Opis procesu wypału ceramiki

Napisałem tych kilka ‘krótkich’ 🙂  zdań z kilku powodów:

1/ warto ogólnie wiedzieć co, w większości przypadków, dzieje się podczas wypału biskwitu i ceramiki w ogóle.

2/ Moim zdaniem, jest to wiedza niezbędna w trakcie świadomego doboru automatyki sterującej procesem wypału ponieważ automatyka powinna umożliwić różne zachowania pieca w różnych fazach procesu wypału. 

3/ To jest podstawa do dalszych rozważań na temat błędów popełnianych podczas wypału a popełniamy je wszyscy ( choć niektórzy rzadziej a niektórzy częściej). Ja osobiście, często się łapię na tym, że chcę coś przyśpieszać :). Zresztą, pewnie kiedyś, o tym napiszę bo to ważne.

4/ Jest wprowadzeniem do analizy cudzych i tworzenia swoich własnych krzywych wypału. Jest zachętą do zrozumienia jakie korzyści może nam to dać. Dlaczego może i jest to takie ważne jeśli chcemy zajmować się ceramiką w sposób choć trochę profesjonalny. Ja takie krzywe tworzę dla każdego wypału. O tym też napiszę ponieważ to bardzo pomaga analizować błędy jak i opisać jak przebiegał proces gdy coś się super udało.

Dla tych co się śpieszą:

W kilku zdaniach opisałem procesy zachodzące w poszczególnych temperaturach w trakcie wypału jak również w czasie stygnięcia wypalonych przedmiotów. Wiadomo. Każdy z nas chce osiągnąć zadowalający wynik. Musimy wiedzieć co robimy i co się dzieje wewnątrz pieca. Przynajmniej ja do tego zachęcam bo to bardzo pomaga.
 

Wypał:

  • zakres temperatur 20 – 200 °C Woda znajdująca się w strukturach porowatych paruje. W tym zakresie temperatur istnieje niebezpieczeństw eksplozji naszych wypalanych przedmiotów w sytuacji gdy wzrost temperatury jest szybki a przedmioty wypalane nie dość suche. W tym zakresie temperatur zaleca się wentylowanie pieca ( otwór wentylacyjny otwarty )

  • zakres 200 – 500 °C – W tym zakresie można zwiększyć szybość wypału jednak zalecana jest dalsza wentylacja

  • 470 – 700 °C W tym zakresie większość tzw. wody chemicznie związanej jest już usunięta. Rozpoczyna się proces termicznej dysocjacji węglanów. W tym przedziale, w zasadzie wydobywanie się gazów nie jest problemem ponieważ przepuszczalność ( jeszcze ) porowatej struktury przedmiotów wypalanych jest znaczna. Problem powstać, gdy wykonujemy tzw. wypał jednokrotny ( wypał suchej poszkliwionej gliny bez zastosowania wcześniejszego wypału biskwitu ). Może wtedy dochodzić do tzw. pełzania szkliwa gdy szybkość wypału jest znaczna.

Uwaga!!! Punkt krytyczny

  • W temperaturze 573 °C dochodzi do inwersji kwarcu zawartego w glinie i szkliwie. W zakresie 550 do 600 C – dobrze jest zwolnić szybkość wypału.

  • 650 – 1000 °C – następuje proces wypalenia między innymi węgla, siarki.. resztki węglanów wydostają się w postaci gazowej. Przestają się wydobywać gazy. Otwór wentylacyjny powinien być zamknięty. W przypadku wypału jednokrotnego, szybkość wypału powinna zostać ograniczona ze względu na niebezpieczeństwo późniejszego powstawania wzdęć.

  • 880 – 1100 °C – Trwa kurczenie się gliny. Należy dążyć do względnego wyrównania temperatury w całej objętości pieca. W szczególności w ramach poszczególnych półek. Zwłaszcza gdy skurcz gliny staje się wyraźny. Następuje rozkład siarczanów zawartych w glinie. Należy umożliwić ich wydostawanie się zanim dojdzie do zeszkliwienia powierzchni. Ja sugeruję spowolnienie procesu wypału w tym zakresie temperatur. Otwory wentylacyjne pozostają zamknięte. W zakresie tych temperatur powinno się skończyć wypalanie biskwitu. Ponieważ kurczenie się gliny i jej spiek powoduje trudności w późniejszym szkliwieniu. Optymalne są  temperatury w okolicach początku zakresu tj. od ok. 900 do 1000 C w zależności od potrzeb.

