Yumuşak ve tamamen kırılgan bir çamur, içine girdiği fırının sıcaklığının yükselip düşmesiyle suya, rüzgâra ve zamana meydan okuyan, taş gibi sert bir maddeye dönüşüyor. Yaklaşık 1000 derecelik bir değişim içerisindeki çamur, ısı değişikliği ile fırın içerisinde hangi evrelerden geçtiği bir çok kişi merak konusu. Fırında gerçekleşen süreci daha iyi anlamamız için, ısı değişiminin çamur üzerindeki etkileri neler aşama aşama inceledik.
Hava ile Kuruma (Atmosferik Buharlaşma)
Ürün fırına yerleştirildiğinde neredeyse kupkuru olsa da, yine de çamur parçacıklarının arasına hapsolmuş su bulunmaktadır.Çamurun yavaşça ısınmasıyla beraber içindeki bu su da buharlaşarak dışarı çıkmaya başlar. Eğer çamur fazla hızlı ısıtılırsa, su dışarı çıkamadan, çamurun içinde buharlaşıp genişleyerek patlayacaktır. Suyun kaynama noktası olan 100 santigrat dereceye ulaşıldığında içindeki su da tamamen buharlaşmış olur. Buharlaşmanın başarılı olması hâlinde çamur sertleşecek ve minimum miktarda küçülme yaşanacaktır.
Karbon ve Sülfürün Yanması
Tüm çamur karışımlarda bir miktar karbon, organik materyaller ve kükürt (sülfür) bulunmaktadır. Bunlar 300 santigrat derece ile 800 derece arasında yansalar da, kimi zaman fırının içindeki kötü hava dolaşımı, hızlı sıcaklık yükselişi ya da oksijen yetersizliği gibi sebeplerden yanarken çamuru terk edemez ise bu durum ürünün dayanıklılığını önemli miktarda zayıflatacaktır ve yüzey altında gri bir tabaka oluşturacaktır.
Kimyasal Bileşenli Suyun Uzaklaşması
Birinci aşamada suyun atmosferik buharlaşmasının ardından bile ürünün ağırlığının yaklaşık yüzde 14’ünü kimyasal olarak bağlanmış su oluşturacaktır. Bu kimyasal bağ ısınmayla beraber zayıflar. Karbon ve sülfürün yanmasıyla beraber 350 ile 800 derece arasında su da ürünü terk etmeye başlar. Bu noktada da suyun çok hızlı ısınmaması, içeride buharlaşıp patlamaya sebep olmaması açısından önem taşımaktadır. Dolayısıyla ısıtma programının, sıcaklığın yavaş yavaş yükselmesine izin verecek şekilde düzenlenmesi gerekmektedir.
Kuvars Dönüşümü
Çömlekçiler kısaca silika dese de silisyum dioksit, kuvars olarak da bilinmektedir. Belirli sıcaklıklarda değişen kristalize bir yapıya sahiptir ve bu dönüşümlerden biri 573 santigrat derecede gerçekleşir.
Kristal yapıdaki bu değişim ürünün, ısınırken yüzde iki genişlemesine, soğurken ise küçülmesine sebep olacaktır. Bu dönüşüm boyunca ürün oldukça kırılgandır ve bu eşiğe aşağıdan ya da yukarıdan yaklaşırken ısıdaki değişimin mümkün olduğunca yavaş değişmesi gerekmektedir.
Sinterleme
Cam yapıcı oksitler henüz erimeden önce birbirlerine tutunmaya başlayan çamur tanecikleri 900 dereceden itibaren kaynama sürecine girerler. Bu sürece sinterlenme denmektedir. Sinterlenen ürün çamur halinden çıkar ve gerçek bir seramik materyale dönüşür.
Bisküvi fırınlama genellikle 900 ila 1000 derecede, ürün sinterlenmiş olsa da camlaşmamış (vitrifiye olmamış) ve delikli hâldeyken gerçekleştirilir. Bu işlem, ıslak sırın ürüne karışmadan uygulanabilmesini ve yüzeye rahatça tutunabilmesini sağlamaktadır.
Camlaşma (Vitrifikasyon) ve Olgunlaşma
Vitrifikasyon süreci, kolay eriyen taneciklerin, kendilerinden daha zor eriyenlerin içine dolması anlamına gelmektedir. Eriyen materyal başka erimeleri de tetikler ve bu sırada kilin gövdesinin sıkışıp güçlenmesini sağlar.
Alüminyum silikat olarak da bilinen, iğneye benzer, bağ görevi gören ve kil gövdeyi daha da güçlendiren mulitler bu safhada oluşmaktadırlar.
Olgunlaşma Sıcaklıkları
Bir çamurun fırınlandığı sıcaklık, materyalin kaderini belirleyen süreçteki belki de en kritik noktalardan biridir. Aynı kil, bir sıcaklıkta fırınlanınca yumuşak ve gözenekli olacakken, bir başka sıcaklıkta sert ve yüksek dayanıklılığa sahip bir ürüne dönüşebilir.
Ayrıca farklı malzemelerin bileşenlerine bağlı olarak farklı sıcaklıklarda olgunlaştığının da altını çizmek gerekir. Örneğin bir kızıl toprak kap yaklaşık 1000 derece olgunlaşırken 1250 derecede eriyebilir. Öte yandan saf kaolinden yapılma bir porselen ise 1390 dereceden önce olgunlaşmayabilir ve erimesi için 1800 dereceyi aşması gerekmektedir.
Soğuma Süreci
Kil soğurken 220 derecenin altına indiğinde, silikanın kristalize hâli olan kristobalit aniden büzüşüp küçülür. Kristobalitin tüm kaplarda bulunması sebebiyle, çatlakların oluşmasını engellemek için kritik eşik olan 220 dereceye yaklaşılırken fırının yavaşça soğumasına özen gösterilmelidir.
Isı değişiminin çamur üzerindeki etkileri incelediğimizde ısı değişiminin yavaş olmasının seramik ürünün sağlamlığını etkilediğini de son kez hatırlatmak isteriz.
Kaynak : Spruce Crafts
