Wypalanie trójfazowe - Three-phase firing
Wypalanie trójfazowe (lub wypalanie trójstopniowe ) lub technika redukcji żelaza to technika wypalania stosowana w starożytnej greckiej produkcji ceramiki , szczególnie w przypadku malowanych waz . Już naczynia z epoki brązu mają typową dla tej techniki kolorystykę, z żółtą, pomarańczową lub czerwoną gliną i brązową lub czerwoną dekoracją. Przez 7 wieku pne, proces ten został udoskonalony w Grecji kontynentalnej ( Korynt i Ateny ) umożliwiający produkcję niezwykle błyszczące czarno nasuwanymi powierzchnie, które doprowadziły do rozwoju czarnego rysunku i czerwony rysunek technik, które dominowały greckie wazy malowanie aż do około 300 pne.
Konwencjonalny pogląd, rozwinięty w czasach nowożytnych ze względu na brak współczesnych relacji, był taki, że malowana ceramika grecka była wypalana jednorazowo, po tym, jak ukształtowany garnek został wysuszony na twardo, a następnie pomalowany. Ale wypalanie miało trzy fazy, mające na celu uzyskanie zamierzonych kolorów. Czasami po wypaleniu dodawano dalsze malowanie w innych kolorach, zwłaszcza w wazonach o białym szlifie i hellenistycznych. Jednak nowe badania dostarczają materialnych dowodów na to, że ceramika została wykonana z dwoma lub więcej oddzielnymi wypaleniami, w których ceramika jest poddawana kilku etapom wypalania. Widok konwencjonalny opisano bardziej szczegółowo poniżej, ale należy mieć na uwadze możliwość różnych zapłonów dla opisanych faz.
Etapy utleniania żelaza
Wszystkie kolory greckiego czarno-czerwonego malowania wazonów są wytwarzane przez różne stężenia żelaza w glinie i różne stopnie utleniania tego żelaza podczas wypalania. Żelazo ma szczególną właściwość tworzenia tlenków o różnych kolorach, w tym szarego tlenku żelaza (II) (FeO), czerwonego tlenku żelaza (III) (Fe 2 O 3 ) i ciemnoczarnego magnetytu (Fe 3 O 4 ). To, który z tych typów utleniania zostanie osiągnięty, zależy od dostępności tlenu i temperatury mieszanki reaktywnej: wysoka zawartość tlenu sprzyja wytwarzaniu Fe 2 O 3 , podczas gdy jego brak prowadzi do powstania FeO lub Fe 3 O 4 . Zatem na kolor glin bogatych w żelazo można wpływać poprzez kontrolowanie atmosfery podczas wypalania, dążąc do tego, aby była ona „redukująca” (tj. Uboga w tlen i bogata w węgiel) lub „utleniająca” (tj. Bogata w tlen). Ta kontrola jest istotą wypalania trójfazowego.
Witryfikacja i spiekanie
Aby uzyskać więcej niż jeden kolor na danym wazonie, niezbędna jest kolejna sztuczka: należy zapobiegać powracaniu czarnego magnetytu Fe 3 O 4 do matowego czerwonego hematytu Fe 2 O 3 . Innymi słowy, obszary, które mają pozostać czarne, muszą być pozbawione dostępu do tlenu, ich utlenione cząstki muszą być „uszczelnione”. Osiąga się to poprzez wykorzystanie kolejnej właściwości gliny: punkt zeszklenia , czyli temperatura, w której poszczególne cząstki gliny nieodwracalnie łączą się, zależy od składu gliny i zawartych w niej cząstek.
Mniejsze cząstki gliny i wysoka zawartość wapnia obniżają temperaturę spiekania . Wytwarzanie silnie zróżnicowane malowania odcinki osiągnięto dzięki levigation i późniejszego nabierania wyłączania poszczególnych warstw. Dodatek substancji „peptydowych” (tj. Substancji, które rozbijają i oddzielają cząstki gliny i zapobiegają ich ponownej koagulacji) może dodatkowo zmniejszyć rozmiar cząstek. Substancje takie obejmują sodę kaustyczną (NaOH), amoniak (NH 3 ), potaż (K 2 CO 3 ) i polifosforany, takie jak kalgon (NaPO 3 ) 6 : przyczepiają się one do cząstek gliny silnymi wiązaniami wodorowymi, a tym samym zapobiegają im, w podobnie jak w przypadku środków powierzchniowo czynnych , od ponownego łączenia się i koagulacji. Innymi słowy, cząstki gliny są teraz w stanie zawiesiny koloidu .