  • 1030 – 1170 °C – W zależności od rodzaju gliny następuje zeszkliwienie powierzchni. Gwałtownie rośnie twardość przedmiotów. Następuje tworzenie mullitu – to taki efekt rozpadu termicznego kaolinitu – a ten to z kolei minerał zawarty w kaolinie.

  • 1100 °C do końcowej temperatury wypału – Jeśli doszło do zewnętrznego zeszkliwienia powierzchni, resztki gazów wydostają się przez powierzchnie jeszcze niezeszkliwione ( nieoszkliwione). W miarę jak szkliwo topnieje i ‘dojrzewa’ proces wypału powinien zwolnić…

Uwaga

Dobrze  jeśli  ‘chwilowo’ przetrzymamy zawartości pieca w zakresie maksymalnej temperaturze wypału. Jest to zalecane. Ja tak robię i śmiało polecam. Co to znaczy chwilowo? To wynika z zaleceń bądź i praktyki i może w niektórych wypadkach trwać kilka godzin. Chodzi  o umożliwienie wydostania się resztek gazów poprzez roztopione szkliwo. Cel? Chcemy uniknąć bąblowania i podobnych uszkodzeń powierzchni szkliwa po wystygnięciu. W tym zakresie istnieje duże ryzyko deformacji wyrobów ze względu na nierównomierne kurczenie się gliny. Dotyczy to zwłaszcza sytuacji, w których wyroby mają powierzchnie nierównej grubości bądź są ‘nieszczęśliwie’ podparte. Nacisk wyrobu na podstawki jest nierównomierny.

Stygnięcie:

  • Zakres od maksymalnej temperatury wypału do 750 °C – Stopione szkliwo stygnie do temperatury punktu płynięcia. Szkliwa transparentne z połyskiem mogą stygnąć szybciej. W przypadku szkliw krystalicznych konieczne jest jednak zapewnienie powolnego schładzania do temperatury ok. 900 °C dla umożliwienia wytworzenia się kryształów.

  • 750 – 600 °C – stygnięcie musi być w miarę powolne celem zachowania równomiernej temperatury w piecu do czasu ponownego przejścia punktu inwersji kwarcu (573 °C). Szkliwo zaczyna twardnieć i zaczyna być ściskane przez stygnącą masę wyrobu. Otwór wentylacyjny powinien być zamknięty.

  • 600 – 500 °C – jeszcze wolniejsze stygnięcie do czasu ponownego przejścia punktu inwersji kwarcu (573 °C).

  • 500 – 150 °C – Bardzo wolne stygnięcie do temp 225 °C ( temperatura inwersji krystobalitu ) jeśli zawarty w wyrobie. Małe ryzyko uszkodzenia podczas stygnięcia w tym zakresie.

I to w zasadzie mógłby być koniec posta gdyby nie fakt, że to dopiero  początek tematu rzeki…. 🙂

Obiecuję na ten temat jeszcze trochę napisać bo ja uważam, że to podstawowa wiedza. Strasznie jest smutno jeśli ktoś z nas zrobi fajną pracę a w procesie wypału ulegnie ona zniszczeniu.

Informacje na temat poszczególnych etapów cyklu oparte o opisy wg : Harry Fraser – Ceramic Faults and their remedies -A&C Black Publishers Ltd. Second Edition 2005

Zobacz nasze artykuły.....

Gdzie to hasło?

Zaloguj się  proszę !

UWAGA!!!

Post skierowany jest do osób, które zdecydują, że prezentowana poniżej wiedza może im się przydać.

W żadnym wypadku nie jest skierowany do osób, które:

  • wiedzą wszystko lub prawie wszystko,
  • są wysokiej klasy specjalistami (lub tak o sobie myślą),
  • wiedzy nie potrzebują. 
  • dysponują fachowcami, którzy są w stanie za nich zrobić wszystko.

Osobom tym stanowczo odradzam czytanie ponieważ jest to ewidentna strata czasu!

Wpis nie zastąpi własnych poszukiwań wiedzy. Nie jest w żadnym wypadku substytutem uczestnictwa w szkoleniach. Nie ma na celu zastąpienia zdobywania wiedzy od stosunkowo wąskiej grupy ludzi, którzy się na tym dobrze znają a warto ich słuchać bo ich wiedza a w szczególności wiedza praktyczna to coś czego nie da się samemu szybko nabyć.