Hoe werkt.. een keramiekstook?

In een keramiek stook gebeurt heel wat. Het is niet alleen het omvormen van klei naar keramiek of steen, maar in dat proces lopen een aantal gebeurtenissen gelijk met de temperatuur van de oven. Aan de hand van een tekening laat ik je het verloop zien. Ik heb voor de uitleg gekozen voor een klein lettertype, anders zou het niet meer overzichtelijk zijn.

 

De tekst is van Stedelijke Academie voor Beeldende Kunst Leper.

Tot 120°C - Bij het stoken tot deze temperatuur verdwijnt het laatste water dat zich vrij in de klei bevindt.  Dit wordt beschouwd als het verder zetten van het droogproces dat al bezig was buiten de oven.  We noemen het bakken tot deze temperatuur ook het droogstoken.  Het water gaat over in stoom.  Het is belangrijk dat deze fase in het stookproces heel langzaam gebeurt. Aanvulling: Als je alleen een droogstook gaat uitvoeren, doe deze dan nooit hoger dan 100°C, liever op 95°C. Water gaat koken boven de 100°C waardoor ook je klei uit elkaar gaat vallen.

 

Tot 300°C - Als je een werkstuk slechts tot deze temperatuur bakt kan je deze nog altijd terug verpulveren en met water aanlengen en tot bruikbare klei verwerken.  Tot 300°C stook je dus enkel héél droog, van gebakken klei is hier nog geen sprake.  Samen met de volledige verdamping van het kleiwater start ook de oxidatie en de verbranding van de klei-inhoud.  Eerst oxideren de organische bestanddelen, ook de zwavel en de zwavelverbindingen verbranden heel gemakkelijk.

 

Rond 573°C - Op deze temperatuur voltrekt zich een belangrijke fase in het bakproces.  We noemen het de kwartssprong.  De kwartskristallen gaan zich herschikken en alphakwarts wordt betakwarts.  Deze chemische verandering van de klei gaat samen met plotselinge uitzetting van de klei tot ongeveer 1%.  Bij het afkoelen gebeurt het omgekeerde.  Het is heel belangrijk om de kwartssprong langzaam te passeren tijdens het bakproces.  Tijdens de afkoeling zijn de risico’s iets minder, toch laat je de oven dicht boven de 100°C voor de ruwbak en tot 80°C of minder voor glazuurbak (om craquelé door te snelle afkoeling te voorkomen).

 

Rond 600°C - Bij deze temperatuur begint de oven en de werkstukken in de oven te gloeien.  De klei wordt hard en de kleideeltjes verhitten, bewegen en kruipen dichter bij elkaar naarmate er meer stoffen gaan wegbranden. Aanvulling: Rond deze temperatuur wordt ook glazuur zacht. Daarom stook je luster en transfers meestal niet hogen dan 750 a 800 graden. Op die temperatuur neemt de glazuur de transfer en luster in zich op.

 

Tussen 600°C en 700°C - Klei die tot deze temperatuur wordt gebakken verweert.  Je kan hem niet meer zomaar fijn malen en aanlengen met water om opnieuw te gebruiken.  Je kan hem wel opnieuw in de grond steken en na verloop van tijd zal hij wel terug tot bruikbare klei gevormd worden.

Rond 750°C - Op deze temperatuur zet de klei lichtjes uit.  Deze uitzetting is onomkeerbaar.  Dus bij afkoeling zal de scherf niet lichtjes terug inkrimpen.  Als je dit test, zal blijken dat een werkstuk dat slechts tot 750°C is gebakken, iets groter zal zijn dan een ongebakken stuk.

Tussen 700°C en 800°C - Vooral tussen deze temperaturen wordt de verbranding van grafiet en andere harde koolstofvormen ingezet.  Ook hier moet je de tijd nemen om de kaap te overbruggen; een te snel bakproces zal ervoor zorgen dat de koolstof komt vast te zitten in de gesinterde scherf.  De gevolgen hiervan zijn zwartblakering en blazen in de scherf.

 

Rond 850°C - Tot deze temperatuur zijn vele stoffen in de klei overgegaan van vaste naar vloeibare vorm en vinden er smeltprocessen plaats in de klei.

 

Vanaf 876°C - Vanaf deze temperatuur gaat de betakwarts langzaam over in betatridimiet.  Dit gaat gepaard met een uitzetting van moleculen tot 14,5% (niet de scherf).  Op hogere temperatuur (tussen 1050°C en 1550°C) gaat deze ook over in kristobaliet.

 

Tussen 850°C en 900°C - Nu heeft de scherf een maximale porositeit bereikt.  Hoe hoger de temperatuur nu gaat, hoe steviger en waterdichter de scherf wordt, omdat er glasvorming optreedt.  In dit proces gaat de vrije silicium smelten.  Dit noemen we het sinteren van de klei.  Vanaf dit punt gaat de klei sterk krimpen, want alle sinterende deeltjes gaan verder aan elkaar gaan kleven en vullen zo de leegte op die is ontstaan door de verbranding van stoffen.  Bij steengoed heeft twee derde van de krimp plaats tijdens het drogen en één derde tijdens het bakken in de oven en dan vooral vanaf dit moment.

 

Hoger dan 900°C  - Bij het hoger bakken is het niet alleen de vorming van glas die stevigheid aan de scherf verleend, maar ook de vorming van nieuwe kristalstructuren (vooral mullietkristallen) in de klei.  Deze naaldvormige kristallen vormen zich vooral bij temperaturen tussen 1100°C en 1200°C en brengen een grote cohesie aan in de scherf.

 

Met dank aan "Stedelijke Academie Voor Beeldende Kunst Leper"

https://keramiektechniek.wordpress.com

stookverloop oven

stookverloop oven

 

Het temperatuurverloop van een stook.

De aanvullingen in bovenstaande tekst heb ik bijgevoegd om het een en ander nog wat duidelijker te maken.