Robert Couse-Baker / Flickr
Saat sebuah tungku menyala dan mendingin, perubahan suhu membuat beberapa perubahan besar pada tanah liat. Tanah liat berubah dari zat lunak yang benar-benar rapuh ini menjadi sesuatu yang keras, tahan terhadap air, angin, dan waktu. Perubahannya hampir mistis dalam metamorfosis lengkapnya dan mungkin dianggap demikian jika tidak begitu umum.
-
Pengeringan Atmosfer
Ketika tembikar ditempatkan ke dalam tungku, itu hampir selalu kering tulang. Namun, masih ada air yang terperangkap di dalam ruang di antara partikel-partikel tanah liat.
Saat tanah liat perlahan-lahan dipanaskan, air ini menguap keluar dari tanah liat. Jika tanah liat dipanaskan terlalu cepat, air akan berubah menjadi uap tepat di dalam tubuh tanah liat, mengembang dengan efek ledakan pada pot.
Pada saat titik didih air (212 F dan 100 C di permukaan laut) tercapai, semua air atmosfer seharusnya sudah menguap keluar dari tubuh tanah liat. Ini akan menghasilkan pemadatan tanah liat dan sedikit penyusutan.
-
Terbakar dari Karbon dan Belerang
Semua benda dari tanah liat mengandung karbon, bahan organik, dan belerang. Ini terbakar antara 572 F dan 1470 F (300 C dan 800 C). Jika karena alasan tertentu - seperti ventilasi yang buruk di dalam tungku - ini tidak dapat terbakar keluar dari tubuh tanah liat, akan terjadi coring karbon. Ini akan sangat melemahkan tubuh tanah liat.
-
Air Gabungan Secara Kimiawi Didorong
Tanah liat dapat dicirikan sebagai satu molekul alumina dan dua molekul silika yang terikat dengan dua molekul air. Bahkan setelah air atmosfer hilang, tanah liat masih mengandung sekitar 14 persen air yang terikat secara kimiawi berdasarkan beratnya. Pot akan jauh lebih ringan, tetapi tanpa penyusutan fisik.
Ikatan air yang dikombinasikan secara kimiawi ini mengendur saat dipanaskan. Tumpang tindih karbon dan belerang terbakar, air yang terikat secara kimiawi lolos dari tubuh tanah liat antara 660 F dan 1470 F (350 C dan 800 C). Jika airnya memanas terlalu cepat, itu lagi dapat menyebabkan produksi uap di dalam tubuh tanah liat. Karena semua perubahan ini (dan lebih banyak lagi) jadwal pembakaran harus memungkinkan penumpukan panas yang lambat.
-
Inversi Kuarsa Terjadi
Tembikar menyebutnya silika, tetapi silika oksida juga dikenal sebagai kuarsa. Kuarsa memiliki struktur kristal yang berubah pada suhu tertentu. Perubahan ini dikenal sebagai inversi. Salah satu inversi tersebut terjadi pada 1060 F (573 C).
Perubahan struktur kristal sebenarnya akan menyebabkan ukuran tembikar meningkat sebesar 2 persen saat dipanaskan, dan kehilangan 2 persen ini saat dingin. Ware rapuh selama inversi kuarsa ini dan suhu kiln harus dinaikkan (dan kemudian didinginkan) secara perlahan melalui perubahan.
-
Sintering
Sebelum oksida pembuat kaca mulai meleleh, partikel-partikel tanah liat akan saling menempel. Mulai sekitar 1650 F (900 C), partikel-partikel tanah liat mulai melebur. Proses penyemenan ini disebut sintering. Setelah tembikar disinter, tidak lagi benar-benar tanah liat tetapi telah menjadi bahan keramik.
Penembakan bisque biasanya dilakukan pada sekitar 1730 F (945 C) setelah peralatan disinter tetapi masih keropos dan belum mengalami vitrifikasi. Ini memungkinkan basah, kaca mentah untuk menempel pada tembikar tanpa disintegrasi.
-
Vitrifikasi dan Kematangan
Pematangan tubuh tanah liat adalah keseimbangan antara vitrifikasi tubuh untuk menghasilkan kekerasan dan daya tahan, dan begitu banyak vitrifikasi sehingga peralatan mulai merusak, merosot, atau bahkan genangan air di rak kiln.
Vitrifikasi adalah proses bertahap di mana bahan yang paling mudah meleleh melakukannya. Mereka larut dan mengisi ruang antara partikel yang lebih tahan api. Bahan yang meleleh meningkatkan pencairan lebih lanjut, serta memadatkan dan memperkuat tubuh tanah liat.
Juga selama tahap ini mullite (aluminium silikat) terbentuk. Ini adalah kristal panjang seperti jarum yang bertindak sebagai pengikat, merajut dan memperkuat tubuh tanah liat lebih jauh.
-
Suhu Pematangan
Temperatur lempung dipecat untuk membuat perbedaan yang luar biasa. Sebuah tanah liat yang ditembakkan pada satu suhu mungkin lunak dan keropos, sedangkan tanah liat yang sama yang ditembakkan pada suhu yang lebih tinggi mungkin keras dan tahan air.
Penting juga untuk dicatat bahwa lempung yang berbeda matang pada suhu yang berbeda, tergantung pada komposisinya. Gerabah merah mengandung sejumlah besar besi yang bertindak sebagai fluks. Benda tanah liat dari tembikar dapat menyala hingga mencapai suhu sekitar 1830 F (1000 C) dan dapat meleleh pada 2280 F (1250 C). Di sisi lain, tubuh porselen yang terbuat dari kaolin murni mungkin tidak matang hingga sekitar 2500 F (1390 C) dan tidak meleleh sampai lebih dari 3270 F (1800 C).
-
Selama Pendinginan
Ada peristiwa lain yang dilalui tanah liat saat mendingin. Itu adalah penyusutan tiba-tiba kristobalit — suatu bentuk kristal dari silika — saat mendingin melewati 420 F (220 C). Cristobalite ditemukan di semua badan tanah, jadi harus berhati-hati untuk mendinginkan kiln saat bergerak melalui suhu kritis ini. Kalau tidak, pot akan menjadi retak.
