Spis treści
Dlaczego i jak wypala się glinę na biskwit
Kolejny artykuł, który piszę w odpowiedzi na często zadawane ( w zawoalowanej formie 🙂 ) pytania pojawiające się na forum. Piszę również dlatego, że pytania: dlaczego?, po co?, jak?, towarzyszą mi od dziecka. Jako, że posiadam wykształcenie techniczne nauczyłem się szukać na nie odpowiedzi z przyczyn zawodowych 🙂 .
Uwaga!!! – niestety język polski nie jest doskonały ( jak zresztą większość języków 🙂 ) Pewne nieścisłe sformułowania mogą mylić!!! Jest ogromna różnica pomiędzy wypalaniem na biskwit ( czyli wypalaniem w celu osiągnięcia biskwitu ) a wypalaniem biskwitu – czyli wypalaniem właściwym – wypalaniem wyrobu, (który już jest biskwitem!!!) w celu osiągnięcia finalnego produktu. Zwracam na to uwagę gdyż sam ostatnio uległem takiemu nieporozumieniu. To drobna różnica językowa ale kolosalna jeśli chodzi o technologię!!! …i rozumienie intencji rozmówcy… 🙂 Niestety powoduje to często problemy w komunikacji…często automatycznie używamy tych sformułowań zamiennie. Ja przynajmniej teraz będę uważał.. 🙂
Czy dwukrotny wypał ( wypał biskwitu + wypał końcowy ) jest konieczny? – Zdecydowanie nie!!!
Czy wypał w dwóch fazach ( wypał biskwitu + wypał końcowy) ma sens? – Zdecydowanie tak!!!
Dlaczego?
Śledząc procesy zachodzące podczas wypału ceramiki można zauważyć kilka faz. Część z tych faz odbywa się, miejscami, równocześnie.
1/ faza suszenia ( lub dosuszania gliny ) – do ok 200 C
2/ faza odparowywania wody chemicznie związanej do ok 700 C !
3/ inwersja kwarcu ok 573 C
4/ wypalanie się ‘zanieczyszczeń’ w postaci pozostałości substancji organicznych, węgla, siarki itp
w zakresie od ‘małych’ kilkuset stopni w górę
5/ Rozkład chemiczny mniej trwałych substancji nieorganicznych węglanów, siarczanów, azotanów, chlorków itp. Z wydzieleniem pary ( jeśli występują w formie uwodnionej ) oraz gazów:
O2 – tlenu,
CO2 – dwutlenku węgla,
CO – tlenku węgla, – silnie trujący!
SO – tlenku siarki, – silnie trujący!
SO2 – dwutlenku siarki, – trujący!
NO – tlenku azotu, – silnie trujący
NO2 dwutlenku azotu, – trujący!
Chloru – silnie trujący!…… 🙂 itp
Pozbycie się tych gazów ze względu na ich szkodliwość nie jest tu wcale najważniejsze!!!
6/ ‘kurczenie’ się gliny w zasadzie w całym zakresie z apogeum w okolicach od 880 do 1100 C
7/ zeszkliwianie się powierzchni gliny w zakresie od 1030 do 1170 C ( kaolinit przechodzi w mullit)
8/ osiągnięcie spieku – zwiększonej wytrzymałości.
Inne procesy chwilowo o mniejszym znaczeniu – więc pomijam.
Trzy kategorie
Przyjrzyjmy się tym procesom z punktu widzenia wypału. Możemy je podzielić na trzy kategorie:
1/ Uwalnianie się gazów ( para wodna, tlen i tlenki niemetali (siarki,węgla, azotu itp)
2/ Proces zmian struktury krystalicznej ( inwersja kwarcu, tworzenie mullitu)
3/ Skurcz gliny
Gdybyśmy nie zastosowali procesu wypału wstępnego te procesy niekorzystnie wpłynęły by na stan poszkliwionej powierzchni gliny!!!
