyag molekuláris szerkezetének része, nem pedig az előbb leírt víz, amely az agyag részecskéi között van. Ezt a szárítást körülbelül 500 ° C-mal (932 ° F) végezzük. Ezután már nem keverhette a szárított agyagot vízzel, hogy új nedves agyagot készítsen. Visszafordíthatatlan kémiai változás következett be, amelyet dehidrációnak neveznek. Ebben a szakaszban nem figyelhető meg zsugorodás.

Kiégés
Egy másik dolog, amely körülbelül 900 C-ig (1652 F-ig) történik, a szerves és szervetlen anyagok, például szén és szulfátok elégetése. Ezek azok a füstök, amelyeket fontos, hogy ne lélegezzenek be, és ennek oka, hogy a kemencét jól kell szellőztetni még a bisque égetés során is.

Kvarc inverzió
A kiszáradás után a következő változás a Quartz inverzió történik, amely 573 C-on (1064 F) történik. Ezen a ponton a kvarckristályok kissé más sorrendbe rendeződnek. Ezen a ponton enyhe és átmeneti növekedés következik be. Ezért az égetés során mindig szükség van némi helyre a darabok körül, mivel ezek kissé kitágulnak. A kvarc inverzió során az égetésnek lassan kell haladnia. Az égetés során megrepedt áruk nagy százaléka a gyors tüzelésből származik ebben a szakaszban. Az elektronikus kemencék gyárilag beállított programja ebben a szakaszban általában lassítja az égést.

Üvegesítés
A következő lépés, amely megtörténik, az üvegesítés. Ez az agyag megkeményedése, meghúzása és végül részleges osztályozása. A vitrifikáció az agyag különféle összetevőinek összeolvadásából vagy megolvadásából származik. Az égetett agyag szilárdságát növeli az új kristályos növekedés kialakulása az agyag testén belül, különösen a mullit kristályok növekedése. A Mullite egy alumínium-szilikát, amelyet hosszú tű alakú kristály jellemez. Ezek összefűzik a szerkezetet, kohéziót és erőt adva.

A zsugorodás az üvegesítési szakaszban történik. Ez annak köszönhető, hogy a fúzióhoz közeledve csökken a részecskék mérete, és a részecskék szorosabb elrendeződése üveges mátrixukban. Az agyag égési zsugorodása általában megegyezik a száradó zsugorodásával. A teljes zsugorodás általában körülbelül 8-12% lesz.

Az agyagok összetételüktől függően különböző hőmérsékleteken üvegesednek. A magas vastartalmú vörös agyag és egyéb szennyeződések keménységét körülbelül 1000 ° C-on (1832 ° F) képesek megkeményedni, és 1250 ° C-on (2282 ° F) folyadékká olvadhatnak. A nagyon szennyeződésektől mentes kaolin test csak 1800 ° C (3272 ° F) felett olvadhat meg! Különböző típusú, különböző hőmérsékleten olvadó agyagok arányainak összekeverésével agyagtesteket fejlesztenek ki különböző égetési hőmérsékletekre.

Olvasztó
Ha elég magasra lő, az agyag először megduzzad (felpuffad), majd összeolvad egy folyadékká, amely pohárként hűl. Vagy a kerámiában természetesen nem lőünk olyan forrón; megállunk azon a ponton, ahol a tartóssághoz éppen elegendő fúzió és keménység áll rendelkezésünkre, de nem túlságosan, így a termékek olvadását vagy deformálódását okozzuk. Ezt a pontot az agyag érlelésének nevezzük.