Ostrzał
Przed wypaleniem gliniane naczynia były gęsto ułożone w piecu . Ponieważ naczynia na poddaszu nie zawierają odpowiednich szkliw (tj. Całkowicie topniejących i zeszklonych), naczynia mogą stykać się w piecu. Jednak duże znaczenie miało uzyskanie dobrej cyrkulacji powietrza / gazu, aby zapobiec wypadaniu zapłonu.
Faza 1: Rozpalanie (utlenianie)
Typowe wypalanie miało prawdopodobnie miejsce w temperaturze od 850 do 975 stopni Celsjusza . Przy ciągłym wypalaniu pieca takie temperatury osiągane były po około 8 do 9 godzinach. Podczas tego procesu naczynia w piecu początkowo traciły wszelką pozostałą w nich wilgoć. W temperaturze 500 ° C, po 6 lub 7 godzinach, rozpoczął się prawdziwy ogień rozgrzanych do czerwoności naczyń. Przy stałym dopływie tlenu i wciąż rosnącej temperaturze, bogaty w żelazo lśniący poślizg utlenił się i zmienił kolor na czerwony wraz z resztą naczynia. Podczas tego procesu zawartość żelaza przekształca się w ciemnoczerwony hematyt (Fe 2 O 3 ). Nie jest konieczne, ale jest wysoce prawdopodobne, że ta faza rozpalania miała miejsce w atmosferze utleniającej: w każdym razie pożar bogaty w tlen jest prawdopodobny, ponieważ jest znacznie bardziej skuteczny w wytwarzaniu ciepła. Ponadto fakt, że redukcja pożarów jest wyjątkowo zadymionych, prawdopodobnie zostałby uznany za niepożądany, a zatem ograniczał się do stosunkowo krótkiej drugiej fazy.
Faza 2: Redukcja (zeszklenie błyszczącej masy ślizgowej)
Przy około 900 ° C dopływ tlenu zostaje odcięty, tworząc warunki redukujące, tak że czerwony hematyt Fe 2 O 3 zamienia się w matowo-czarny tlenek żelaza FeO, a czarny poślizg zamienia się w głęboko czarny magnetyt Fe 3 O 4 . W starożytności można było to osiągnąć poprzez zamknięcie otworów doprowadzających powietrze i dodanie nieosuszonego chrustu i zielonego drewna, które spalałyby się tylko niecałkowicie, wytwarzając tlenek węgla (zamiast CO 2 ). Temperaturę utrzymywano przez jakiś czas, prawdopodobnie na poziomie około 945 ° C, aby zapewnić całkowite stopienie i spiekanie drobnocząsteczkowej warstwy farby. Następnie temperatura spadła ponownie poniżej punktu spiekania (zeszklenia) pomalowanej masy klejącej, nadal w atmosferze redukującej. Teraz poślizg jest „uszczelniony” i nie pozwala na dalsze reagowanie tlenu z zawartością, tak że zawarte w niej magnetytowe tlenki Fe 3 O 4 zachowują swój czarny kolor.
Faza 3: Ponowne utlenianie i chłodzenie
Podczas ostatniej fazy wypalania otwory napowietrzające pieca są ponownie otwierane: przywracane są warunki utleniania. Te obszary naczyń, które nie zostały uszczelnione w fazie 2, teraz ponownie się utleniają: czarny tlenek żelaza FeO zamienia się z powrotem w czerwony hematyt Fe 2 O 3 . Po całkowitym utlenieniu czerwonych obszarów piec można było otworzyć, jego zawartość pozostawiono do powolnego ostygnięcia i ostatecznie usunięto.
Kontrola pieca
Warunkiem wstępnym wypalania trójfazowego był piec sterowany . Najwyraźniej niezbędna technologia została opracowana w Koryncie w VII wieku pne. Dopiero wynalezione wówczas piece kopułowe z otworami wentylacyjnymi pozwoliły na produkcję ceramiki czarnej figury, a następnie czerwonofigurowej ceramiki. Kontrolę temperatury można zapewnić wizualnie przez zastosowanie wziernika lub przez umieszczenie badanych próbek w piecu.
Bibliografia
- ^ Walton, M., Trentelman, K., Cummings, M., Poretti, G., Maish, J., Saunders, D., Foran, B., Brodie, M., Mehta, A. (2013), Materiał Dowody na wielokrotne wypalanie starożytnej ateńskiej ceramiki z czerwonymi figurami. Journal of the American Ceramic Society, 96: 2031–2035. doi: 10.1111 / jace.12395
- ^ Świadomość, że glina bazowa i „farba” ( poślizg ) nie różnią się chemicznie lub tylko nieznacznie się różnią, po raz pierwszy opublikował Schumann (1942). Zostało to później wsparte analizami spektrograficznymi Noble (1969).