Gazy:
– kruszenie poszkliwionej powłoki w czasie gdy szkliwo nie jest upłynnione
– bąblowanie – gdy szkliwo jest w formie płynnej
Skurcz gliny
– uszkodzenia poszkliwionej powłoki w czasie gdy szkliwo nie jest upłynnione
– uszkodzenia poszkliwionej powłoki w czasie gdy szkliwo stygnie po wypale
Proces zmiany struktury krystalicznej
– w zasadzie wpływa na szkliwo w niewielkim stopniu. Musimy jednak zwrócić uwagę na szczególne wymagania procesu wypału w tych przedziałach ponieważ ma to wpływ na jakość końcową wypalanego produktu. No i oczywiście spiek!!! (tu polecam artykuł opisujący spiek i przyczyny przeciekania naczyń) Wzmocnienie struktury wyrobu!!!
Temperatura wypału na biskwit
Jaka zatem powinna być końcowa temperatura wypału na biskwit?
W zakresie temperatur: od 880 do 1170 C zachodzą dwa procesy krytyczne ze względu na późniejszy proces szkliwienia. Procesy dość dokładnie określające sensowny przedział temperatury początku i końca wypału biskwitu.
Apogeum skurczu gliny to zakres temperatur 880 do 1100 C. Chcemy aby glina jak najbardziej ‘się skurczyła’! Tego skurczu unikniemy później. Przy właściwym (drugim, końcowym) wypale nie potrzaska nam szkliwo ponieważ glina skurczyła się trwale już podczas wypału biskwitu. Więc zasadniczo można by wypalać do 1100 C. Ale…
Powiedzieliśmy sobie, że zeszkliwienie powierzchni gliny zaczyna się od ok 1030 do 1170 C. Nie chcemy aby powierzchnia gliny uległa zeszkliwieniu ponieważ to wpływa niekorzystnie na chłonność powierzchni i powoduje trudność w przyjmowaniu szkliwa. Skoro nie chcemy, to nie powinniśmy dopuścić do wzrostu temperatury podczas wypału biskwitu powyżej 1030 C!
Te dwa procesy określają nam dolną i górną granicę wypału. Należy wziąć pod uwagę fakt, iż ten przedział temperatur daje nam pewną elastyczność. Dzięki tej wiedzy możemy świadomie wypalać na biskwit niżej – lepiej wiąże szkliwo lub wyżej – biskwit jest bardziej „stabilny” – posiada potencjalnie mniej zanieczyszczeń mogących powodować gazowanie.
Koszty
Nasuwa się pytanie: czy dwukrotne wypalenie nie jest bardziej kosztowne? Otóż, I jest to potwierdzone eksperymentami ( wyniki dostępne są w literaturze ew. w internecie ). Całkowity koszt jednokrotnego wypału i wypału dwukrotnego ( biskwit i wypał właściwy ) jest bardzo podobny!!! Aby uzyskać podobny efekt w wypale jednokrotnym wypał ten musi być realizowany bardzo powoli. Musi być czas na pozbycie się gazów z pod powierzchni szkliwionej. Czas wypału jednokrotnego musi być więc zbliżony do sumy czasów wypału biskwitu i wypału właściwego!!!
Podsumowanie
Wypał na biskwit jest potrzebny i pożyteczny.
Otrzymujemy podwyższonej wytrzymałości – spiek.
Odgazowujemy glinę ( z pary wodnej i gazów powstających w procesie wypału).
Wypał na biskwit powinien być realizowany do zakresu 880 – 1030 C
Tyle mówi fizyka I chemia. W ich imieniu pozdrawiam 🙂
Jak zwykle zachęcam do zapoznania się z pozostałymi artykułami dostępnymi Tu
Jeśli ten artykuł był ciekawy lub w czymś pomógł zachęcamy do wsparcia naszego przedsięwzięcia. Tworzymy miejsce gdzie będziemy mogli przekazywać nie tylko naszą wiedzę ale i doświadczenie.