6 مراحل كلاي يمر خلال تغير درجة الحرارة
وحيث إن فرن يعمل على إطلاق النار وتبريده ، فإن التغيرات في درجة الحرارة تحدث بعض التغييرات العميقة في الطين . ينتقل الطين من هذه المادة الناعمة والهشة تمامًا إلى مادة صخرية ، لا تتأثر بالماء والرياح والزمن. إن التغيير يكتنفه الغموض في تحوله الكامل ويمكن اعتباره إذا لم يكن شائعا جدا.
01 من 08
المرحلة الأولى: التجفيف في الغلاف الجوي
عندما يوضع الفخار في الفرن ، يكون دائمًا جافًا. ومع ذلك ، لا يزال هناك مياه محاصرة داخل الفراغات بين جزيئات الطين.
عندما يسخن الطين ببطء ، يتبخر هذا الماء من الطين. إذا تم تسخين الصلصال بسرعة كبيرة ، فسوف يتحول الماء إلى بخار داخل جسم الطين ، ويتسع مع تأثير متفجر على القدر.
وبحلول الوقت الذي يتم فيه الوصول إلى نقطة غليان الماء (212 درجة فهرنهايت و 100 درجة مئوية عند مستوى سطح البحر) ، ينبغي أن يتبخر الماء في الغلاف الجوي بأكمله من جسم كل الجسم . سيؤدي ذلك إلى ضغط الدموي وتقليل الانكماش. لمزيد من المعلومات حول الانكماش ، اقرأ لماذا تتقلص أجسام الطين.
لمشاهدة رسم بياني لما يحدث للطين في الفرن ، انقر فوق "عرض بالحجم الكامل" أسفل الصورة المصغرة.
02 من 08
المرحلة الثانية: حرق الكربون والكبريت
تحتوي كل جزيئات الطين على قدر من الكربون والمواد العضوية والكبريت. هذه كلها لحرق بين 572 و 1470 فهرنهايت (300 و 800 درجة مئوية). إذا كان ذلك لسبب ما (مثل التهوية السيئة داخل القمينة) هذه ليست قادرة على حرق من الجسم الطين ، وسوف تحدث كربون الكربون ، مما يضعف الجسم الطيني إلى حد كبير.
03 من 08
المرحلة الثالثة: المياه المجمعة كيميائيا مدفوعة
يمكن وصف الطين بأنه جزيء من الألومينا وجزيئين من السيليكا مرتبطة مع جزيئين من الماء. حتى بعد خروج الماء في الغلاف الجوي ، لا يزال الطين يحتوي على حوالي 14٪ من الماء المرتبط كيميائياً بالوزن. سيكون الوعاء أخف بشكل كبير ، ولكن بدون انكماش مادي.
يحل هذا الرابطة الكيميائية المركبة كيميائيا عند تسخينها. التداخل مع الكربون والكبريت يحترق ، والمياه الكيميائية المستعبدة يهرب من الجسم الطين بين 660 و 1470 فهرنهايت (350 و 800 درجة مئوية). إذا كان الماء يسخن بسرعة كبيرة ، يمكن أن يتسبب مرة أخرى في إنتاج البخار المتفجر داخل جسم الطين. هو لجميع هذه التغييرات وأكثر أن جدول إطلاق النار يجب أن يسمح لبطء تراكم الحرارة.
04 من 08
المرحلة الرابعة: يحدث انعكاس كوارتز
يطلق عليها الخزافون السيليكا ، ولكن يعرف أكسيد السليكا أيضا باسم الكوارتز. يحتوي الكوارتز على بنية بلورية تتغير عند درجات حرارة محددة. تُعرف هذه التغييرات باسم الانقلابات. تحدث واحدة من هذا القبيل في 1060 درجة فهرنهايت (573 درجة مئوية).
التغير في التركيب البلوري سيؤدي في الواقع إلى زيادة حجم الفخار بنسبة 2٪ أثناء التسخين ، وفقدان هذه النسبة 2٪ أثناء التبريد. فالأدوات هشة أثناء انعكاس الكوارتز ويجب رفع درجة حرارة الفرن (وتبريدها لاحقًا) ببطء خلال التغيير.
05 من 08
المرحلة الخامسة: التكلس
قبل أن تبدأ الأكسيدات المصنوعة من الزجاج في الذوبان ، تلتصق جزيئات الطين ببعضها البعض. بدءًا من حوالي 1650 درجة فهرنهايت (900 درجة مئوية) ، تبدأ جزيئات الطين في الاندماج. تسمى عملية التدعيم هذه بالتلبيد. بعد تكتيل الفخار ، لم يعد الطين حقا ولكن أصبح مادة خزفية.
يتم إطلاق الباسك عادة في حوالي 1730 درجة فهرنهايت (945 درجة مئوية) ، بعد أن تكون المكرر قد تلبدت ولكنها لا تزال مسامية وغير مزججة بعد. وهذا يسمح للطلاء الرطب ، الخام بالالتصاق بالفخار دون أن يتحلل.
06 من 08
المرحلة السادسة: التزجيج والنضج
إن نضج الجسم الطيني هو التوازن بين تزجيج الجسم لتحقيق الصلابة والمتانة ، والكثير من التزجيج الذي يبدأ به التشوه ، أو الانهيار ، أو حتى التحلل على رف الفرن.
التزجيج هو عملية تدريجية تقوم خلالها المواد الذائبة بسهولة بالقيام بذلك ، إذ تذوب وتملأ الفراغات بين الجسيمات الأكثر حرارية . وتشجع المواد المذابة المزيد من الذوبان ، بالإضافة إلى ضغط وتقوية الجسم الطيني.
كما أنه خلال هذه المرحلة يتم تشكيل mullite (سيليكات الألومنيوم). هذه هي طويلة ، بلورات تشبه الإبرة التي تعمل كمواد لاصقة ، والحياكة وتعزيز الجسم الطين أكثر من ذلك.
07 من 08
درجات النضجدرجة الحرارة يتم تشغيل الطين ليحدث فرقا هائلا. قد يكون الطين الذي يتم إطلاقه عند درجة حرارة واحدة ناعماً ومساملاً ، في حين أن نفس الطين الذي يطلق على درجة حرارة أعلى قد يكون صعبًا وغير منيع.
ومن الضروري أيضًا ملاحظة أن طينًا مختلفًا ينضج عند درجات حرارة مختلفة ، اعتمادًا على تكوينه. فخار أحمر يحتوي على كمية كبيرة من الحديد الذي يعمل كدفق. يمكن للجسم الطيني الفخار أن يصل إلى مرحلة النضج عند حوالي 1830 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية) ويمكن أن يذوب في 2280 درجة فهرنهايت (1250 درجة مئوية). من ناحية أخرى ، قد لا تنضج هيئة الخزف المصنوعة من الكاولين النقي حتى حوالي 2500 درجة فهرنهايت (1390 درجة مئوية) ولا تذوب حتى أكثر من 3270 درجة فهرنهايت (1800 درجة مئوية).
08 من 08
أثناء التبريد
هناك حدث آخر يمر به الطين ، وهذه المرة يبرد. هذا هو الانكماش المفاجئ للكرستوباليت ، وهو شكل بلوري من السيليكا ، حيث يبرد ما يزيد عن 420 درجة فهرنهايت (220 درجة مئوية). تم العثور على Cristobalite في جميع الأجسام الطينية ، لذلك يجب أن تؤخذ الحذر لتبريد الفرن ببطء لأنه يتحرك من خلال هذه الدرجة الحرجة. خلاف ذلك ، سوف الأواني تطوير الشقوق.