- ^ To oraz fakt, że różne punkty spiekania są konieczne, aby uzyskać kilka kolorów na tym samym wazonie, takich jak błyszcząca czerń, czerwień i głęboka czerwień (lub koralowa czerwień, jak widać np. Na słynnym monachijskim kubku Exekiasa z Dionizosem na łodzi) , został po raz pierwszy rozpoznany przez Hofmanna (1962).
- ^ Szczegółowy opis zimą (1959).
- ^ Schumann (1942) używał do swoich eksperymentów sody kaustycznej i amoniaku, garbniki Hofmanna (1962) , Noble (1960/1965) wspomina o calgonie ((NaPO 3 ) 6 ) i potażu. Od starożytności można założyć użycie potażu, ponieważ powstaje on jako naturalny produkt odpadowy podczas spalania drewna, np. W piecu garncarskim.
- ^ Zwłaszcza z wcześniejszych okresów istnieje wiele niecałkowicie zredukowanych wazonów, w których części naczynia pozostają czerwone, podczas gdy inne są całkowicie czarne, chociaż cały wazon jest pomalowany na ten sam połysk. Może się to zdarzyć, jeśli atmosfera bogata w węgiel nie dotrze do powierzchni lub jeśli temperatura była zbyt niska, aby uszczelnić powierzchnię.
- ^ Np. Noble (1969) wypalił fragmenty starożytnej ceramiki, w temperaturze powyżej 975 ° C starożytne czarne powierzchnie stopiły się i ponownie utleniły. Eksperymenty z nowoczesnymi glinkami na poddaszu wykazały, że w temperaturach powyżej 1005 ° C przybierają one bardzo jasnoczerwony kolor, podczas gdy poniżej 1000 ° C uzyskuje się kolory bardzo podobne do starożytnych waz na poddaszu.
- ^ W nowoczesnych piekarnikach elektrycznych można w tym celu dodać mokre trociny. Patrz Gustav Weiß: Keramiklexikon, wpis „Reduktion im Elektroofen”. Joseph Veach Noble również użył trocin: Noble (1960), s. 310-311.
- ^ Noble (1960) sugeruje „okres moczenia” co najmniej pół godziny.
- ^ Dokładny punkt spiekania różni się w zależności od gliny i gliny, w swoich eksperymentach Noble zakończył tę fazę przy 875 ° C (Noble 1960, s. 311).
- ^ Różne jakości powierzchni spiekanych / zeszklonych i niespiekanych są wyraźnie przedstawione na fotografiach mikroskopu elektronowego w Hofmann (1962).
- ^ Dowody graficzne na to są dostępne w postaci malowideł na tablicach wotywnych z Penteskoupha (obecnie Antikensammlung w Berlinie) przedstawiających garncarzy w akcji, od budowy pieca do wypalania. Przebudowa pieca zimą (1959). Opis nowoczesnych warsztatów i pieców: Winter / Hampe (1962).
- ^ Noble (1960/65) i Hofmann (1962) twierdzą, że kontrola wzrokowa jest wystarczająca. Farnsworth (1960) zbadał zachowane próbki do badań znalezione w pobliżu wykopanych w starożytności pieców doniczkowych.
Bibliografia
- Marie Farnsworth: Rysuj elementy jako pomoc w poprawnym strzelaniu. W: AJA 64 (1960), s. 72-75, pl. 16.
- U. Hofmann: Podstawy chemiczne starożytnego greckiego malowania waz. W: Angewandte Chemie 1 (1962), s. 341-350.
- Lisa C. Kahn i John C. Wissinger: „Odtworzenie i wypalenie greckiego pieca”. W: Artykuły o specjalnych technikach w ateńskich wazach: materiały z sympozjum odbywającego się w połączeniu z wystawą Kolory gliny. Ed. Kenneth DS Lapatin. Getty 2007.
- Joseph Veach Noble: Technika malowania wazonów na poddaszu. W: AJA 63 (1960).
- Joseph Veach Noble: Techniki malowanej ceramiki na poddaszu. Nowy Jork 1965.
- Ingeborg Scheibler: Griechische Töpferkunst. Herstellung, Handel und Gebrauch antiker Tongefäße . Ch. Beck, 2., wyd. Edn .., Monachium 1995. ISBN 3-406-39307-1
- Theodor Schumann: Oberflächenverzierung in der antiken Töpferkunst. Terra sigillata und griechische Schwarzrotmalerei. W: Berichte der deutschen keramischen Gesellschaft 32 (1942), s. 408-426.
- Adam Winter: Die Technik des griechischen Töpfers in ihren Grundlagen. W: Technische Beiträge zur Archäologie, tom 1. Mainz (1959).
- Adam Winter, Roland Hampe : Bei Töpfern und Töpferinnen in Kreta, Messenien und Zypern. Moguncja (1962).